液晶表示装置
【課題】マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】互いに対向する第一基板及び第二基板と、両基板間に挟持された液晶層とを備え、画素内に反射領域及び透過領域が設けられた液晶表示装置であって、第一基板は、透過表示及び反射領域に設けられた第一電極と、透過表示に設けられ、かつ画素内で第一電極と平行に設けられた第二電極と、反射表示に設けられ、かつ、画素内で第一電極と平行に設けられた第三電極とを有し、液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含み、かつ第一電極及び第二電極間と第一電極及び第三電極間との少なくとも一方に生じる電界により駆動され、ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に両基板面に対して垂直に配向し、第一電極及び第三電極の間隔は、第一電極及び第二電極の間隔と異なり、第二電極及び第三電極はそれぞれ、互いに異なる共通信号が入力される。
【解決手段】互いに対向する第一基板及び第二基板と、両基板間に挟持された液晶層とを備え、画素内に反射領域及び透過領域が設けられた液晶表示装置であって、第一基板は、透過表示及び反射領域に設けられた第一電極と、透過表示に設けられ、かつ画素内で第一電極と平行に設けられた第二電極と、反射表示に設けられ、かつ、画素内で第一電極と平行に設けられた第三電極とを有し、液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含み、かつ第一電極及び第二電極間と第一電極及び第三電極間との少なくとも一方に生じる電界により駆動され、ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に両基板面に対して垂直に配向し、第一電極及び第三電極の間隔は、第一電極及び第二電極の間隔と異なり、第二電極及び第三電極はそれぞれ、互いに異なる共通信号が入力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、トランスバース ベンド アライメント（ＴＢＡ；Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示に好適に用いられる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、モニター、プロジェクタ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の電子機器に幅広く利用されている。液晶表示装置の表示態様としては、例えば、反射型、透過型、反射透過両用型がある。これらのうち、屋内等の比較的暗い環境下では、主として、バックライトの光を利用した透過型の液晶表示装置が用いられ、屋外等の比較的明るい環境下では、主として、周囲の光を利用する反射型の液晶表示装置が用いられる。反射透過両用型の液晶表示装置は、透過表示及び反射表示の両方が可能であり、屋内では透過表示を主として表示を行い、屋外では反射表示を主として表示を行うことができる。したがって、反射透過両用型の液晶表示装置は、屋内外を問わずあらゆる環境下で、高品位の表示が可能であり、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ等のモバイル機器に多く搭載されている。反射透過両用型の液晶表示装置では、表示モードとして、例えば、垂直配向（ＶＡ；Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが用いられる。ＶＡモードは、印加電圧オフ時に液晶分子が基板面に垂直に配向しており、印加電圧オン時に液晶分子を倒れ込ませることで表示を行う方式である。
【０００３】
しかしながら、反射透過両用型では、反射光は液晶層を２回透過するが、透過光は液晶層を１回しか透過しないため、反射光用にセルギャップを最適設計した場合には、透過光の透過率は最適値のおよそ１／２になってしまう。これに対する解決手段としては、例えば、反射領域と透過領域とでセルギャップを異ならせるマルチギャップ構造を形成し、反射領域での液晶層の厚さを小さくする方法が開発されている。しかしながら、この方法では、基板上に凹凸構造を設ける必要があるため、構造が複雑となり、また製造工程において高精度が要求される。
【０００４】
ところで液晶表示装置では、ＶＡモードの他に、ＩＰＳモードやＦＦＳモードが知られている。ＩＰＳモードやＦＦＳモードは、一方の基板に設けた液晶駆動用の電極対からの横電界により、液晶分子を基板面内で回転させて表示を行う方式である。ＩＰＳモードについても反射透過両用型の液晶表示装置は開示されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
また、横電界の液晶モードとしては、ＴＢＡモードが知られている（例えば、特許文献３〜９参照。）。ＴＢＡモードは、一方の基板に設けた液晶駆動用の電極対からの横電界により、垂直配向した液晶分子を水平方向にベンド状に配向させて表示を行う方式である。しかしながら、ＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置は開示されていない。
【０００６】
更に、従来の反射透過両用型の液晶表示装置では、液晶表示パネルの背面側及び観察面側にそれぞれλ／４の位相差を発生する位相差板（λ／４板）が設けられている。すなわち、従来の反射透過両用型の液晶表示装置は、少なくとも、前面に１枚、後面に１枚、合計２枚の位相差板を有する。
【０００７】
このように、従来の半透過型の液晶表示装置では、反射表示を行うために必要なλ／４板が液晶表示パネルの背面側及び観察面側の全面（透過領域及び反射領域の両方）に配置されていた。しかしながら、このような構成では、透過領域にも本来透過表示に不必要なλ／４板が配置されるため、透過表示におけるコントラスト特性が透過型の液晶表示装置に比べて劣化しやすかった。また、反射型の液晶表示装置や透過型の液晶表示装置に比べて位相差板の使用枚数が多く、その分のコストが上昇したり、モジュールの厚み（モジュール厚）が増大したりするといった点で改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００７−４１２６号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／００１５０７号パンフレット
【特許文献３】特開昭５７−６１８号公報
【特許文献４】特開平１０−１８６３５１号公報
【特許文献５】特開平１０−３３３１７１号公報
【特許文献６】特開平１１−２４０６８号公報
【特許文献７】特開２０００−２７５６８２号公報
【特許文献８】特開２００２−５５３５７号公報
【特許文献９】特開２００１−１５９７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置について種々検討したところ、液晶駆動用の電極対に着目した。そして、透過領域及び反射領域に設けられた第一電極と、透過領域に設けられるとともに、画素領域内において第一電極と平行に対向して配置された第二電極と、反射領域に設けられるとともに、画素領域内において第一電極と平行に対向して配置された第三電極とについて、第一電極及び第三電極の間隔と第一電極及び第二電極の間隔とを異ならせ、更に、第二電極及び第三電極にそれぞれ異なる共通信号を入力することにより、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減を可能にしつつＴＢＡモードにおいて反射表示及び透過表示が可能になることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、上記第一基板は、上記透過領域及び上記反射領域に設けられた第一電極と、上記透過領域に設けられるとともに、上記画素領域内において上記第一電極と平行に対向して配置された第二電極と、上記反射領域に設けられるとともに、上記画素領域内において上記第一電極と平行に対向して配置された第三電極とを有し、上記液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、上記第一電極及び上記第二電極間と、上記第一電極及び上記第三電極間との少なくとも一方に生じる電界によって駆動され、上記ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、上記第一基板及び上記第二基板面に対して垂直に配向し、上記第一電極及び上記第三電極の間隔は、上記第一電極及び上記第二電極の間隔と異なり、上記第二電極及び上記第三電極はそれぞれ、互いに異なる共通信号が入力される液晶表示装置である。
【００１１】
本発明によれば、反射領域における第一電極及び第三電極の間隔が透過領域における第一電極及び第二電極の間隔と異なることから、反射領域の液晶層に発生する電界強度と、透過領域の液晶層に発生する電界強度とを別個に調整することができる。したがって、反射領域と透過領域とでセルギャップが同じであったとしても、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、液晶層の位相差（リタデーション）を、透過領域に比べて、反射領域において小さく、より具体的には略１／２にすることができる。すなわち、マルチギャップ構造を設けずとも、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２に設定することができる。また、第二電極及び第三電極にはそれぞれ異なる共通信号が入力されることから、λ／４板を設けずとも、反射表示及び透過表示の白及び黒をそろえることができる。以上より、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置置を実現することができる。
【００１２】
なお、「平行」とは、完全に平行であることが好ましいが、必ずしも厳密に平行である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に平行と同視できるものを含む。また、平行となるように第一電極及び第二電極と、第一電極及び第三電極とが設計及び形成された場合に達成しうる程度に平行であってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１３】
また、「垂直」とは、必ずしも厳密に垂直である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に垂直と同視できるものを含む。また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１４】
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
【００１５】
上記第二電極及び上記第三電極の一方には、パルス電位が印加され、上記第二電極及び上記第三電極の他方には、所定電位が印加されることが好ましい。これにより、反射表示及び透過表示の白及び黒を容易にそろえることができる。
【００１６】
上記第二電極及び上記第三電極は、階調基準電圧発生回路に接続されることが好ましい。これにより、従来の液晶表示装置において共通電極に接続されていたコモン電圧発生回路を設ける必要がなくなるので、更なる部材の削減が可能になる。
【００１７】
上記第一電極及び上記第三電極の間隔は、上記第一電極及び上記第二電極の間隔よりも広いことが好ましい。これにより、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域の液晶層に発生する電界強度を透過領域の液晶層に発生する電界強度よりも小さくすることができるで、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００１８】
上記第一電極、上記第二電極及び上記第三電極の幅は、実質的に同じであることが好ましい。これにより、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域における液晶層のリタデーションをより容易に変化させることができるので、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００１９】
なお、「実質的に同じ」とは、完全に同じであることが好ましいが、必ずしも厳密に同じである必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に同じと同視できるものを含む。また、同じとなるように第一電極、第二電極及び第三電極が設計及び形成された場合に達成しうる程度に同じであってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００２０】
上記第一電極、上記第二電極及び上記第三電極は、櫛歯電極であることが好ましい。これにより、第一電極及び第二電極間と、第一電極及び第三電極間とに、横電界を高密度に形成することができ、液晶層をより高精度に制御することが可能となる。
【００２１】
透過領域と反射領域とにおける液晶層のリタデーションを微調整する観点から本発明の液晶表示装置にマルチギャップ構造を設けてもよいが、マルチギャップ構造削減によるコストダウンをより確実に図る観点からは、本発明の液晶表示装置は、シングルセルギャップを有することが好ましい。すなわち、上記反射領域における上記液晶層の厚みは、上記透過領域における上記液晶層の厚みと実質的に同じであることが好ましい。
【００２２】
上記画素は、表示画像を構成する最小単位である。また、カラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素は、通常、複数色（例えば３色）の絵素（単色の領域）から構成される領域である。したがって、本発明の液晶表示装置をカラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用する場合には、上記画素は、絵素であることが好ましい。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、上記構成を有する限り、その制御方式（液晶モード）は特に限定されないが、なかでも上述のＴＢＡモードが好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００２６】
（実施形態１）
本実施形態の液晶表示装置は、液晶層に対して基板面方向の電界（横電界）を作用させ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＴＢＡ方式と呼ばれる方式を採用した反射透過両用型の液晶表示装置である。
図１は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。図２（ａ）は、実施形態１の液晶表示パネルの一絵素の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、偏光板の透過軸の配置関係を示す概念図である。図３は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図であり、図２中のＸ−Ｙ線における断面を示す。図４は、実施形態１の液晶表示装置の回路構成を示す平面模式図である。なお、図１では、簡略化のため、上下二つの絵素についてのみ図示したが、実際には、絵素は、上下左右にマトリクス状に配列されている。
【００２７】
本実施形態の液晶表示装置の表示エリア（画像表示領域）８１を構成するマトリクス状に形成された複数の絵素（サブ画素）領域にはそれぞれ、画素電極２０と画素電極２０をスイッチング制御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２６とが形成されている。また、ソースドライバ（データ線駆動回路）７１から延びる複数のソースバスライン１６に各ＴＦＴ２６のソースが電気的に接続されている。ソースドライバ７１は、画像信号を複数のソースバスライン１６を介して絵素各々に対して供給する。更に、本実施形態の液晶表示装置の表示エリア８１及び額縁エリア（画像非表示領域）には、２種類の共通電極２１、２９が形成されている。
【００２８】
ゲートドライバ（走査線駆動回路）７２から延びる複数のゲートバスライン１２が各ＴＦＴ２６のゲートとして機能している。また、ゲートドライバ７２から所定のタイミングで複数のゲートバスライン１２にパルス的に供給される走査信号が、この順に線順次で各ＴＦＴ２６に印加される。各画素電極２０は、各ＴＦＴ２６のドレイン（ドレイン配線１８）に電気的に接続されている。走査信号の入力により一定期間だけオン状態とされたＴＦＴ２６に接続された画素電極２０には、ソースバスライン１６から供給される画像信号が所定のタイミングで印加される。
【００２９】
液晶層に書き込まれた所定レベルの画像信号は、画像信号が印加された画素電極２０と、この画素電極２０に対向する共通電極２１、２９との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、これらの画素電極２０及び共通電極２１、２９間に形成される液晶容量と並列に保持容量が形成される。保持容量は、各絵素において、ＴＦＴ２６のドレイン配線１８とＣｓバスライン（容量保持配線）１３との間に形成される。
【００３０】
各共通電極２１、２９は、階調基準電圧発生回路７３に接続される。階調基準電圧発生回路７３は、表示階調の基準となる黒階調、第一中間調、第二中間調及び白階調の電圧を発生する回路であり、共通電極２１は、黒階調基準電圧に設定され、一方、共通電極２９は、白階調基準電圧に設定される。
【００３１】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、階調基準電圧発生回路７３の他、外部信号源７４からの信号を所定のタイミング及び画像信号でソースドライバ７１及びゲートドライバ７２に送るための垂直タイミング制御回路７５、水平タイミング制御回路７６及び画像データ変換回路７７を備える。
【００３２】
続いて、本実施形態の液晶表示装置の詳細な構成について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００の背面側に設けられたバックライトユニット（図示せず）とを備える。液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板５０と、これらの間に狭持された液晶層３０とを備える。
【００３３】
対向基板５０は、無色透明な絶縁基板５１の一方の（液晶層３０側の）主面上に、各絵素間を遮光するブラックマトリクス（ＢＭ）層（図示せず）と、各絵素に対応して設けられた複数の色層（カラーフィルタ、図示せず）と、これらの構成を覆って液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜５５とを有する。ＢＭ層は、Ｃｒ等の不透明な金属、炭素を含有するアクリル樹脂等の不透明な有機膜等から形成され、絵素領域の周囲、すなわち、後述するゲートバスライン１２及びソースバスライン１６に対応する領域に形成されている。一方、色層は、カラー表示を行うために用いられるものであり、顔料を含有するアクリル樹脂等の透明な有機膜等から形成され、主として、絵素領域に形成されている。
【００３４】
このように、本実施形態の液晶表示装置は、対向基板５０上に色層を具備するカラー液晶表示装置（カラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置）であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個の絵素から１個の画素が構成される。なお、各画素を構成する絵素の色の種類及び数は特に限定されず、適宜設定することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置において、各画素は、例えば、シアン、マゼンタ及びイエローの３色の絵素から構成されてもよいし、４色以上の絵素から構成されてもよい。
【００３５】
一方、アクティブマトリクス基板１０は、無色透明な絶縁基板１１の一方の（液晶層３０側の）主面上に、走査信号を伝達する複数のゲートバスライン１２と、複数のＣｓバスライン１３と、複数の反射層２８と、画像信号を伝達する複数のソースバスライン１６と、スイッチング素子であり、各絵素に１つずつ設けられた複数のＴＦＴ２６と、各ＴＦＴ２６に接続されたドレイン配線１８と、各絵素に別個に設けられた複数の画素電極２０と、各絵素に共通に設けられた２種類の共通電極２１、２９と、これらの構成を覆って液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜２５とを有する。
【００３６】
垂直配向膜２５、５５はそれぞれ、ポリイミド等の公知の配向膜材料から塗布形成される。垂直配向膜は、通常、ラビング処理されないが、電圧無印加時に、液晶分子を膜表面に対して略垂直に配向することができる。
【００３７】
各ゲートバスライン１２は、液晶表示パネル１００を正面視したときの左右方向に互いに平行に延設されており、各ソースバスライン１６は、各ゲートバスライン１２に直交する方向、すなわち液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に延設されている。各Ｃｓバスライン１３は、各ゲートバスライン１２に平行に、すなわち液晶表示パネル１００を正面視したときの左右方向に延設されている。このように、各ゲートバスライン１２及び各Ｃｓバスライン１３は、互いに交互、かつ平行に配置される。本実施形態において、各絵素領域は、概略、これら各ゲートバスライン１２及び各ソースバスライン１６で囲まれた領域として規定され、マトリクス状に配置されている。
【００３８】
次に、主に１つの絵素に着目して本実施形態の構成について詳細に説明する。
Ｃｓバスライン１３は、各絵素領域の中心付近を通るように配置されており、Ｃｓバスライン１３で区切られた絵素領域の略半分の領域に高反射率の反射層２８が設けられている。このように、反射層２８が設けられた絵素領域の略半分の領域が、反射表示を行う反射領域Ｒとなり、反射層２８が設けられていない絵素領域の残りの略半分の領域が、透過表示を行う透過領域Ｔとなる。反射層２８は、アルミニウム、銀等の光反射性の金属膜をパターン形成したものである。反射層２８は、その表面に凹凸が形成されて光散乱性が付与されることが好ましく、これにより、反射表示における視認性を向上させることができる。なお、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの面積比は、所望の表示特性に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
画素電極２０は、ＩＴＯ等の透明導電膜、アルミニウム、クロム等の金属膜等から形成される。液晶表示パネル１００を平面視したときの画素電極２０の形状は、櫛歯状である。より具体的には、画素電極２０は、Ｃｓバスライン１３に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２０ａと、幹部２０ａに接続され、かつ透過領域Ｔ側に延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２０ｂと、幹部２０ａに接続され、かつ反射領域Ｒ側に延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２０ｃとを有する。枝部２０ｂ及び枝部２０ｃはそれぞれ、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に配置されている。
【００４０】
共通電極２１、２９もまた、ＩＴＯ等の透明導電膜、アルミニウム等の金属膜等から形成されるとともに、平面視櫛歯形状を有する。より具体的には、共通電極２１は、額縁エリアに設けられた根幹部２１ｄと、ゲートバスライン１２に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２１ａと、幹部２１ａに接続され、かつ液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する絵素の透過領域Ｔに延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２１ｂとを有する。一方、共通電極２９は、額縁エリアに設けられた根幹部２９ｄと、ゲートバスライン１２に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２９ａと、幹部２９ａに接続され、かつ液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する絵素の反射領域Ｒに延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２９ｃとを有する。共通電極２１の幹部２１ａと、共通電極２９の幹部２９ａとは、ゲートバスライン１２に平面的に重なるように交互に配置され、共通電極２１の枝部２１ｂと、共通電極２９の枝部２９ｃとは、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に配置されている。また、共通電極２１の幹部２１ａと、共通電極２９の幹部２９ａとはそれぞれ、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する絵素に共用されている。その結果、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する各絵素間において、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの上下方向の配置位置は反対になっている。共通電極２１の根幹部２１ｄと、共通電極２９の根幹部２９ｄとは、額縁エリアの対向する両端に設けられている。また、共通電極２１及び共通電極２９は、ソースバスライン１６に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の配線部を有する。
【００４１】
このように、画素電極２０の枝部２０ｂ及び共通電極２１の枝部２１ｂと、画素電極２０の枝部２０ｃ及び共通電極２９の枝部２９ｃとはそれぞれ、互いに相補的な平面形状を有するとともに、ある一定の間隔を有して互い違いに配置されている。すわなち、画素電極２０の枝部２０ｂ及び共通電極２１の枝部２１ｂと、画素電極２０の枝部２０ｃ及び共通電極２９の枝部２９ｃとはそれぞれ、同一の平面内において互いに平行に対峙して配置されている。更に言い換えると、櫛歯状の画素電極２０と櫛歯状の共通電極２１とは、透過領域Ｔにおいて、互いに櫛歯が噛み合う方向に対向配置され、櫛歯状の画素電極２０と櫛歯状の共通電極２９とは、反射領域Ｒにおいて、互いに櫛歯が噛み合う方向に対向配置されている。これにより、画素電極２０と共通電極２１、２９との間に、横電界を高密度に形成することができ、液晶層３０をより高精度に制御することが可能となる。
【００４２】
また、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅（短手方向の長さ）と、共通電極２１の枝部２１ｂの幅（短手方向の長さ）と、共通電極２９の枝部２９ｃの幅（短手方向の長さ）とは、全て実質的に同じである。透過率を大きくする観点からは、画素電極２０及び共通電極２１、２９の幅（画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅と、共通電極２１の枝部２１ｂの幅と、共通電極２９の枝部２９ｃの幅）は、できるだけ細いことが好ましく、現在のプロセスルールでは、例えば、１．０〜４．０μｍ程度に設定すればよい。
【００４３】
一方、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ａ及び枝部２１ａの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２９ｂの間隔よりも広い。より具体的には、後述するように、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを、透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２にする観点からは、画素電極２０及び共通電極２１、２９の幅が同じ場合には、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ａ及び枝部２１ａの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２９ｂの間隔の１．１〜２．０倍（より好適には１．３〜１．８倍）であることが好ましい。
【００４４】
ＴＦＴ２６は、ゲートバスライン１２及びソースバスライン１６の交差部近傍に設けられており、ゲートバスライン１２の平面領域内に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜から形成される半導体層１５と、半導体層１５と一部平面的に重なって形成されたソース配線１７、及びドレイン配線１８とを備えている。ゲートバスライン１２は、半導体層１５と平面的に重なる位置でＴＦＴ２６のゲート電極として機能する。このように、ＴＦＴ２６は、ドレイン配線１８及びソース配線１７を分離する際に、半導体層１５をも多少エッチングするような製法で製造されたチャネルエッチタイプであり、かつ、ゲート電極としても機能するゲートバスライン１２がドレイン配線１８及びソース配線１７よりも下方（絶縁基板１１側）に設けられた逆スタガタイプである。
【００４５】
ソース配線１７は、ソースバスライン１６から分岐されて半導体層１５に延びる平面視略Ｌ字状の配線であり、ソースバスライン１６及びＴＦＴ２６を接続する。一方、ドレイン配線１８は、半導体層１５から伸び、平面視略Ｌ字状を有する配線であり、画素電極２０に接続されるとともに、保持容量を形成する。より詳細には、ドレイン配線１８は、ＴＦＴ２６とは反対側の端部（Ｌ字の先端部）に平面視略矩形状の保持容量部２２を有し、保持容量部２２は、Ｃｓバスライン１３と平面的に重なって形成される。そして、保持容量部２２とＣｓバスライン１とが平面的に重なる領域に、これら保持容量部２２及びＣｓバスライン１３を電極とする保持容量が形成されている。また、保持容量部２２は、画素電極２０の幹部２０ａと平面的に重なって配置されるとともに、同位置に設けられたコンタクトホール２７を介して画素電極２０の幹部２０ａと電気的に接続されている。
【００４６】
次に、液晶表示パネル１００の断面構造について詳細に説明する。
液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向して配置された対向基板５０と、これらの間に狭持された液晶層３０とを備える。アクティブマトリクス基板１０の外面側（液晶層３０と反対側）には、偏光板４２が積層されており、対向基板５０の外面側には、偏光板４１が積層されている。このように、液晶表示パネル１００は、従来の反射透過両用型の液晶表示装置に備えられるλ／４位相差板（λ／４板）が設けられていない。
【００４７】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、λ／４位相差板以外の位相差板や視野角補償フィルムを有してもよい。
【００４８】
アクティブマトリクス基板１０は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性の絶縁基板１１を基体として有し、絶縁基板１１の内面側（液晶層３０側）には、アルミニウム、銀等の金属膜から形成された反射層２８が絵素領域内に部分的に配置されている。反射層２８を覆うように、酸化シリコン等の透明絶縁材料から形成された層間絶縁膜２３が配置されている。層間絶縁膜２３上には、アルミニウム等の金属膜から形成されたゲートバスライン１２及びＣｓバスライン１３が配置されており、更に、ゲートバスライン１２及びＣｓバスライン１３を覆うように、酸化シリコン等の透明絶縁材料から形成されたゲート絶縁膜１４が配置されている。
【００４９】
なお、Ｃｓバスライン１３を高反射率の材料を用いて反射領域Ｒをカバーするように幅広に形成すれば、Ｃｓバスライン１３を反射層２８として用いることもでき、製造工程の簡略化が可能となる。
【００５０】
ゲート絶縁膜１４上には、アモルファスシリコンの半導体層１５が形成されており、半導体層１５に一部乗り上げるようにしてアルミニウム等の金属膜から形成されたソース配線１７と、ドレイン配線１８とが設けられている。ソース配線１７は、図２に示したように、ソースバスライン１６と一体に形成されている。
【００５１】
半導体層１５、ソース配線１７、ソースバスライン１６、及びドレイン配線１８を覆うように、酸化シリコン等から形成された層間絶縁膜１９が配置されている。層間絶縁膜１９上には、感光性アクリル樹脂等の透明絶縁材料から形成された平坦化膜２４が配置されており、この平坦化膜２４の表面に、ＩＴＯ等の透明導電材料やアルミニウム等の金属膜から形成された画素電極２０及び共通電極２１が配置されている。画素電極２０は、ドレイン配線１８上方の層間絶縁膜１９及び平坦化膜２４を貫通するコンタクトホール２７を介してドレイン配線１８に電気的に接続される。このように、画素電極２０は、コンタクトホール２７内に一部埋没されることによって、ドレイン配線１８に電気的に接続される。そして、画素電極２０及び共通電極２１を覆ってポリイミド等の垂直配向膜２５が形成されている。
【００５２】
一方、対向基板５０は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性の絶縁基板５１を基体として有し、絶縁基板５１の内面側（液晶層３０側）には、上述のように、ＢＭ層及び色層が設けられている。そして、ＢＭ層及び色層を覆ってポリイミド等の垂直配向膜５５が形成されている。なお、色層は、絵素領域内で色度の異なる２種類の領域に区画されていることが好ましい。具体例を挙げると、透過領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きい構成を採用することができる。これにより、色層を表示光が１回のみ透過する透過領域Ｔと、２回透過する反射領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
【００５３】
また、ＢＭ層及び色層の液晶層３０側には、これらの構成の段差を平坦化するために、更に透明樹脂材料等から形成された平坦化膜（アンダーコート膜）を積層することが好ましい。これにより、対向基板５０表面を平坦化して液晶層３０の厚さを均一化することができ、絵素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
【００５４】
アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０は、プラスチックビーズ等のスペーサを介して、表示領域を取り囲むように設けられたシール剤によって貼り合わされている。そして、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０の間の空隙には、光学変調層を構成する表示用媒体として液晶材料が封入されることにより液晶層３０が形成されている。
【００５５】
液晶層３０は、正の誘電異方性を有するネマチック液晶材料（ｐ型ネマチック液晶材料）を含む。ｐ型ネマチック液晶材料の液晶分子は、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０の垂直配向膜２５、５５の配向規制力により、電圧無印加時（画素電極２０及び共通電極２１による電界が生じていない時）に、ホメオトロピック配向を示す。より具体的には、垂直配向膜２５、５５近傍のｐ型ネマチック液晶材料の液晶分子の長軸は、電圧無印加時に、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０それぞれに対して８８°以上（より好適には９９°以上）のなす角を有する。また、液晶層３０は、透過領域Ｔは反射領域Ｒとで実質的に同じ厚みに設定されている。すなわち、液晶表示パネル１００は、シングルセルギャップを有する。
【００５６】
本実施形態の液晶表示装置における各光学軸の配置は、図２（ｂ）に示すようなものとなっており、アクティブマトリクス基板１０側の偏光板４１の透過軸４１ｔと、対向基板５０側の偏光板４２の透過軸４２ｔとはともに、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃと、共通電極２１の枝部２１ｂと、共通電極２９の枝部２９ｃとに対して、４５°のなす角を有して配置され、透過軸４１ｔ及び透過軸４２ｔは、液晶表示パネル１００を正面視したときに、斜め４５°方向にクロスニコルに配置されている。
【００５７】
上記構成を具備した本実施形態の液晶表示装置は、ＴＦＴ２６を介して画素電極２０に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極２０と共通電極２１、２９との間に基板面方向の電界を生じさせ、この電界によって液晶を駆動し、各絵素の透過率及び反射率を変化させて画像表示を行う。
【００５８】
より詳細には、本実施形態の液晶表示装置は、電界の印加により、液晶層内に電界強度の分布を形成することによって生じる液晶分子の配列の歪みを利用して液晶層のリタデーションを変化させる。更に詳細には、液晶層の初期配向状態は、ホメオトロピック配向であり、櫛歯状の画素電極２０及び共通電極２１、２９に電圧を印加し、液晶層内に横電界を発生させることによって、ベンド状の電界が形成される。その結果、図５に示すように、互いのダイレクタ方向が１８０°異なる２つのドメインが形成されるとともに、各ドメイン内において、ネマチック液晶材料の液晶分子がベンド状の液晶配列（ベンド配向）を示す。
【００５９】
このように本実施形態の液晶表示装置は、ＴＢＡモードの液晶表示装置であり、画素電極２０及び共通電極２１の幅及び間隔を変更することにより、様々な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を得ることができる。図２５及び２６はそれぞれ、比較形態１及び２の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。比較形態１の液晶表示パネルは、図２５に示すように、反射層を有さないことと、画素電極及び共通電極のレイアウトが異なることとを除いては、本実施形態の液晶表示パネル１００と同じ構成を有する。比較形態２の液晶表示パネルは、図２６に示すように、反射層を有さないことと、画素電極、共通電極及びドレイン配線のレイアウトが異なることと、コンタクトホールの配置場所が異なることとを除いては、本実施形態の液晶表示パネル１００と同じ構成を有する。また、比較形態１及び２の液晶表示パネルでは、反射領域Ｒと透過領域Ｔとで共通の共通電極２１が設けられるとともに、画素電極２０及び共通電極２１の幅が絵素領域内で一定であり、画素電極２０及び共通電極２１の間隔が絵素領域内で一定である。比較形態１の液晶表示パネルにおいて、画素電極及び共通電極の幅（Ｌ）は、４μｍであり、画素電極及び共通電極の間隔（Ｓ）も、４μｍである。一方、比較形態２の液晶表示パネルにおいて、画素電極及び共通電極の幅（Ｌ）は、４μｍであり、画素電極及び共通電極の間隔（Ｓ）は、１２μｍである。
【００６０】
図２７に、比較形態１及び２に係るＴＢＡモードの液晶表示パネルの透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。なお、図２７には、反射表示に理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性も示す。この結果、印加電圧＝５．２Ｖ付近で、比較形態２の液晶表示パネルの透過率は、比較形態１の液晶表示パネルの透過率の略１／２になる。すなわち比較形態２の液晶表示パネルにおける液晶層の位相差（リタデーション）を比較形態２の液晶表示パネルにおける液晶層のリタデーションの略１／２に設定できることがわかる。このように、ＴＢＡモードの液晶表示装置では、画素電極及び共通電極の幅及び間隔を適宜調整することによって、様々なＴ−Ｖ特性が得られる。
【００６１】
それに対して、本実施形態の液晶表示装置においては、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ｃ及び枝部２９ｃの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２１ｂの間隔よりも広く設定されている。これにより、反射領域Ｒの液晶層３０に発生する電界強度は、透過領域Ｔの液晶層３０に発生する電界強度よりも小さくなる。したがって、反射領域Ｒと透過領域Ｔとでセルギャップが同じであっても、液晶層３０のリタデーションを、透過領域Ｔに比べて、反射領域Ｒにおいて小さく、より具体的には略１／２にすることができる。すなわち、マルチギャップ構造を設けずとも、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２に設定することができる。その結果、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。このように、本実形態の液晶表示装置において、透過領域Ｔの液晶層３０のリタデーションは、λ／２に設定され、反射領域Ｒの液晶層３０のリタデーションは、λ／４に設定されている。
【００６２】
また、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅と、共通電極２１の枝部２１ｂの幅と、共通電極２９の枝部２９ｃの幅とは、全て実質的に同じであることから、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションをより容易に変化させることができる。したがって、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００６３】
ここで、本実施形態の液晶表示装置の表示動作について説明する。図６は、実施形態１の液晶表示装置におけるタイミングチャートであり、（ａ）は、画像信号無印加時（黒表示時）を示し、（ｂ）は、画像信号印加時（白表示時）を示す。図７は、実施形態１の液晶表示装置の構成と、リタデーションの関係とを示す断面模式図であり、（ａ）は、電圧無印加時を示し、（ｂ）は、電圧印加時を示す。
【００６４】
なお、図６において、Ｖｄ１及びＶｃｏｍ２の立ち上がり及び立下りは、見やすくするためにずらして図示しているが、実際には、各信号は同時に上下（変化）する。また、図６において、横軸は時間軸を示し、縦軸は電位を示す。また、図７には、反射表示（反射領域Ｒ）における動作説明図（図示右側）と、透過表示（透過領域Ｔ）における動作説明図（図示左側）とが示されている。反射表示における動作説明図は、図示上方から入射した外光が図示下側へ進行して反射層に達し、反射層で反射されて図示上側へ戻り表示光となる様子を示しており、透過表示における動作説明図は、図示下方から入射した照明光が図示上側へ進行して表示光となる様子を示している。
【００６５】
まず、各電極に印加される信号について説明する。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すよう、画素電極２０には、一般的な液晶表示装置と同様に、階調により振幅が可変の電位である画像信号Ｖｄ１が供給される。なお、本実施形態の液晶表示装置は、交流駆動であり、画像信号Ｖｄ１は、１フレーム毎に極性が反転するパルス信号（例えば、最大の振幅が±７Ｖの矩形信号）である。透過領域Ｔに設けられた共通電極２１には、階調基準電圧発生回路７３から一定電圧（黒階調電圧）Ｖｃｏｍ１が印加され、常に一定の電位（例えば０Ｖ）に設定されている。一方、反射領域Ｒに設けられた共通電極２９には、階調基準電圧発生回路７３から白階調電圧Ｖｃｏｍ２が印加されている。白階調電圧Ｖｃｏｍ２は、１フレーム毎に極性が反転するパルス信号（例えば、振幅が±７Ｖの矩形信号）であり、共通電極２９には、画像信号Ｖｄ１と同じ極性の白階調電圧Ｖｃｏｍ２が印加されている。したがって、画像信号無印加時（黒表示時）と画像信号印加時（白黒表示時）とにおける透過領域Ｔ及び反射領域Ｒそれぞれの液晶層に印加される電圧は、下記表１に示すように、透過領域Ｔと反射領域Ｒとで反転することとなる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
その結果、反射領域Ｒが図２７に示したような理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を有する場合、本実施形態の液晶表示装置は、図８に示すような透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を有することとなる。すなわち、透過領域Ｔでは画素電極２０へ電圧が印加されるほど透過率が増大し、一方、反射領域Ｒでは画素電極２０へ電圧が印加されるほど透過率が減少する。また、反射領域Ｒにおける透過率は、透過領域Ｔの透過率の略半分となる。
【００６８】
次に、このような電圧が印加される本実施形態の液晶表示装置の透過表示（透過モード）について説明する。
本実施形態の液晶表示装置において、バックライトから射出された光は、偏光板４２を透過することで偏光板４２の透過軸４２ｔに平行な直線偏光に変換されて液晶層３０に入射する。そして、画像信号無印加時であれば、入射光（直線偏光）は入射時と同一の偏光状態で液晶層３０から射出されて偏光板４１に到達する。この偏光板４１に到達した直線偏光は、偏光板４１の透過軸４１ｔと直交する向きの直線偏光であるから、偏光板４１により吸収され、当該絵素は黒表示となる。このように、画像信号無印加時の透過領域Ｔにおける液晶表示パネルのリタデーションは、０であることから、偏光板４１、４２によるクロスニコル下において黒表示が可能となる。
【００６９】
一方、画像信号印加時であれば、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０により所定の位相差（λ／２）を付与され、偏光板４２の透過軸４２ｔに直交する直線偏光に変換されて液晶層３０から射出され、偏光板４１に到達する。この直線偏光が偏光板４１に到達すると、その偏光方向と平行な透過軸４１ｔを有する偏光板４１を透過して視認され、当該サブ画素は白表示となる。このように、画像信号印加時の透過領域Ｔにおける液晶表示パネルのリタデーションは、λ／２（透過領域Ｔの液晶層３０）となることから、偏光板４１、４２によるクロスニコル下において白表示が可能となる。
【００７０】
次に、図７右側の反射表示について説明する。
反射表示において、偏光板４１の上方（外側）から入射した光は、偏光板４１を透過することで偏光板４１の透過軸４１ｔに平行な直線偏光に変換されて液晶層３０に入射する。そして、画像信号無印加時であれば、上記表１に示すように、反射領域Ｒの液晶層３０には±７Ｖの電圧が印加されることから、液晶層３０に入射した直線偏光は、反射領域Ｒの液晶層３０により所定の位相差（λ／４）を付与され、その結果、右回りの円偏光に変換されて液晶層３０から射出される。本実施形態の場合、反射領域Ｒにおける画素電極２０及び共通電極２９の間隔が、透過領域Ｔにおける画素電極２０及び共通電極２１の間隔よりも大きく設定され、反射領域Ｒにおける液晶層３０の位相差が透過領域Ｔにおける位相差の略半分に設定されている。したがって、上述の通り、液晶層３０を透過することで直線偏光が円偏光に変換される。
【００７１】
液晶層３０から射出された右回りの円偏光は、反射板（図示せず）に到達し、反射されるが、その際に偏光板４１側から見た回転方向が反転し、左回りの円偏光となって液晶層３０に再度入射する。液晶層３０に入射した左回りの円偏光は、反射領域Ｒの液晶層３０により所定の位相差（λ／４）を付与され、その結果、偏光板４１の透過軸４１ｔに直交する直線偏光に変換されて偏光板４１に到達する。そして、この直線偏光が偏光板４１により吸収され、当該絵素は黒表示となる。このように、画像信号無印加時の反射領域Ｒにおける液晶表示パネルのリタデーションは、λ／２（反射領域Ｒの液晶層３０のリタデーションλ／４の２倍）となることから、一枚の偏光板４１による平行ニコル下において黒表示が可能となる。
【００７２】
一方、画像信号印加時であれば、上記表１に示すように、反射領域Ｒの液晶層３０には０Ｖの電圧が印加され、反射領域Ｒの液晶層３０にはリタデーションが発生しない。したがって、液晶層３０に入射した、偏光板４１の透過軸４１ｔに平行な直線偏光は、入射時と同一の偏光状態を維持したまま、液晶層３０、反射板（図示せず）及び液晶層３０を通過し、偏光板４１を透過して視認されることとなる。すなわち、当該サブ画素は白表示となる。このように、画像信号印加時の反射領域Ｒにおける液晶表示パネルのリタデーションは、０であることから、一枚の偏光板４１による平行ニコル下において白表示が可能となる。
【００７３】
次に、本実施形態の液晶表示装置に関するシミュレーション測定を行った結果について説明する。
【００７４】
まず、ＩＰＳ方式の液晶表示装置と比べたときの本実施形態の液晶表示装置のメリットについて説明する。一般的に、直交偏光子に挟まれた液晶セルの複屈折を電場により制御するモードの透過光強度は、次式（１）で規定される。
【００７５】
【数１】
【００７６】
なお、式（１）中、Ｉ０は、入射偏光の強度を示し、θは、入射偏光と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角を示し、ｄは、セル厚（セルギャップ）を示し、Δｎ（Ｖ）は、電圧Ｖでの液晶セルの複屈折を示し、ｄ・Δｎは、光学位相差を示し、λは、入射光の波長を示す。
【００７７】
液晶表示パネルの透過率を上げようとする場合、λ＝５５０〜６５０ｎｍの透過光強度が大きくなるようにｄ・Δｎ値は設定される。しかしながら、液晶には光の波長分散性があるため、λ＝３８０〜７５０ｎｍ（可視光領域）において、通常、液晶は光を均一に透過しない。
【００７８】
ここで、ＴＢＡモード及びＩＰＳモードについて、異なる波長に対する透過率をシミュレーション測定した結果に説明する。図９は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。一方、図１０は、シミュレーションにより求めた比較形態であるＩＰＳモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝３１８ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝３４８ｎｍの場合を示す。
【００７９】
なお、ＴＢＡモード及びＩＰＳモードともに、シミュレーションには、図１１に示す液晶セルを用いた。図１１は、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す斜視模式図である。また、図１２は、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた液晶のΔｎ−波長特性を示すグラフである。シミュレーションに用いた液晶セルは、図１１に示すように、互いに平行に対向して設けられた、平面視矩形状の電極６１、６２を有するＴＦＴ基板１０と、対向基板５０と、ＴＦＴ基板１０及び対向基板５０間に狭持された液晶層３０とを備える。偏光子は、クロスニコル配置に設定した。電極６１、６２の幅（Ｌ）は、小さい方が透過率を稼げることから、現行プロセスでの最小値である１．５μｍに設定した。また、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）は、７．５μｍとした。すなわち、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／７．５μｍに設定した。また、液晶層の誘電率異方性（Δε）は、２０に設定した。また、Ｉ０＝１、θ＝４５°に設定した。また、シミュレーションは、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍの波長に対して行った。なお、特に断りがない限り、以下に示す他のシミュレーションについても、これと同様の条件で行った。
【００８０】
その結果、ＩＰＳモードでは、ｄ・Δｎ値を３１８ｎｍから３４８ｎｍに大きくすると、６．５Ｖ印加時のＹ値は、５４７から５５３に増加し、確かに明るくはなるが、図１０（ａ）及び（ｂ）を比較すればわかるように、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率が、他の波長の透過率に比べて著しく小さくなっている。したがって、ＩＰＳモードでは、青色の抜けの悪い、色温度の低い白表示が得られやすくなってしまう。なお、ＶＡモードでもＩＰＳモードと同様の傾向を示す。
【００８１】
一方、ＴＢＡモードでは、ｄ・Δｎ値を４４７ｎｍから３４８ｎｍに大きくすると、６．５Ｖ印加時のＹ値は、４５１から４５９に増加し、明るくなる。また、図９（ａ）及び（ｂ）を比較すればわかるように、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率の他の波長の透過率に対する落ち込みも小さい。したがって、ＴＢＡモードでは、青色の抜けのよい、色温度の高い白表示を容易に得ることができる。
【００８２】
このように、ｄ・Δｎ値を大きくすることによって高透過率化しようとした場合、ＴＢＡモードは、λ＝３８０〜７５０ｎｍ（可視光領域）の透過光強度を、ＩＰＳモードよりも均一に大きくすることができる。
【００８３】
また、ＴＢＡモードについては、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を調整することにより、より均一に透過光強度を大きくすることができる。図１３は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。ただし、図１３（ａ）及び（ｂ）ともに、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１０μｍの場合の結果を示す。
【００８４】
電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を大きくすると、図９及び１３を比較すればわかるように、電界強度は弱くなるので、Ｔ−Ｖ特性は、高電圧側にシフトする。また、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／７．５μｍの場合に比べて、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率の他の波長の透過率に対する落ち込みをより小さくすることができる。このように、ＴＢＡモードについては、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を広くすることにより、より均一に透過光強度を大きくすることができる。
【００８５】
以上の結果から、現行のＶＡモード（例えば、対向基板に設けられた突起を中心として放射線状液晶分子が配向するＡＳＶモード）の反射透過両用型の液晶表示装置と同じドライバを使用する場合、透過領域Ｔにおける理想的なＬ／Ｓ値は、１．５μｍ／７．５〜１０μｍである。それに対して、応答速度を重視する場合には、透過領域ＴにおけるＬ／Ｓ値は、１．５μｍ／４〜７．５μｍに設定することが好ましい。ただし、この場合は、現行のＶＡモードとは異なるドライバを使用する必要がある。
【００８６】
次に、本実施形態の液晶表示装置の反射表示特性について説明する。一般的に、平行偏光子に挟まれた液晶セルの複屈折を電場により制御するモードの透過光強度は、次式（２）で規定される。すなわち、反射光強度も下記式（２）により規定されることとなる。
【００８７】
【数２】
【００８８】
なお、式（２）中、Ｉ０は、入射偏光の強度を示し、θは、入射偏光と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角を示し、ｄは、セル厚（セルギャップ）を示し、Δｎ（Ｖ）は、電圧Ｖでの液晶セルの複屈折を示し、ｄ・Δｎは、光学位相差を示し、λは、入射光の波長を示す。このように、直交偏光子又は平行偏光子によって透過光強度は、異なる式により規定される。
【００８９】
まず、比較形態のＴＢＡモードの液晶表示装置について、平行偏光子が設置された状態で透過特性及び反射特性をシミュレーション測定した結果を説明する。図１４に、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１０μｍ、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍに設定した。反射特性を求める場合、反射板の反射率は１００％に設定してシミュレーションを行った。図１５に、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１６に、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１７は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図１８は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図１９は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。図２０は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。なお、図１５〜２０は、λ／４板を配置せずにシミュレーションを行った結果である。
【００９０】
これらに示すように、透過領域と同様にＬ／Ｓを設定した場合、高電圧印加時に短波長の光が漏れてしまい、充分な反射特性が得られないことが分かった。
【００９１】
なお、電圧印加に伴って光学位相差ｄ・Δｎが各ポイントにおいて異なっていることと、透過領域と反射領域とでは、直交偏光子か平行偏光子かの違いがあるため、白表示及び黒表示が透過領域と反射領域とで対称的に反転することはない。
【００９２】
次に、本実施形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置について、平行偏光子が設置された状態で反射特性をシミュレーション測定した結果を説明する。図２１に、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１３μｍ、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍに設定した。反射板の反射率は１００％に設定してシミュレーションを行った。図２２に、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図２３は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．６２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから３．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図２４は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。なお、図２２〜２４は、λ／４板を配置せずにシミュレーションを行った結果である。
【００９３】
電極６１、６２間のスペースを１０μｍから１３μｍに広げることにより、光学位相差ｄ・Δｎ及び反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性は大きく変化する。また、人の目には平均化された反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性が映るため、本実施形態の液晶表示装置によれば、図２４に示すように、短波長から長波長にかけて均一な光を認識させることができる。
【００９４】
以上、本実施形態の液晶表示装置によれば、ＴＢＡモードにおいて、マルチギャップ構造及びλ／４板を設けることなく表示品位に優れた反射表示及び透過表示が可能となる。また、従来のマルチギャップ構造を有する反射透過両用型の液晶表示装置のように、対向基板側に凹凸構造を設けたり、液晶表示パネルの外主面にλ／４板を設けたりする必要がないため、コストダウンが図ることができるとともに、透過表示におけるコントラスト特性を向上することができる。更に、従来のＶＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置のように、対向基板側に透明電極やリブ（配向制御用突起）を設ける必要がないため、従来のＶＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置に比べてコストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２】（ａ）は、実施形態１の液晶表示パネルの一絵素の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、偏光板の透過軸の配置関係を示す概念図である。
【図３】実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図であり、図２中のＸ−Ｙ線における断面を示す。
【図４】実施形態１の液晶表示装置の回路構成を示す平面模式図である。
【図５】実施形態１の液晶表示装置に電圧を印加した時の液晶の配向分布を示す断面模式図である。
【図６】実施形態１の液晶表示装置におけるタイミングチャートであり、（ａ）は、画像信号無印加時（黒表示時）を示し、（ｂ）は、画像信号印加時（白表示時）を示す。
【図７】実施形態１の液晶表示装置の構成と、リタデーションの関係とを示す断面模式図であり、（ａ）は、電圧無印加時を示し、（ｂ）は、電圧印加時を示す。
【図８】実施形態１の液晶表示装置の理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図９】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。
【図１０】シミュレーションにより求めた比較形態であるＩＰＳモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝３１８ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝３４８ｎｍの場合を示す。
【図１１】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す斜視模式図である。
【図１２】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた液晶のΔｎ−波長特性を示すグラフである。
【図１３】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。
【図１４】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。
【図１５】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１６】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１７】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図１８】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図１９】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２０】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２１】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。
【図２２】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図２３】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．６２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから３．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図２４】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２５】比較形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２６】比較形態２の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２７】比較形態１及び２に係るＴＢＡモードの液晶表示パネルの透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【符号の説明】
【００９６】
１０：アクティブマトリクス基板
１１：絶縁基板
１２：ゲートバスライン
１３：Ｃｓバスライン（容量保持配線）
１４：ゲート絶縁膜
１５：半導体層
１６：ソースバスライン
１７：ソース配線
１８：ドレイン配線
１９：層間絶縁膜
２０：画素電極
２１、２９：共通電極
２０ａ、２１ａ、２９ａ：幹部
２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃ、２９ｃ：枝部
２１ｄ、２９ｄ：根幹部
２２：保持容量部
２３：層間絶縁膜
２４：平坦化膜
２５：垂直配向膜
２６：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２７：コンタクトホール
２８：反射層
３０：液晶層
４１、４２：偏光板
４１ｔ、４２ｔ：偏光板の透過軸
４３、４４：位相差板
４３ｓ、４４ｓ：位相差板の遅相軸
５０：対向基板
５１：絶縁基板
５５：垂直配向膜
６１、６２：電極
７１：ソースドライバ（データ線駆動回路）
７２：ゲートドライバ（走査線駆動回路）
７３：階調基準電圧発生回路
７４：外部信号源
７５：垂直タイミング制御回路
７６：水平タイミング制御回路
７７：画像データ変換回路
８１：表示エリア（画像表示領域）
１００：液晶表示パネル
Ｔ：透過領域
Ｒ：反射領域
Ｖｄ１：画像信号
Ｖｃｏｍ１：一定電圧（黒階調電圧）
Ｖｃｏｍ２：白階調電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しくは、トランスバース ベンド アライメント（ＴＢＡ；Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｂｅｎｄ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードの液晶表示に好適に用いられる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、モニター、プロジェクタ、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の電子機器に幅広く利用されている。液晶表示装置の表示態様としては、例えば、反射型、透過型、反射透過両用型がある。これらのうち、屋内等の比較的暗い環境下では、主として、バックライトの光を利用した透過型の液晶表示装置が用いられ、屋外等の比較的明るい環境下では、主として、周囲の光を利用する反射型の液晶表示装置が用いられる。反射透過両用型の液晶表示装置は、透過表示及び反射表示の両方が可能であり、屋内では透過表示を主として表示を行い、屋外では反射表示を主として表示を行うことができる。したがって、反射透過両用型の液晶表示装置は、屋内外を問わずあらゆる環境下で、高品位の表示が可能であり、携帯電話、ＰＤＡ、デジタルカメラ等のモバイル機器に多く搭載されている。反射透過両用型の液晶表示装置では、表示モードとして、例えば、垂直配向（ＶＡ；Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが用いられる。ＶＡモードは、印加電圧オフ時に液晶分子が基板面に垂直に配向しており、印加電圧オン時に液晶分子を倒れ込ませることで表示を行う方式である。
【０００３】
しかしながら、反射透過両用型では、反射光は液晶層を２回透過するが、透過光は液晶層を１回しか透過しないため、反射光用にセルギャップを最適設計した場合には、透過光の透過率は最適値のおよそ１／２になってしまう。これに対する解決手段としては、例えば、反射領域と透過領域とでセルギャップを異ならせるマルチギャップ構造を形成し、反射領域での液晶層の厚さを小さくする方法が開発されている。しかしながら、この方法では、基板上に凹凸構造を設ける必要があるため、構造が複雑となり、また製造工程において高精度が要求される。
【０００４】
ところで液晶表示装置では、ＶＡモードの他に、ＩＰＳモードやＦＦＳモードが知られている。ＩＰＳモードやＦＦＳモードは、一方の基板に設けた液晶駆動用の電極対からの横電界により、液晶分子を基板面内で回転させて表示を行う方式である。ＩＰＳモードについても反射透過両用型の液晶表示装置は開示されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００５】
また、横電界の液晶モードとしては、ＴＢＡモードが知られている（例えば、特許文献３〜９参照。）。ＴＢＡモードは、一方の基板に設けた液晶駆動用の電極対からの横電界により、垂直配向した液晶分子を水平方向にベンド状に配向させて表示を行う方式である。しかしながら、ＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置は開示されていない。
【０００６】
更に、従来の反射透過両用型の液晶表示装置では、液晶表示パネルの背面側及び観察面側にそれぞれλ／４の位相差を発生する位相差板（λ／４板）が設けられている。すなわち、従来の反射透過両用型の液晶表示装置は、少なくとも、前面に１枚、後面に１枚、合計２枚の位相差板を有する。
【０００７】
このように、従来の半透過型の液晶表示装置では、反射表示を行うために必要なλ／４板が液晶表示パネルの背面側及び観察面側の全面（透過領域及び反射領域の両方）に配置されていた。しかしながら、このような構成では、透過領域にも本来透過表示に不必要なλ／４板が配置されるため、透過表示におけるコントラスト特性が透過型の液晶表示装置に比べて劣化しやすかった。また、反射型の液晶表示装置や透過型の液晶表示装置に比べて位相差板の使用枚数が多く、その分のコストが上昇したり、モジュールの厚み（モジュール厚）が増大したりするといった点で改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００７−４１２６号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／００１５０７号パンフレット
【特許文献３】特開昭５７−６１８号公報
【特許文献４】特開平１０−１８６３５１号公報
【特許文献５】特開平１０−３３３１７１号公報
【特許文献６】特開平１１−２４０６８号公報
【特許文献７】特開２０００−２７５６８２号公報
【特許文献８】特開２００２−５５３５７号公報
【特許文献９】特開２００１−１５９７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置について種々検討したところ、液晶駆動用の電極対に着目した。そして、透過領域及び反射領域に設けられた第一電極と、透過領域に設けられるとともに、画素領域内において第一電極と平行に対向して配置された第二電極と、反射領域に設けられるとともに、画素領域内において第一電極と平行に対向して配置された第三電極とについて、第一電極及び第三電極の間隔と第一電極及び第二電極の間隔とを異ならせ、更に、第二電極及び第三電極にそれぞれ異なる共通信号を入力することにより、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減を可能にしつつＴＢＡモードにおいて反射表示及び透過表示が可能になることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、上記第一基板は、上記透過領域及び上記反射領域に設けられた第一電極と、上記透過領域に設けられるとともに、上記画素領域内において上記第一電極と平行に対向して配置された第二電極と、上記反射領域に設けられるとともに、上記画素領域内において上記第一電極と平行に対向して配置された第三電極とを有し、上記液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、上記第一電極及び上記第二電極間と、上記第一電極及び上記第三電極間との少なくとも一方に生じる電界によって駆動され、上記ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、上記第一基板及び上記第二基板面に対して垂直に配向し、上記第一電極及び上記第三電極の間隔は、上記第一電極及び上記第二電極の間隔と異なり、上記第二電極及び上記第三電極はそれぞれ、互いに異なる共通信号が入力される液晶表示装置である。
【００１１】
本発明によれば、反射領域における第一電極及び第三電極の間隔が透過領域における第一電極及び第二電極の間隔と異なることから、反射領域の液晶層に発生する電界強度と、透過領域の液晶層に発生する電界強度とを別個に調整することができる。したがって、反射領域と透過領域とでセルギャップが同じであったとしても、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、液晶層の位相差（リタデーション）を、透過領域に比べて、反射領域において小さく、より具体的には略１／２にすることができる。すなわち、マルチギャップ構造を設けずとも、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２に設定することができる。また、第二電極及び第三電極にはそれぞれ異なる共通信号が入力されることから、λ／４板を設けずとも、反射表示及び透過表示の白及び黒をそろえることができる。以上より、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置置を実現することができる。
【００１２】
なお、「平行」とは、完全に平行であることが好ましいが、必ずしも厳密に平行である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に平行と同視できるものを含む。また、平行となるように第一電極及び第二電極と、第一電極及び第三電極とが設計及び形成された場合に達成しうる程度に平行であってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１３】
また、「垂直」とは、必ずしも厳密に垂直である必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に垂直と同視できるものを含む。また、製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００１４】
本発明の液晶表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の液晶表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
【００１５】
上記第二電極及び上記第三電極の一方には、パルス電位が印加され、上記第二電極及び上記第三電極の他方には、所定電位が印加されることが好ましい。これにより、反射表示及び透過表示の白及び黒を容易にそろえることができる。
【００１６】
上記第二電極及び上記第三電極は、階調基準電圧発生回路に接続されることが好ましい。これにより、従来の液晶表示装置において共通電極に接続されていたコモン電圧発生回路を設ける必要がなくなるので、更なる部材の削減が可能になる。
【００１７】
上記第一電極及び上記第三電極の間隔は、上記第一電極及び上記第二電極の間隔よりも広いことが好ましい。これにより、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域の液晶層に発生する電界強度を透過領域の液晶層に発生する電界強度よりも小さくすることができるで、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００１８】
上記第一電極、上記第二電極及び上記第三電極の幅は、実質的に同じであることが好ましい。これにより、ＴＢＡモードの液晶表示装置において、反射領域における液晶層のリタデーションをより容易に変化させることができるので、反射領域における液晶層のリタデーションを透過領域における液晶層のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００１９】
なお、「実質的に同じ」とは、完全に同じであることが好ましいが、必ずしも厳密に同じである必要はなく、本発明の効果に鑑みて実質的に同じと同視できるものを含む。また、同じとなるように第一電極、第二電極及び第三電極が設計及び形成された場合に達成しうる程度に同じであってもよく、もちろん製造プロセス上発生しうる誤差を含んでもよい。
【００２０】
上記第一電極、上記第二電極及び上記第三電極は、櫛歯電極であることが好ましい。これにより、第一電極及び第二電極間と、第一電極及び第三電極間とに、横電界を高密度に形成することができ、液晶層をより高精度に制御することが可能となる。
【００２１】
透過領域と反射領域とにおける液晶層のリタデーションを微調整する観点から本発明の液晶表示装置にマルチギャップ構造を設けてもよいが、マルチギャップ構造削減によるコストダウンをより確実に図る観点からは、本発明の液晶表示装置は、シングルセルギャップを有することが好ましい。すなわち、上記反射領域における上記液晶層の厚みは、上記透過領域における上記液晶層の厚みと実質的に同じであることが好ましい。
【００２２】
上記画素は、表示画像を構成する最小単位である。また、カラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素は、通常、複数色（例えば３色）の絵素（単色の領域）から構成される領域である。したがって、本発明の液晶表示装置をカラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用する場合には、上記画素は、絵素であることが好ましい。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、上記構成を有する限り、その制御方式（液晶モード）は特に限定されないが、なかでも上述のＴＢＡモードが好適である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、マルチギャップ構造、λ／４板等の部材の削減が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に実施形態を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００２６】
（実施形態１）
本実施形態の液晶表示装置は、液晶層に対して基板面方向の電界（横電界）を作用させ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＴＢＡ方式と呼ばれる方式を採用した反射透過両用型の液晶表示装置である。
図１は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。図２（ａ）は、実施形態１の液晶表示パネルの一絵素の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、偏光板の透過軸の配置関係を示す概念図である。図３は、実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図であり、図２中のＸ−Ｙ線における断面を示す。図４は、実施形態１の液晶表示装置の回路構成を示す平面模式図である。なお、図１では、簡略化のため、上下二つの絵素についてのみ図示したが、実際には、絵素は、上下左右にマトリクス状に配列されている。
【００２７】
本実施形態の液晶表示装置の表示エリア（画像表示領域）８１を構成するマトリクス状に形成された複数の絵素（サブ画素）領域にはそれぞれ、画素電極２０と画素電極２０をスイッチング制御するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２６とが形成されている。また、ソースドライバ（データ線駆動回路）７１から延びる複数のソースバスライン１６に各ＴＦＴ２６のソースが電気的に接続されている。ソースドライバ７１は、画像信号を複数のソースバスライン１６を介して絵素各々に対して供給する。更に、本実施形態の液晶表示装置の表示エリア８１及び額縁エリア（画像非表示領域）には、２種類の共通電極２１、２９が形成されている。
【００２８】
ゲートドライバ（走査線駆動回路）７２から延びる複数のゲートバスライン１２が各ＴＦＴ２６のゲートとして機能している。また、ゲートドライバ７２から所定のタイミングで複数のゲートバスライン１２にパルス的に供給される走査信号が、この順に線順次で各ＴＦＴ２６に印加される。各画素電極２０は、各ＴＦＴ２６のドレイン（ドレイン配線１８）に電気的に接続されている。走査信号の入力により一定期間だけオン状態とされたＴＦＴ２６に接続された画素電極２０には、ソースバスライン１６から供給される画像信号が所定のタイミングで印加される。
【００２９】
液晶層に書き込まれた所定レベルの画像信号は、画像信号が印加された画素電極２０と、この画素電極２０に対向する共通電極２１、２９との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、これらの画素電極２０及び共通電極２１、２９間に形成される液晶容量と並列に保持容量が形成される。保持容量は、各絵素において、ＴＦＴ２６のドレイン配線１８とＣｓバスライン（容量保持配線）１３との間に形成される。
【００３０】
各共通電極２１、２９は、階調基準電圧発生回路７３に接続される。階調基準電圧発生回路７３は、表示階調の基準となる黒階調、第一中間調、第二中間調及び白階調の電圧を発生する回路であり、共通電極２１は、黒階調基準電圧に設定され、一方、共通電極２９は、白階調基準電圧に設定される。
【００３１】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、階調基準電圧発生回路７３の他、外部信号源７４からの信号を所定のタイミング及び画像信号でソースドライバ７１及びゲートドライバ７２に送るための垂直タイミング制御回路７５、水平タイミング制御回路７６及び画像データ変換回路７７を備える。
【００３２】
続いて、本実施形態の液晶表示装置の詳細な構成について説明する。本実施形態の液晶表示装置は、液晶表示パネル１００と、液晶表示パネル１００の背面側に設けられたバックライトユニット（図示せず）とを備える。液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板５０と、これらの間に狭持された液晶層３０とを備える。
【００３３】
対向基板５０は、無色透明な絶縁基板５１の一方の（液晶層３０側の）主面上に、各絵素間を遮光するブラックマトリクス（ＢＭ）層（図示せず）と、各絵素に対応して設けられた複数の色層（カラーフィルタ、図示せず）と、これらの構成を覆って液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜５５とを有する。ＢＭ層は、Ｃｒ等の不透明な金属、炭素を含有するアクリル樹脂等の不透明な有機膜等から形成され、絵素領域の周囲、すなわち、後述するゲートバスライン１２及びソースバスライン１６に対応する領域に形成されている。一方、色層は、カラー表示を行うために用いられるものであり、顔料を含有するアクリル樹脂等の透明な有機膜等から形成され、主として、絵素領域に形成されている。
【００３４】
このように、本実施形態の液晶表示装置は、対向基板５０上に色層を具備するカラー液晶表示装置（カラー表示のアクティブマトリクス型液晶表示装置）であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個の絵素から１個の画素が構成される。なお、各画素を構成する絵素の色の種類及び数は特に限定されず、適宜設定することができる。すなわち、本実施形態の液晶表示装置において、各画素は、例えば、シアン、マゼンタ及びイエローの３色の絵素から構成されてもよいし、４色以上の絵素から構成されてもよい。
【００３５】
一方、アクティブマトリクス基板１０は、無色透明な絶縁基板１１の一方の（液晶層３０側の）主面上に、走査信号を伝達する複数のゲートバスライン１２と、複数のＣｓバスライン１３と、複数の反射層２８と、画像信号を伝達する複数のソースバスライン１６と、スイッチング素子であり、各絵素に１つずつ設けられた複数のＴＦＴ２６と、各ＴＦＴ２６に接続されたドレイン配線１８と、各絵素に別個に設けられた複数の画素電極２０と、各絵素に共通に設けられた２種類の共通電極２１、２９と、これらの構成を覆って液晶層３０側の表面に設けられた垂直配向膜２５とを有する。
【００３６】
垂直配向膜２５、５５はそれぞれ、ポリイミド等の公知の配向膜材料から塗布形成される。垂直配向膜は、通常、ラビング処理されないが、電圧無印加時に、液晶分子を膜表面に対して略垂直に配向することができる。
【００３７】
各ゲートバスライン１２は、液晶表示パネル１００を正面視したときの左右方向に互いに平行に延設されており、各ソースバスライン１６は、各ゲートバスライン１２に直交する方向、すなわち液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に延設されている。各Ｃｓバスライン１３は、各ゲートバスライン１２に平行に、すなわち液晶表示パネル１００を正面視したときの左右方向に延設されている。このように、各ゲートバスライン１２及び各Ｃｓバスライン１３は、互いに交互、かつ平行に配置される。本実施形態において、各絵素領域は、概略、これら各ゲートバスライン１２及び各ソースバスライン１６で囲まれた領域として規定され、マトリクス状に配置されている。
【００３８】
次に、主に１つの絵素に着目して本実施形態の構成について詳細に説明する。
Ｃｓバスライン１３は、各絵素領域の中心付近を通るように配置されており、Ｃｓバスライン１３で区切られた絵素領域の略半分の領域に高反射率の反射層２８が設けられている。このように、反射層２８が設けられた絵素領域の略半分の領域が、反射表示を行う反射領域Ｒとなり、反射層２８が設けられていない絵素領域の残りの略半分の領域が、透過表示を行う透過領域Ｔとなる。反射層２８は、アルミニウム、銀等の光反射性の金属膜をパターン形成したものである。反射層２８は、その表面に凹凸が形成されて光散乱性が付与されることが好ましく、これにより、反射表示における視認性を向上させることができる。なお、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの面積比は、所望の表示特性に応じて適宜設定することができる。
【００３９】
画素電極２０は、ＩＴＯ等の透明導電膜、アルミニウム、クロム等の金属膜等から形成される。液晶表示パネル１００を平面視したときの画素電極２０の形状は、櫛歯状である。より具体的には、画素電極２０は、Ｃｓバスライン１３に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２０ａと、幹部２０ａに接続され、かつ透過領域Ｔ側に延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２０ｂと、幹部２０ａに接続され、かつ反射領域Ｒ側に延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２０ｃとを有する。枝部２０ｂ及び枝部２０ｃはそれぞれ、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に配置されている。
【００４０】
共通電極２１、２９もまた、ＩＴＯ等の透明導電膜、アルミニウム等の金属膜等から形成されるとともに、平面視櫛歯形状を有する。より具体的には、共通電極２１は、額縁エリアに設けられた根幹部２１ｄと、ゲートバスライン１２に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２１ａと、幹部２１ａに接続され、かつ液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する絵素の透過領域Ｔに延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２１ｂとを有する。一方、共通電極２９は、額縁エリアに設けられた根幹部２９ｄと、ゲートバスライン１２に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の幹部２９ａと、幹部２９ａに接続され、かつ液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する絵素の反射領域Ｒに延伸された帯状（平面視矩形状）の複数の枝部２９ｃとを有する。共通電極２１の幹部２１ａと、共通電極２９の幹部２９ａとは、ゲートバスライン１２に平面的に重なるように交互に配置され、共通電極２１の枝部２１ｂと、共通電極２９の枝部２９ｃとは、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に互いに平行に配置されている。また、共通電極２１の幹部２１ａと、共通電極２９の幹部２９ａとはそれぞれ、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する絵素に共用されている。その結果、液晶表示パネル１００を正面視したときの上下方向に隣接する各絵素間において、透過領域Ｔ及び反射領域Ｒの上下方向の配置位置は反対になっている。共通電極２１の根幹部２１ｄと、共通電極２９の根幹部２９ｄとは、額縁エリアの対向する両端に設けられている。また、共通電極２１及び共通電極２９は、ソースバスライン１６に平面的に重なるように配された帯状（平面視矩形状）の配線部を有する。
【００４１】
このように、画素電極２０の枝部２０ｂ及び共通電極２１の枝部２１ｂと、画素電極２０の枝部２０ｃ及び共通電極２９の枝部２９ｃとはそれぞれ、互いに相補的な平面形状を有するとともに、ある一定の間隔を有して互い違いに配置されている。すわなち、画素電極２０の枝部２０ｂ及び共通電極２１の枝部２１ｂと、画素電極２０の枝部２０ｃ及び共通電極２９の枝部２９ｃとはそれぞれ、同一の平面内において互いに平行に対峙して配置されている。更に言い換えると、櫛歯状の画素電極２０と櫛歯状の共通電極２１とは、透過領域Ｔにおいて、互いに櫛歯が噛み合う方向に対向配置され、櫛歯状の画素電極２０と櫛歯状の共通電極２９とは、反射領域Ｒにおいて、互いに櫛歯が噛み合う方向に対向配置されている。これにより、画素電極２０と共通電極２１、２９との間に、横電界を高密度に形成することができ、液晶層３０をより高精度に制御することが可能となる。
【００４２】
また、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅（短手方向の長さ）と、共通電極２１の枝部２１ｂの幅（短手方向の長さ）と、共通電極２９の枝部２９ｃの幅（短手方向の長さ）とは、全て実質的に同じである。透過率を大きくする観点からは、画素電極２０及び共通電極２１、２９の幅（画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅と、共通電極２１の枝部２１ｂの幅と、共通電極２９の枝部２９ｃの幅）は、できるだけ細いことが好ましく、現在のプロセスルールでは、例えば、１．０〜４．０μｍ程度に設定すればよい。
【００４３】
一方、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ａ及び枝部２１ａの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２９ｂの間隔よりも広い。より具体的には、後述するように、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを、透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２にする観点からは、画素電極２０及び共通電極２１、２９の幅が同じ場合には、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ａ及び枝部２１ａの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２９ｂの間隔の１．１〜２．０倍（より好適には１．３〜１．８倍）であることが好ましい。
【００４４】
ＴＦＴ２６は、ゲートバスライン１２及びソースバスライン１６の交差部近傍に設けられており、ゲートバスライン１２の平面領域内に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜から形成される半導体層１５と、半導体層１５と一部平面的に重なって形成されたソース配線１７、及びドレイン配線１８とを備えている。ゲートバスライン１２は、半導体層１５と平面的に重なる位置でＴＦＴ２６のゲート電極として機能する。このように、ＴＦＴ２６は、ドレイン配線１８及びソース配線１７を分離する際に、半導体層１５をも多少エッチングするような製法で製造されたチャネルエッチタイプであり、かつ、ゲート電極としても機能するゲートバスライン１２がドレイン配線１８及びソース配線１７よりも下方（絶縁基板１１側）に設けられた逆スタガタイプである。
【００４５】
ソース配線１７は、ソースバスライン１６から分岐されて半導体層１５に延びる平面視略Ｌ字状の配線であり、ソースバスライン１６及びＴＦＴ２６を接続する。一方、ドレイン配線１８は、半導体層１５から伸び、平面視略Ｌ字状を有する配線であり、画素電極２０に接続されるとともに、保持容量を形成する。より詳細には、ドレイン配線１８は、ＴＦＴ２６とは反対側の端部（Ｌ字の先端部）に平面視略矩形状の保持容量部２２を有し、保持容量部２２は、Ｃｓバスライン１３と平面的に重なって形成される。そして、保持容量部２２とＣｓバスライン１とが平面的に重なる領域に、これら保持容量部２２及びＣｓバスライン１３を電極とする保持容量が形成されている。また、保持容量部２２は、画素電極２０の幹部２０ａと平面的に重なって配置されるとともに、同位置に設けられたコンタクトホール２７を介して画素電極２０の幹部２０ａと電気的に接続されている。
【００４６】
次に、液晶表示パネル１００の断面構造について詳細に説明する。
液晶表示パネル１００は、アクティブマトリクス基板１０と、アクティブマトリクス基板１０に対向して配置された対向基板５０と、これらの間に狭持された液晶層３０とを備える。アクティブマトリクス基板１０の外面側（液晶層３０と反対側）には、偏光板４２が積層されており、対向基板５０の外面側には、偏光板４１が積層されている。このように、液晶表示パネル１００は、従来の反射透過両用型の液晶表示装置に備えられるλ／４位相差板（λ／４板）が設けられていない。
【００４７】
なお、本実施形態の液晶表示装置は、λ／４位相差板以外の位相差板や視野角補償フィルムを有してもよい。
【００４８】
アクティブマトリクス基板１０は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性の絶縁基板１１を基体として有し、絶縁基板１１の内面側（液晶層３０側）には、アルミニウム、銀等の金属膜から形成された反射層２８が絵素領域内に部分的に配置されている。反射層２８を覆うように、酸化シリコン等の透明絶縁材料から形成された層間絶縁膜２３が配置されている。層間絶縁膜２３上には、アルミニウム等の金属膜から形成されたゲートバスライン１２及びＣｓバスライン１３が配置されており、更に、ゲートバスライン１２及びＣｓバスライン１３を覆うように、酸化シリコン等の透明絶縁材料から形成されたゲート絶縁膜１４が配置されている。
【００４９】
なお、Ｃｓバスライン１３を高反射率の材料を用いて反射領域Ｒをカバーするように幅広に形成すれば、Ｃｓバスライン１３を反射層２８として用いることもでき、製造工程の簡略化が可能となる。
【００５０】
ゲート絶縁膜１４上には、アモルファスシリコンの半導体層１５が形成されており、半導体層１５に一部乗り上げるようにしてアルミニウム等の金属膜から形成されたソース配線１７と、ドレイン配線１８とが設けられている。ソース配線１７は、図２に示したように、ソースバスライン１６と一体に形成されている。
【００５１】
半導体層１５、ソース配線１７、ソースバスライン１６、及びドレイン配線１８を覆うように、酸化シリコン等から形成された層間絶縁膜１９が配置されている。層間絶縁膜１９上には、感光性アクリル樹脂等の透明絶縁材料から形成された平坦化膜２４が配置されており、この平坦化膜２４の表面に、ＩＴＯ等の透明導電材料やアルミニウム等の金属膜から形成された画素電極２０及び共通電極２１が配置されている。画素電極２０は、ドレイン配線１８上方の層間絶縁膜１９及び平坦化膜２４を貫通するコンタクトホール２７を介してドレイン配線１８に電気的に接続される。このように、画素電極２０は、コンタクトホール２７内に一部埋没されることによって、ドレイン配線１８に電気的に接続される。そして、画素電極２０及び共通電極２１を覆ってポリイミド等の垂直配向膜２５が形成されている。
【００５２】
一方、対向基板５０は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性の絶縁基板５１を基体として有し、絶縁基板５１の内面側（液晶層３０側）には、上述のように、ＢＭ層及び色層が設けられている。そして、ＢＭ層及び色層を覆ってポリイミド等の垂直配向膜５５が形成されている。なお、色層は、絵素領域内で色度の異なる２種類の領域に区画されていることが好ましい。具体例を挙げると、透過領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きい構成を採用することができる。これにより、色層を表示光が１回のみ透過する透過領域Ｔと、２回透過する反射領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
【００５３】
また、ＢＭ層及び色層の液晶層３０側には、これらの構成の段差を平坦化するために、更に透明樹脂材料等から形成された平坦化膜（アンダーコート膜）を積層することが好ましい。これにより、対向基板５０表面を平坦化して液晶層３０の厚さを均一化することができ、絵素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
【００５４】
アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０は、プラスチックビーズ等のスペーサを介して、表示領域を取り囲むように設けられたシール剤によって貼り合わされている。そして、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０の間の空隙には、光学変調層を構成する表示用媒体として液晶材料が封入されることにより液晶層３０が形成されている。
【００５５】
液晶層３０は、正の誘電異方性を有するネマチック液晶材料（ｐ型ネマチック液晶材料）を含む。ｐ型ネマチック液晶材料の液晶分子は、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０の垂直配向膜２５、５５の配向規制力により、電圧無印加時（画素電極２０及び共通電極２１による電界が生じていない時）に、ホメオトロピック配向を示す。より具体的には、垂直配向膜２５、５５近傍のｐ型ネマチック液晶材料の液晶分子の長軸は、電圧無印加時に、アクティブマトリクス基板１０及び対向基板５０それぞれに対して８８°以上（より好適には９９°以上）のなす角を有する。また、液晶層３０は、透過領域Ｔは反射領域Ｒとで実質的に同じ厚みに設定されている。すなわち、液晶表示パネル１００は、シングルセルギャップを有する。
【００５６】
本実施形態の液晶表示装置における各光学軸の配置は、図２（ｂ）に示すようなものとなっており、アクティブマトリクス基板１０側の偏光板４１の透過軸４１ｔと、対向基板５０側の偏光板４２の透過軸４２ｔとはともに、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃと、共通電極２１の枝部２１ｂと、共通電極２９の枝部２９ｃとに対して、４５°のなす角を有して配置され、透過軸４１ｔ及び透過軸４２ｔは、液晶表示パネル１００を正面視したときに、斜め４５°方向にクロスニコルに配置されている。
【００５７】
上記構成を具備した本実施形態の液晶表示装置は、ＴＦＴ２６を介して画素電極２０に画像信号（電圧）を印加することで、画素電極２０と共通電極２１、２９との間に基板面方向の電界を生じさせ、この電界によって液晶を駆動し、各絵素の透過率及び反射率を変化させて画像表示を行う。
【００５８】
より詳細には、本実施形態の液晶表示装置は、電界の印加により、液晶層内に電界強度の分布を形成することによって生じる液晶分子の配列の歪みを利用して液晶層のリタデーションを変化させる。更に詳細には、液晶層の初期配向状態は、ホメオトロピック配向であり、櫛歯状の画素電極２０及び共通電極２１、２９に電圧を印加し、液晶層内に横電界を発生させることによって、ベンド状の電界が形成される。その結果、図５に示すように、互いのダイレクタ方向が１８０°異なる２つのドメインが形成されるとともに、各ドメイン内において、ネマチック液晶材料の液晶分子がベンド状の液晶配列（ベンド配向）を示す。
【００５９】
このように本実施形態の液晶表示装置は、ＴＢＡモードの液晶表示装置であり、画素電極２０及び共通電極２１の幅及び間隔を変更することにより、様々な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を得ることができる。図２５及び２６はそれぞれ、比較形態１及び２の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。比較形態１の液晶表示パネルは、図２５に示すように、反射層を有さないことと、画素電極及び共通電極のレイアウトが異なることとを除いては、本実施形態の液晶表示パネル１００と同じ構成を有する。比較形態２の液晶表示パネルは、図２６に示すように、反射層を有さないことと、画素電極、共通電極及びドレイン配線のレイアウトが異なることと、コンタクトホールの配置場所が異なることとを除いては、本実施形態の液晶表示パネル１００と同じ構成を有する。また、比較形態１及び２の液晶表示パネルでは、反射領域Ｒと透過領域Ｔとで共通の共通電極２１が設けられるとともに、画素電極２０及び共通電極２１の幅が絵素領域内で一定であり、画素電極２０及び共通電極２１の間隔が絵素領域内で一定である。比較形態１の液晶表示パネルにおいて、画素電極及び共通電極の幅（Ｌ）は、４μｍであり、画素電極及び共通電極の間隔（Ｓ）も、４μｍである。一方、比較形態２の液晶表示パネルにおいて、画素電極及び共通電極の幅（Ｌ）は、４μｍであり、画素電極及び共通電極の間隔（Ｓ）は、１２μｍである。
【００６０】
図２７に、比較形態１及び２に係るＴＢＡモードの液晶表示パネルの透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。なお、図２７には、反射表示に理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性も示す。この結果、印加電圧＝５．２Ｖ付近で、比較形態２の液晶表示パネルの透過率は、比較形態１の液晶表示パネルの透過率の略１／２になる。すなわち比較形態２の液晶表示パネルにおける液晶層の位相差（リタデーション）を比較形態２の液晶表示パネルにおける液晶層のリタデーションの略１／２に設定できることがわかる。このように、ＴＢＡモードの液晶表示装置では、画素電極及び共通電極の幅及び間隔を適宜調整することによって、様々なＴ−Ｖ特性が得られる。
【００６１】
それに対して、本実施形態の液晶表示装置においては、反射領域Ｒに設けられた枝部２０ｃ及び枝部２９ｃの間隔は、透過領域Ｔに設けられた枝部２０ｂ及び枝部２１ｂの間隔よりも広く設定されている。これにより、反射領域Ｒの液晶層３０に発生する電界強度は、透過領域Ｔの液晶層３０に発生する電界強度よりも小さくなる。したがって、反射領域Ｒと透過領域Ｔとでセルギャップが同じであっても、液晶層３０のリタデーションを、透過領域Ｔに比べて、反射領域Ｒにおいて小さく、より具体的には略１／２にすることができる。すなわち、マルチギャップ構造を設けずとも、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２に設定することができる。その結果、マルチギャップ構造を設けることなく反射表示及び透過表示が可能であるＴＢＡモードの液晶表示装置を実現することができる。このように、本実形態の液晶表示装置において、透過領域Ｔの液晶層３０のリタデーションは、λ／２に設定され、反射領域Ｒの液晶層３０のリタデーションは、λ／４に設定されている。
【００６２】
また、画素電極２０の枝部２０ｂ及び枝部２０ｃの幅と、共通電極２１の枝部２１ｂの幅と、共通電極２９の枝部２９ｃの幅とは、全て実質的に同じであることから、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションをより容易に変化させることができる。したがって、反射領域Ｒにおける液晶層３０のリタデーションを透過領域Ｔにおける液晶層３０のリタデーションの略１／２により容易に設定することができる。
【００６３】
ここで、本実施形態の液晶表示装置の表示動作について説明する。図６は、実施形態１の液晶表示装置におけるタイミングチャートであり、（ａ）は、画像信号無印加時（黒表示時）を示し、（ｂ）は、画像信号印加時（白表示時）を示す。図７は、実施形態１の液晶表示装置の構成と、リタデーションの関係とを示す断面模式図であり、（ａ）は、電圧無印加時を示し、（ｂ）は、電圧印加時を示す。
【００６４】
なお、図６において、Ｖｄ１及びＶｃｏｍ２の立ち上がり及び立下りは、見やすくするためにずらして図示しているが、実際には、各信号は同時に上下（変化）する。また、図６において、横軸は時間軸を示し、縦軸は電位を示す。また、図７には、反射表示（反射領域Ｒ）における動作説明図（図示右側）と、透過表示（透過領域Ｔ）における動作説明図（図示左側）とが示されている。反射表示における動作説明図は、図示上方から入射した外光が図示下側へ進行して反射層に達し、反射層で反射されて図示上側へ戻り表示光となる様子を示しており、透過表示における動作説明図は、図示下方から入射した照明光が図示上側へ進行して表示光となる様子を示している。
【００６５】
まず、各電極に印加される信号について説明する。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すよう、画素電極２０には、一般的な液晶表示装置と同様に、階調により振幅が可変の電位である画像信号Ｖｄ１が供給される。なお、本実施形態の液晶表示装置は、交流駆動であり、画像信号Ｖｄ１は、１フレーム毎に極性が反転するパルス信号（例えば、最大の振幅が±７Ｖの矩形信号）である。透過領域Ｔに設けられた共通電極２１には、階調基準電圧発生回路７３から一定電圧（黒階調電圧）Ｖｃｏｍ１が印加され、常に一定の電位（例えば０Ｖ）に設定されている。一方、反射領域Ｒに設けられた共通電極２９には、階調基準電圧発生回路７３から白階調電圧Ｖｃｏｍ２が印加されている。白階調電圧Ｖｃｏｍ２は、１フレーム毎に極性が反転するパルス信号（例えば、振幅が±７Ｖの矩形信号）であり、共通電極２９には、画像信号Ｖｄ１と同じ極性の白階調電圧Ｖｃｏｍ２が印加されている。したがって、画像信号無印加時（黒表示時）と画像信号印加時（白黒表示時）とにおける透過領域Ｔ及び反射領域Ｒそれぞれの液晶層に印加される電圧は、下記表１に示すように、透過領域Ｔと反射領域Ｒとで反転することとなる。
【００６６】
【表１】
【００６７】
その結果、反射領域Ｒが図２７に示したような理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を有する場合、本実施形態の液晶表示装置は、図８に示すような透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を有することとなる。すなわち、透過領域Ｔでは画素電極２０へ電圧が印加されるほど透過率が増大し、一方、反射領域Ｒでは画素電極２０へ電圧が印加されるほど透過率が減少する。また、反射領域Ｒにおける透過率は、透過領域Ｔの透過率の略半分となる。
【００６８】
次に、このような電圧が印加される本実施形態の液晶表示装置の透過表示（透過モード）について説明する。
本実施形態の液晶表示装置において、バックライトから射出された光は、偏光板４２を透過することで偏光板４２の透過軸４２ｔに平行な直線偏光に変換されて液晶層３０に入射する。そして、画像信号無印加時であれば、入射光（直線偏光）は入射時と同一の偏光状態で液晶層３０から射出されて偏光板４１に到達する。この偏光板４１に到達した直線偏光は、偏光板４１の透過軸４１ｔと直交する向きの直線偏光であるから、偏光板４１により吸収され、当該絵素は黒表示となる。このように、画像信号無印加時の透過領域Ｔにおける液晶表示パネルのリタデーションは、０であることから、偏光板４１、４２によるクロスニコル下において黒表示が可能となる。
【００６９】
一方、画像信号印加時であれば、液晶層３０に入射した直線偏光は、液晶層３０により所定の位相差（λ／２）を付与され、偏光板４２の透過軸４２ｔに直交する直線偏光に変換されて液晶層３０から射出され、偏光板４１に到達する。この直線偏光が偏光板４１に到達すると、その偏光方向と平行な透過軸４１ｔを有する偏光板４１を透過して視認され、当該サブ画素は白表示となる。このように、画像信号印加時の透過領域Ｔにおける液晶表示パネルのリタデーションは、λ／２（透過領域Ｔの液晶層３０）となることから、偏光板４１、４２によるクロスニコル下において白表示が可能となる。
【００７０】
次に、図７右側の反射表示について説明する。
反射表示において、偏光板４１の上方（外側）から入射した光は、偏光板４１を透過することで偏光板４１の透過軸４１ｔに平行な直線偏光に変換されて液晶層３０に入射する。そして、画像信号無印加時であれば、上記表１に示すように、反射領域Ｒの液晶層３０には±７Ｖの電圧が印加されることから、液晶層３０に入射した直線偏光は、反射領域Ｒの液晶層３０により所定の位相差（λ／４）を付与され、その結果、右回りの円偏光に変換されて液晶層３０から射出される。本実施形態の場合、反射領域Ｒにおける画素電極２０及び共通電極２９の間隔が、透過領域Ｔにおける画素電極２０及び共通電極２１の間隔よりも大きく設定され、反射領域Ｒにおける液晶層３０の位相差が透過領域Ｔにおける位相差の略半分に設定されている。したがって、上述の通り、液晶層３０を透過することで直線偏光が円偏光に変換される。
【００７１】
液晶層３０から射出された右回りの円偏光は、反射板（図示せず）に到達し、反射されるが、その際に偏光板４１側から見た回転方向が反転し、左回りの円偏光となって液晶層３０に再度入射する。液晶層３０に入射した左回りの円偏光は、反射領域Ｒの液晶層３０により所定の位相差（λ／４）を付与され、その結果、偏光板４１の透過軸４１ｔに直交する直線偏光に変換されて偏光板４１に到達する。そして、この直線偏光が偏光板４１により吸収され、当該絵素は黒表示となる。このように、画像信号無印加時の反射領域Ｒにおける液晶表示パネルのリタデーションは、λ／２（反射領域Ｒの液晶層３０のリタデーションλ／４の２倍）となることから、一枚の偏光板４１による平行ニコル下において黒表示が可能となる。
【００７２】
一方、画像信号印加時であれば、上記表１に示すように、反射領域Ｒの液晶層３０には０Ｖの電圧が印加され、反射領域Ｒの液晶層３０にはリタデーションが発生しない。したがって、液晶層３０に入射した、偏光板４１の透過軸４１ｔに平行な直線偏光は、入射時と同一の偏光状態を維持したまま、液晶層３０、反射板（図示せず）及び液晶層３０を通過し、偏光板４１を透過して視認されることとなる。すなわち、当該サブ画素は白表示となる。このように、画像信号印加時の反射領域Ｒにおける液晶表示パネルのリタデーションは、０であることから、一枚の偏光板４１による平行ニコル下において白表示が可能となる。
【００７３】
次に、本実施形態の液晶表示装置に関するシミュレーション測定を行った結果について説明する。
【００７４】
まず、ＩＰＳ方式の液晶表示装置と比べたときの本実施形態の液晶表示装置のメリットについて説明する。一般的に、直交偏光子に挟まれた液晶セルの複屈折を電場により制御するモードの透過光強度は、次式（１）で規定される。
【００７５】
【数１】
【００７６】
なお、式（１）中、Ｉ０は、入射偏光の強度を示し、θは、入射偏光と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角を示し、ｄは、セル厚（セルギャップ）を示し、Δｎ（Ｖ）は、電圧Ｖでの液晶セルの複屈折を示し、ｄ・Δｎは、光学位相差を示し、λは、入射光の波長を示す。
【００７７】
液晶表示パネルの透過率を上げようとする場合、λ＝５５０〜６５０ｎｍの透過光強度が大きくなるようにｄ・Δｎ値は設定される。しかしながら、液晶には光の波長分散性があるため、λ＝３８０〜７５０ｎｍ（可視光領域）において、通常、液晶は光を均一に透過しない。
【００７８】
ここで、ＴＢＡモード及びＩＰＳモードについて、異なる波長に対する透過率をシミュレーション測定した結果に説明する。図９は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。一方、図１０は、シミュレーションにより求めた比較形態であるＩＰＳモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝３１８ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝３４８ｎｍの場合を示す。
【００７９】
なお、ＴＢＡモード及びＩＰＳモードともに、シミュレーションには、図１１に示す液晶セルを用いた。図１１は、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す斜視模式図である。また、図１２は、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた液晶のΔｎ−波長特性を示すグラフである。シミュレーションに用いた液晶セルは、図１１に示すように、互いに平行に対向して設けられた、平面視矩形状の電極６１、６２を有するＴＦＴ基板１０と、対向基板５０と、ＴＦＴ基板１０及び対向基板５０間に狭持された液晶層３０とを備える。偏光子は、クロスニコル配置に設定した。電極６１、６２の幅（Ｌ）は、小さい方が透過率を稼げることから、現行プロセスでの最小値である１．５μｍに設定した。また、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）は、７．５μｍとした。すなわち、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／７．５μｍに設定した。また、液晶層の誘電率異方性（Δε）は、２０に設定した。また、Ｉ０＝１、θ＝４５°に設定した。また、シミュレーションは、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ及び６５０ｎｍの波長に対して行った。なお、特に断りがない限り、以下に示す他のシミュレーションについても、これと同様の条件で行った。
【００８０】
その結果、ＩＰＳモードでは、ｄ・Δｎ値を３１８ｎｍから３４８ｎｍに大きくすると、６．５Ｖ印加時のＹ値は、５４７から５５３に増加し、確かに明るくはなるが、図１０（ａ）及び（ｂ）を比較すればわかるように、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率が、他の波長の透過率に比べて著しく小さくなっている。したがって、ＩＰＳモードでは、青色の抜けの悪い、色温度の低い白表示が得られやすくなってしまう。なお、ＶＡモードでもＩＰＳモードと同様の傾向を示す。
【００８１】
一方、ＴＢＡモードでは、ｄ・Δｎ値を４４７ｎｍから３４８ｎｍに大きくすると、６．５Ｖ印加時のＹ値は、４５１から４５９に増加し、明るくなる。また、図９（ａ）及び（ｂ）を比較すればわかるように、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率の他の波長の透過率に対する落ち込みも小さい。したがって、ＴＢＡモードでは、青色の抜けのよい、色温度の高い白表示を容易に得ることができる。
【００８２】
このように、ｄ・Δｎ値を大きくすることによって高透過率化しようとした場合、ＴＢＡモードは、λ＝３８０〜７５０ｎｍ（可視光領域）の透過光強度を、ＩＰＳモードよりも均一に大きくすることができる。
【００８３】
また、ＴＢＡモードについては、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を調整することにより、より均一に透過光強度を大きくすることができる。図１３は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。ただし、図１３（ａ）及び（ｂ）ともに、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１０μｍの場合の結果を示す。
【００８４】
電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を大きくすると、図９及び１３を比較すればわかるように、電界強度は弱くなるので、Ｔ−Ｖ特性は、高電圧側にシフトする。また、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／７．５μｍの場合に比べて、高電圧印加時の波長４５０ｎｍの透過率の他の波長の透過率に対する落ち込みをより小さくすることができる。このように、ＴＢＡモードについては、電極６１、６２間の間隔（Ｓ）を広くすることにより、より均一に透過光強度を大きくすることができる。
【００８５】
以上の結果から、現行のＶＡモード（例えば、対向基板に設けられた突起を中心として放射線状液晶分子が配向するＡＳＶモード）の反射透過両用型の液晶表示装置と同じドライバを使用する場合、透過領域Ｔにおける理想的なＬ／Ｓ値は、１．５μｍ／７．５〜１０μｍである。それに対して、応答速度を重視する場合には、透過領域ＴにおけるＬ／Ｓ値は、１．５μｍ／４〜７．５μｍに設定することが好ましい。ただし、この場合は、現行のＶＡモードとは異なるドライバを使用する必要がある。
【００８６】
次に、本実施形態の液晶表示装置の反射表示特性について説明する。一般的に、平行偏光子に挟まれた液晶セルの複屈折を電場により制御するモードの透過光強度は、次式（２）で規定される。すなわち、反射光強度も下記式（２）により規定されることとなる。
【００８７】
【数２】
【００８８】
なお、式（２）中、Ｉ０は、入射偏光の強度を示し、θは、入射偏光と液晶セル中の通常光の振動方向とのなす角を示し、ｄは、セル厚（セルギャップ）を示し、Δｎ（Ｖ）は、電圧Ｖでの液晶セルの複屈折を示し、ｄ・Δｎは、光学位相差を示し、λは、入射光の波長を示す。このように、直交偏光子又は平行偏光子によって透過光強度は、異なる式により規定される。
【００８９】
まず、比較形態のＴＢＡモードの液晶表示装置について、平行偏光子が設置された状態で透過特性及び反射特性をシミュレーション測定した結果を説明する。図１４に、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１０μｍ、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍに設定した。反射特性を求める場合、反射板の反射率は１００％に設定してシミュレーションを行った。図１５に、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１６に、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図１７は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図１８は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図１９は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。図２０は、シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。なお、図１５〜２０は、λ／４板を配置せずにシミュレーションを行った結果である。
【００９０】
これらに示すように、透過領域と同様にＬ／Ｓを設定した場合、高電圧印加時に短波長の光が漏れてしまい、充分な反射特性が得られないことが分かった。
【００９１】
なお、電圧印加に伴って光学位相差ｄ・Δｎが各ポイントにおいて異なっていることと、透過領域と反射領域とでは、直交偏光子か平行偏光子かの違いがあるため、白表示及び黒表示が透過領域と反射領域とで対称的に反転することはない。
【００９２】
次に、本実施形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置について、平行偏光子が設置された状態で反射特性をシミュレーション測定した結果を説明する。図２１に、シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。ここでは、Ｌ／Ｓ＝１．５μｍ／１３μｍ、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍに設定した。反射板の反射率は１００％に設定してシミュレーションを行った。図２２に、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。図２３は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．６２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから３．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示す。図２４は、シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。なお、図２２〜２４は、λ／４板を配置せずにシミュレーションを行った結果である。
【００９３】
電極６１、６２間のスペースを１０μｍから１３μｍに広げることにより、光学位相差ｄ・Δｎ及び反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性は大きく変化する。また、人の目には平均化された反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性が映るため、本実施形態の液晶表示装置によれば、図２４に示すように、短波長から長波長にかけて均一な光を認識させることができる。
【００９４】
以上、本実施形態の液晶表示装置によれば、ＴＢＡモードにおいて、マルチギャップ構造及びλ／４板を設けることなく表示品位に優れた反射表示及び透過表示が可能となる。また、従来のマルチギャップ構造を有する反射透過両用型の液晶表示装置のように、対向基板側に凹凸構造を設けたり、液晶表示パネルの外主面にλ／４板を設けたりする必要がないため、コストダウンが図ることができるとともに、透過表示におけるコントラスト特性を向上することができる。更に、従来のＶＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置のように、対向基板側に透明電極やリブ（配向制御用突起）を設ける必要がないため、従来のＶＡモードの反射透過両用型の液晶表示装置に比べてコストを安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２】（ａ）は、実施形態１の液晶表示パネルの一絵素の構成を示す平面模式図であり、（ｂ）は、偏光板の透過軸の配置関係を示す概念図である。
【図３】実施形態１の液晶表示パネルの構成を示す断面模式図であり、図２中のＸ−Ｙ線における断面を示す。
【図４】実施形態１の液晶表示装置の回路構成を示す平面模式図である。
【図５】実施形態１の液晶表示装置に電圧を印加した時の液晶の配向分布を示す断面模式図である。
【図６】実施形態１の液晶表示装置におけるタイミングチャートであり、（ａ）は、画像信号無印加時（黒表示時）を示し、（ｂ）は、画像信号印加時（白表示時）を示す。
【図７】実施形態１の液晶表示装置の構成と、リタデーションの関係とを示す断面模式図であり、（ａ）は、電圧無印加時を示し、（ｂ）は、電圧印加時を示す。
【図８】実施形態１の液晶表示装置の理想的な透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図９】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。
【図１０】シミュレーションにより求めた比較形態であるＩＰＳモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝３１８ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝３４８ｎｍの場合を示す。
【図１１】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す斜視模式図である。
【図１２】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた液晶のΔｎ−波長特性を示すグラフである。
【図１３】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の異なる波長における透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）は、ｄ・Δｎ＝４４７ｎｍの場合を示し、（ｂ）は、ｄ・Δｎ＝４９７ｎｍの場合を示す。
【図１４】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。
【図１５】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１６】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図１７】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図１８】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから２μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図１９】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける透過時の透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２０】シミュレーションにより求めた比較形態に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．２５μｍ及び２μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２１】シミュレーション（３次元シミュレーション）に用いた絵素の構成を示す断面模式図を示す。
【図２２】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の光学位相差（ｄ・Δｎ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【図２３】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を示し、（ａ）電極エッジから０μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｂ）は、電極エッジから１．６２５μｍ離れたポイントにおける結果を示し、（ｃ）は、電極エッジから３．２５μｍ離れたポイントにおける結果を示す。
【図２４】シミュレーションにより求めた実施形態１に係るＴＢＡモードの液晶表示装置の電極エッジから０μｍ、１．６２５μｍ及び３．２５μｍ離れたポイントにおける反射時の反射光強度（Ｒ）−電圧（Ｖ）特性を平均化したグラフを示す。
【図２５】比較形態１の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２６】比較形態２の液晶表示パネルの構成を示す平面模式図である。
【図２７】比較形態１及び２に係るＴＢＡモードの液晶表示パネルの透過光強度（Ｔ）−電圧（Ｖ）特性を示す。
【符号の説明】
【００９６】
１０：アクティブマトリクス基板
１１：絶縁基板
１２：ゲートバスライン
１３：Ｃｓバスライン（容量保持配線）
１４：ゲート絶縁膜
１５：半導体層
１６：ソースバスライン
１７：ソース配線
１８：ドレイン配線
１９：層間絶縁膜
２０：画素電極
２１、２９：共通電極
２０ａ、２１ａ、２９ａ：幹部
２０ｂ、２０ｃ、２１ｂ、２１ｃ、２９ｃ：枝部
２１ｄ、２９ｄ：根幹部
２２：保持容量部
２３：層間絶縁膜
２４：平坦化膜
２５：垂直配向膜
２６：薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
２７：コンタクトホール
２８：反射層
３０：液晶層
４１、４２：偏光板
４１ｔ、４２ｔ：偏光板の透過軸
４３、４４：位相差板
４３ｓ、４４ｓ：位相差板の遅相軸
５０：対向基板
５１：絶縁基板
５５：垂直配向膜
６１、６２：電極
７１：ソースドライバ（データ線駆動回路）
７２：ゲートドライバ（走査線駆動回路）
７３：階調基準電圧発生回路
７４：外部信号源
７５：垂直タイミング制御回路
７６：水平タイミング制御回路
７７：画像データ変換回路
８１：表示エリア（画像表示領域）
１００：液晶表示パネル
Ｔ：透過領域
Ｒ：反射領域
Ｖｄ１：画像信号
Ｖｃｏｍ１：一定電圧（黒階調電圧）
Ｖｃｏｍ２：白階調電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、該第一基板及び該第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、
該第一基板は、該透過領域及び該反射領域に設けられた第一電極と、該透過領域に設けられるとともに、該画素領域内において該第一電極と平行に対向して配置された第二電極と、該反射領域に設けられるとともに、該画素領域内において該第一電極と平行に対向して配置された第三電極とを有し、
該液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、該第一電極及び該第二電極間と、該第一電極及び該第三電極間との少なくとも一方に生じる電界によって駆動され、
該ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、該第一基板及び該第二基板面に対して垂直に配向し、
該第一電極及び該第三電極の間隔は、該第一電極及び該第二電極の間隔と異なり、
該第二電極及び該第三電極はそれぞれ、互いに異なる共通信号が入力されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第二電極及び前記第三電極の一方には、パルス電位が印加され、
前記第二電極及び前記第三電極の他方には、所定電位が印加されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第二電極及び前記第三電極は、階調基準電圧発生回路に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第一電極及び前記第三電極の間隔は、前記第一電極及び前記第二電極の間隔よりも広いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第一電極、前記第二電極及び前記第三電極の幅は、実質的に同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第一電極、前記第二電極及び前記第三電極は、櫛歯電極であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射領域における前記液晶層の厚みは、前記透過領域における前記液晶層の厚みと実質的に同じであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１】
互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、該第一基板及び該第二基板間に挟持された液晶層とを備え、画素領域内に、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とが設けられた液晶表示装置であって、
該第一基板は、該透過領域及び該反射領域に設けられた第一電極と、該透過領域に設けられるとともに、該画素領域内において該第一電極と平行に対向して配置された第二電極と、該反射領域に設けられるとともに、該画素領域内において該第一電極と平行に対向して配置された第三電極とを有し、
該液晶層は、ｐ型ネマチック液晶を含むとともに、該第一電極及び該第二電極間と、該第一電極及び該第三電極間との少なくとも一方に生じる電界によって駆動され、
該ｐ型ネマチック液晶は、電圧無印加時に、該第一基板及び該第二基板面に対して垂直に配向し、
該第一電極及び該第三電極の間隔は、該第一電極及び該第二電極の間隔と異なり、
該第二電極及び該第三電極はそれぞれ、互いに異なる共通信号が入力されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第二電極及び前記第三電極の一方には、パルス電位が印加され、
前記第二電極及び前記第三電極の他方には、所定電位が印加されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第二電極及び前記第三電極は、階調基準電圧発生回路に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第一電極及び前記第三電極の間隔は、前記第一電極及び前記第二電極の間隔よりも広いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第一電極、前記第二電極及び前記第三電極の幅は、実質的に同じであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第一電極、前記第二電極及び前記第三電極は、櫛歯電極であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射領域における前記液晶層の厚みは、前記透過領域における前記液晶層の厚みと実質的に同じであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−１４９９６７（Ｐ２０１１−１４９９６７Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２５１９９（Ｐ２００８−１２５１９９）
【出願日】平成２０年５月１２日（２００８．５．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１２日（２００８．５．１２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]