液晶表示装置
【課題】 ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができ、光反射表示と光透過表示とを両立しても十分な輝度レベルの画像を表示することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層ＬＱと、複数の画素と、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。各画素は、光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４を含んでいる。各画素は、第１基板上に形成され、光反射領域Ｒ３に重なった光反射層３０と、第１基板上に形成され、第２方向Ｙに沿って延出した主画素電極と、第２基板上に形成され、第１方向に主画素電極を挟んで位置し第２方向Ｙに沿って延出した一対の主共通電極と、を有している。
【解決手段】 液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層ＬＱと、複数の画素と、第１偏光板ＰＬ１と、第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。各画素は、光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４を含んでいる。各画素は、第１基板上に形成され、光反射領域Ｒ３に重なった光反射層３０と、第１基板上に形成され、第２方向Ｙに沿って延出した主画素電極と、第２基板上に形成され、第１方向に主画素電極を挟んで位置し第２方向Ｙに沿って延出した一対の主共通電極と、を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの横電界（フリンジ電界も含む）を利用した構造が注目されている。このような横電界モードの液晶表示装置は、アレイ基板に形成された画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界で液晶分子をスイッチングする。
【０００３】
一方で、アレイ基板に形成された画素電極と、対向基板に形成された対向電極との間に、横電界あるいは斜め電界を形成し、液晶分子をスイッチングする技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９６５号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＩＰＳモードやＦＦＳモードを利用した場合、縦電界モードに比べて光透過率が低い問題がある。このため、上記の場合に、液晶表示装置を光反射表示と光透過表示とを両立できる構成とした場合、表示画像の輝度レベルが十分に得られない問題がある。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができ、光反射表示と光透過表示とを両立しても十分な輝度レベルの画像を表示することができる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る液晶表示装置は、
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１方向及び前記第１方向に直交した第２方向にマトリクス状に設けられ、それぞれ光反射領域及び光透過領域を含み、前記第１方向に沿った長さが前記第２方向に沿った長さよりも短い複数の画素と、
前記第１基板の外面に配置された第１偏光板と、
前記第２基板の外面に配置された第２偏光板と、を備え、
前記各画素は、
前記第１基板上に形成され、前記光反射領域に重なった光反射層と、
前記第１基板上に形成され、前記第２方向に沿って延出した主画素電極と、
前記第２基板上に形成され、前記第１方向に前記主画素電極を挟んで位置し前記第２方向に沿って延出した一対の主共通電極と、を有していることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、図２に示した液晶表示パネルをIII−III線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、図２に示した液晶表示パネルにおける画素電極と共通電極との間に形成される電界、及び、この電界による液晶分子のダイレクタと透過率との関係を説明するための図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る実施例１の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図６】図６は、図５に示した液晶表示パネルをVI−VI線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、図５に示した液晶表示パネルをVII−VII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、図５に示した液晶表示パネルをVIII−VIII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図９】図９は、上記実施例１の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は、上記実施例１の光透過領域における、バックライトユニット、第１偏光板、第２液晶層及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１１】図１１は、上記実施例１の画素電極及び共通電極間に電圧が印加されていない状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【図１２】図１２は、上記実施例１の画素電極及び共通電極間に電圧が印加されている状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【図１３】図１３は、上記実施形態に係る実施例２の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１４】図１４は、上記実施形態に係る実施例３の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１５】図１５は、上記実施形態に係る実施例３の光透過領域における、バックライトユニット、第１偏光板、第２液晶層及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１６】図１６は、上記実施形態に係る実施例４の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１７】図１７は、上記実施形態に係る実施例５の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図１８】図１８は、上記実施形態に係る実施例６の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図１９】図１９は、上記実施形態に係る実施例７の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図２０】図２０は、上記実施形態に係る実施例８の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図２１】図２１は、上記実施形態に係る実施例９の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図２２】図２２は、上記実施形態に係る実施例１０の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら複数の実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。始めに、光反射表示と光透過表示とを両立するための構成を除く、液晶表示装置の基本構成について説明する。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【００１１】
図１に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴ間に挟持された液晶層ＬＱと、を備えている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示する表示領域Ｒ１を備えている。表示領域Ｒ１は、アレイ基板ＡＲ、対向基板ＣＴ及び液晶層ＬＱに重なっている。この表示領域Ｒ１には、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸが位置している（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
【００１２】
液晶表示パネルＬＰＮは、表示領域Ｒ１において、ｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｎ本の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、ｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、例えば、第１方向Ｘに沿って略直線的に延出している。これらのゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って交互に並列配置されている。ここでは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交している。ソース配線Ｓは、ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃと交差している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿って略直線的に延出している。なお、ゲート配線Ｇ、補助容量線Ｃ、及び、ソース配線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。
【００１３】
各ゲート配線Ｇは、表示領域Ｒ１の外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、表示領域Ｒ１の外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤの少なくとも一部は、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。
【００１４】
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、例えば補助容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。補助容量線Ｃは、補助容量電圧が印加される電圧印加部ＶＣＳと電気的に接続されている。
【００１５】
なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに形成される一方で共通電極ＣＥの少なくとも一部が対向基板ＣＴに形成された構成であり、これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界を主に利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面あるいは基板主面に対してわずかに傾いた斜め電界（あるいは、基板主面にほぼ平行な横電界）である。
【００１６】
スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。また、スイッチング素子ＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。
【００１７】
画素電極ＰＥは、各画素ＰＸに配置され、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、液晶層ＬＱを介して複数の画素ＰＸの画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。このような画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されているが、アルミニウムなどの他の金属材料によって形成されても良い。
【００１８】
アレイ基板ＡＲは、共通電極ＣＥに電圧（コモン電圧）を印加するための給電部ＶＳを備えている。この給電部ＶＳは、例えば、表示領域Ｒ１の外側の非表示領域Ｒ２に形成されている。共通電極ＣＥは、表示領域Ｒ１の外側に引き出され、図示しない導電部材を介して、給電部ＶＳと電気的に接続されている。
【００１９】
図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮを対向基板側から見たときの一画素ＰＸの構造例を概略的に示す平面図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。
【００２０】
図２に示すように、画素ＰＸは、破線で示したように、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形状である。ゲート配線Ｇ１及びゲート配線Ｇ２は、第１方向Ｘに沿って延出している。補助容量線Ｃ１は、隣接するゲート配線Ｇ１とゲート配線Ｇ２との間に配置され、第１方向Ｘに沿って延出している。ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２は、第２方向Ｙに沿って延出している。画素電極ＰＥは、隣接するソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間に配置されている。また、この画素電極ＰＥは、ゲート配線Ｇ１とゲート配線Ｇ２との間に位置している。
【００２１】
図示した例では、画素ＰＸにおいて、ソース配線Ｓ１は左側端部に配置され、ソース配線Ｓ２は右側端部に配置されている。厳密には、ソース配線Ｓ１は当該画素ＰＸとその左側に隣接する画素との境界に跨って配置され、ソース配線Ｓ２は当該画素ＰＸとその右側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。また、画素ＰＸにおいて、ゲート配線Ｇ１は上側端部に配置され、ゲート配線Ｇ２は下側端部に配置されている。厳密には、ゲート配線Ｇ１は当該画素ＰＸとその上側に隣接する画素との境界に跨って配置され、ゲート配線Ｇ２は当該画素ＰＸとその下側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。補助容量線Ｃ１は、画素の略中央部に配置されている。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷは、図示した例では、ゲート配線Ｇ１及びソース配線Ｓ１に電気的に接続されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ１とソース配線Ｓ１の交点に設けられ、そのドレイン配線はソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１に沿って延長され、補助容量線Ｃ１と重なる領域に形成されたコンタクトホールＣＨを介して画素電極ＰＥと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、ソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１と重なる領域に設けられ、ソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１と重なる領域からほとんどはみ出すことはなく、表示に寄与する開口部の面積の低減を抑制している。
【００２３】
複数の画素電極ＰＥは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに間隔を置いて並べられている。複数の画素電極ＰＥは、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出して形成された主画素電極ＰＡを含んでいる。
【００２４】
この実施形態において、画素電極ＰＥは、互いに電気的に接続された主画素電極ＰＡ及びコンタクト部ＰＣを含んでいる。主画素電極ＰＡは、コンタクト部ＰＣから画素ＰＸの上側端部付近及び下側端部付近まで第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。このような主画素電極ＰＡは、第１方向Ｘに沿って略同一の幅を有する帯状に形成されている。コンタクト部ＰＣは、補助容量線Ｃ１と重なる領域に位置し、コンタクトホールＣＨを介してスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。このコンタクト部ＰＣは、主画素電極ＰＡよりも幅広に形成されている。
【００２５】
このような画素電極ＰＥは、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との略中間の位置、つまり、画素ＰＸの中央に配置されている。ソース配線Ｓ１と画素電極ＰＥとの第１方向Ｘに沿った間隔は、ソース配線Ｓ２と画素電極ＰＥとの第１方向Ｘに沿った間隔と略同等である。
【００２６】
共通電極ＣＥは、複数の主共通電極ＣＡを含んでいる。複数の主共通電極ＣＡは、Ｘ−Ｙ平面内において、第１方向Ｘに間隔を置いて並べられ、第１方向Ｘに複数の主画素電極ＰＡを挟み、それぞれ主画素電極ＰＡと略平行な第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。あるいは、主共通電極ＣＡは、ソース配線Ｓとそれぞれ対向するとともに主画素電極ＰＡと略平行に延出している。このような主共通電極ＣＡは、帯状に形成され、第１方向Ｘに沿って略同一の幅を有する。
【００２７】
図示した例では、主共通電極ＣＡは、第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、画素ＰＸの左右両端部にそれぞれ配置されている。以下では、これらの主共通電極ＣＡを区別するために、図中の左側の主共通電極をＣＡＬと称し、図中の右側の主共通電極をＣＡＲと称する。主共通電極ＣＡＬはソース配線Ｓ１と対向し、主共通電極ＣＡＲはソース配線Ｓ２と対向している。
【００２８】
画素ＰＸにおいて、主共通電極ＣＡＬは左側端部に配置され、主共通電極ＣＡＲは右側端部に配置されている。厳密には、主共通電極ＣＡＬは当該画素ＰＸとその左側に隣接する画素との境界に跨って配置され、主共通電極ＣＡＲは当該画素ＰＸとその右側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。
【００２９】
画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとの位置関係に着目すると、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとは、第１方向Ｘに沿って交互に配置されている。これらの画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとは、互いに略平行に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、主共通電極ＣＡのいずれも画素電極ＰＥとは重ならない。
【００３０】
すなわち、隣接する主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲの間には、１本の画素電極ＰＥが位置している。換言すると、一対の主共通電極（主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲ）は、画素電極ＰＥの直上の位置を挟んだ両側に配置されている。あるいは、画素電極ＰＥは、主共通電極ＣＡＬと主共通電極ＣＡＲとの間に配置されている。このため、主共通電極ＣＡＬ、主画素電極ＰＡ、及び、主共通電極ＣＡＲは、第１方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。
【００３１】
これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの第１方向Ｘに沿った間隔は略一定である。すなわち、主共通電極ＣＡＬと主画素電極ＰＡとの第１方向Ｘに沿った間隔は、主共通電極ＣＡＲと主画素電極ＰＡとの第１方向Ｘに沿った間隔と略同等である。
【００３２】
図３は、図２に示した液晶表示パネルＬＰＮをIII−III線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。なお、ここでは、説明に必要な箇所のみを図示している。
図３に示すように、液晶表示パネルＬＰＮを構成するアレイ基板ＡＲの背面側には、バックライトユニット４が配置されている。バックライトユニット４としては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。
【００３３】
アレイ基板ＡＲは、光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。ソース配線Ｓは、第１層間絶縁膜１１の上に形成され、第２層間絶縁膜１２によって覆われている。なお、図示しないゲート配線や補助容量線は、例えば、第１絶縁基板１０と第１層間絶縁膜１１の間に配置されている。画素電極ＰＥは、第２層間絶縁膜１２の上に形成されている。この画素電極ＰＥは、隣接するソース配線Ｓのそれぞれの直上の位置よりもそれらの内側に位置している。
【００３４】
第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、表示領域Ｒ１の略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥなどを覆っており、第２層間絶縁膜１２の上にも配置されている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
なお、アレイ基板ＡＲは、さらに、共通電極ＣＥの一部を備えていても良い。
【００３５】
対向基板ＣＴは、光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、ブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、共通電極ＣＥ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。
【００３６】
ブラックマトリクスＢＭは、各画素ＰＸを区画し、画素電極ＰＥと対向する開口部ＡＰを形成する。すなわち、ブラックマトリクスＢＭは、ソース配線Ｓ、ゲート配線、補助容量線、スイッチング素子などの配線部に対向するように配置されている。ここでは、ブラックマトリクスＢＭは、第２方向Ｙに沿って延出した部分のみが図示されているが、第１方向Ｘに沿って延出した部分を備えていてもよい。このブラックマトリクスＢＭは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲに対向する内面２０Ａに配置されている。
【００３７】
カラーフィルタＣＦは、各画素ＰＸに対応して配置されている。すなわち、カラーフィルタＣＦは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａにおける開口部ＡＰに配置されるとともに、その一部がブラックマトリクスＢＭに乗り上げている。第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸにそれぞれ配置されたカラーフィルタＣＦは、互いに色が異なる。例えば、カラーフィルタＣＦは、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色カラーフィルタＣＦＲは、赤色画素に対応して配置されている。青色に着色された樹脂材料からなる青色カラーフィルタＣＦＢは、青色画素に対応して配置されている。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色カラーフィルタＣＦＧは、緑色画素に対応して配置されている。これらのカラーフィルタＣＦ同士の境界は、ブラックマトリクスＢＭと重なる位置にある。
【００３８】
オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦを覆っている。このオーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦの表面の凹凸の影響を緩和する。
【００３９】
共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣのアレイ基板ＡＲと対向する側に形成されている。この共通電極ＣＥと画素電極ＰＥとの第３方向Ｚに沿った間隔は略一定である。第３方向Ｚとは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向、あるいは、液晶表示パネルＬＰＮの法線方向である。
【００４０】
第２配向膜ＡＬ２は、対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する面に配置され、表示領域Ｒ１の略全体に亘って延在している。この第２配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥ及びオーバーコート層ＯＣなどを覆っている。このような第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
【００４１】
これらの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２には、液晶層ＬＱの液晶分子を初期配向させるための配向処理（例えば、ラビングや光配向処理）がなされている。第１配向膜ＡＬ１が液晶分子を初期配向させる第１配向処理方向ＰＤ１、及び、第２配向膜ＡＬ２が液晶分子を初期配向させる第２配向処理方向ＰＤ２は、互いに平行であって、互いに逆向きあるいは同じ向きである。例えば、これらの第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、図２に示したように、第２方向Ｙと略平行であって、同じ向きである。
【００４２】
この実施形態において、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、それぞれ付近の液晶分子を第２方向Ｙに初期配向させることができる。
【００４３】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサにより、所定のセルギャップ、例えば２〜７μｍのセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のセルギャップが形成された状態で、表示領域Ｒ１の外側のシール材ＳＢによって貼り合わせられている。
【００４４】
液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に形成されたセルギャップに保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。このような液晶層ＬＱは、例えば、正の誘電率異方性を有し、すなわちｐ型液晶で形成されている。
【００４５】
また、主画素電極ＰＡと主共通電極ＣＡとの第１方向Ｘの間隔は、液晶層ＬＱの厚みよりも大きく、主画素電極ＰＡと主共通電極ＣＡとの間隔は、液晶層ＬＱの厚みの２倍以上の大きさを持つ。
【００４６】
アレイ基板ＡＲの外面、つまり、アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１光学素子ＯＤ１が接着剤などにより貼付されている。この第１光学素子ＯＤ１は、液晶表示パネルＬＰＮのバックライトユニット４と対向する側に位置しており、バックライトユニット４から液晶表示パネルＬＰＮに入射する入射光の偏光状態を制御する。この第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光軸（あるいは第１吸収軸）ＡＸ１を有する第１偏光板ＰＬ１を含んでいる。
【００４７】
対向基板ＣＴの外面、つまり、対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板２０の外面２０Ｂには、第２光学素子ＯＤ２が接着剤などにより貼付されている。この第２光学素子ＯＤ２は、液晶表示パネルＬＰＮの表示面側に位置しており、液晶表示パネルＬＰＮから出射した出射光の偏光状態を制御する。この第２光学素子ＯＤ２は、第２偏光軸（あるいは第２吸収軸）ＡＸ２を有する第２偏光板ＰＬ２を含んでいる。
【００４８】
第１偏光軸ＡＸ１と、第２偏光軸ＡＸ２とは、例えば、直交する位置関係にあるため、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２はクロスニコル配置されている。このとき、一方の偏光板は、例えば、その偏光軸が液晶分子の初期配向方向つまり第１配向処理方向ＰＤ１あるいは第２配向処理方向ＰＤ２と平行または直交するように配置されている。初期配向方向が第２方向Ｙと平行である場合、一方の偏光板の偏光軸は、第２方向Ｙと平行、あるいは、第１方向Ｘと平行である。
【００４９】
図２において、（ａ）で示した例では、第１偏光板ＰＬ１は、その第１偏光軸ＡＸ１が液晶分子ＬＭの初期配向方向（第２方向Ｙ）に対して直交する（つまり、第１方向Ｘに平行となる）ように配置され、また、第２偏光板ＰＬ２は、その第２偏光軸ＡＸ２が液晶分子ＬＭの初期配向方向に対して平行となる（つまり、第２方向Ｙと平行となる）ように配置されている。
【００５０】
また、図２において、（ｂ）で示した例では、第２偏光板ＰＬ２は、その第２偏光軸ＡＸ２が液晶分子ＬＭの初期配向方向（第２方向Ｙ）に対して直交する（つまり、第１方向Ｘに平行となる）ように配置され、また、第１偏光板ＰＬ１は、その第１偏光軸ＡＸ１が液晶分子ＬＭの初期配向方向に対して平行となる（つまり、第２方向Ｙと平行となる）ように配置されている。
【００５１】
次に、上記構成の液晶表示パネルＬＰＮの動作について説明する。
図２及び図３に示すように、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない状態（ＯＦＦ時）には、液晶層ＬＱの液晶分子ＬＭは、その長軸が第１配向膜ＡＬ１の第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向膜ＡＬ２の第２配向処理方向ＰＤ２を向くように配向している。このようなＯＦＦ時が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。
【００５２】
なお、厳密には、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているとは限らず、プレチルトしている場合が多い。このため、ここでの液晶分子ＬＭの初期配向方向とは、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの長軸をＸ−Ｙ平面に正射影した方向である。以下では、説明を簡略にするために、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているものとし、Ｘ−Ｙ平面と平行な面内で回転するものとして説明する。
【００５３】
ここでは、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、ともに第２方向Ｙと略平行な方向である。ＯＦＦ時においては、液晶分子ＬＭは、図２に破線で示したように、その長軸が第２方向Ｙと略平行な方向に初期配向する。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙと平行（あるいは、第２方向Ｙに対して０°）である。
【００５４】
図示した例のように、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が平行且つ同じ向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、液晶層ＬＱの中間部付近で略水平（プレチルト角が略ゼロ）に配向し、ここを境界として第１配向膜ＡＬ１の近傍及び第２配向膜ＡＬ２の近傍において対称となるようなプレチルト角を持って配向する（スプレイ配向）。
【００５５】
ここで、第１配向膜ＡＬ１を第１配向処理方向ＰＤ１に配向処理した結果、第１配向膜ＡＬ１の近傍における液晶分子ＬＭは第１配向処理方向ＰＤ１に初期配向され、第２配向膜ＡＬ２を第２配向処理方向ＰＤ２に配向処理した結果、第２配向膜ＡＬ２の近傍における液晶分子ＬＭは第２配向処理方向ＰＤ１に初期配向される。そして、第１配向処理方向ＰＤ１と第２配向処理方向ＰＤ２は互いに平行で且つ同じ向きである場合には、上述のように液晶分子ＬＭはスプレイ配向になり、上記したように液晶層ＬＱの中間部を境界として、アレイ基板ＡＲ上の第１配向膜ＡＬ１の近傍での液晶分子ＬＭの配向と対向基板ＣＴ上の第２配向膜ＡＬ２の近傍での液晶分子ＬＭの配向は、上下で対称となる。このため、基板の法線方向から傾いた方向においても光学的に補償される。したがって、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行、且つ、同じ向きである場合には、黒表示の場合に光漏れが少なく、高コントラスト比を実現することができ、表示品位を向上することが可能となる。
【００５６】
なお、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行且つ逆向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１の近傍、第２配向膜ＡＬ２の近傍、及び、液晶層ＬＱの中間部において略均一なプレチルト角を持って配向する（ホモジニアス配向）。
【００５７】
バックライトユニット４からのバックライトは、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態によって異なる。ＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱを通過した光は、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【００５８】
一方、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態（ＯＮ時）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。液晶分子ＬＭは、電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにＸ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。
【００５９】
図２に示した例では、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬとの間の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し、図中の左下を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲとの間の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し、図中の右下を向くように配向する。
【００６０】
このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、液晶分子ＬＭの配向方向は、画素電極ＰＥを境界として複数の方向に分かれ、それぞれの配向方向でドメインを形成する。つまり、一画素ＰＸには、複数のドメインが形成される。
【００６１】
このようなＯＮ時には、バックライトユニット４から液晶表示パネルＬＰＮに入射したバックライトは、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶層ＬＱに入射したバックライトは、その偏光状態が変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。
【００６２】
図４は、図２に示した液晶表示パネルＬＰＮにおける画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界、及び、この電界による液晶分子ＬＭのダイレクタと透過率との関係を説明するための図である。
【００６３】
図４に示すように、ＯＦＦ状態では、液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに略平行な方向に初期配向している。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成されたＯＮ状態では、液晶分子ＬＭのダイレクタ（あるいは液晶分子ＬＭの長軸方向）が、Ｘ−Ｙ平面内で、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸ＡＸ１及び第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸ＡＸ２に対して概ね４５°ずれた状態となったときに、液晶の光学的な変調率が最も高くなる（つまり、開口部での透過率が最大となる）。
【００６４】
図示した例では、ＯＮ状態となったとき、主共通電極ＣＡＬと画素電極ＰＥとの間の液晶分子ＬＭのダイレクタはＸ−Ｙ平面内で４５°−２２５°の方位と略平行となり、主共通電極ＣＡＲと画素電極ＰＥとの間の液晶分子ＬＭのダイレクタはＸ−Ｙ平面内で１３５°−３１５°の方位と略平行となり、ピーク透過率が得られる。このとき、一画素あたりの透過率分布に着目すると、画素電極ＰＥ上及び共通電極ＣＥ上においては透過率が略ゼロとなる一方で、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電極間隙では、略全域に亘って高い透過率が得られる。
【００６５】
なお、ソース配線Ｓ１の直上に位置する主共通電極ＣＡＬ及びソース配線Ｓ２の直上に位置する主共通電極ＣＡＲは、それぞれブラックマトリクスＢＭと対向しているが、これらの主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、ともにブラックマトリクスＢＭの第１方向Ｘに沿った幅と同等以下の幅を有しており、ブラックマトリクスＢＭと重なる位置よりも画素電極ＰＥの側に延在していない。このため、一画素あたり、表示に寄与する開口部は、ブラックマトリクスＢＭの間もしくはソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間の領域のうち、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の領域に相当する。
【００６６】
上記のように構成された液晶表示装置によれば、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電極間隙において高い透過率が得られるため、一画素あたりの透過率を十分に高くするためには、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の電極間距離を拡大することで対応することが可能となる。また、画素ピッチが異なる製品仕様に対しては、電極間距離を変更する（つまり、画素ＰＸの略中央に配置された画素電極ＰＥに対して主共通電極ＣＡの配置位置を変更する）ことで、図４に示したような透過率分布のピーク条件を利用することが可能となる。つまり、本実施形態の表示モードにおいては、比較的画素ピッチが大きな低解像度の製品仕様から比較的画素ピッチが小さい高解像度の製品仕様まで、微細な電極加工を必ずしも必要とせず、電極間距離の設定により種々の画素ピッチの製品を提供することが可能となる。したがって、高透過率且つ高解像度の要求を容易に実現することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、図４に示したように、ブラックマトリクスＢＭと重なる領域での透過率分布に着目すると、透過率が十分に低下している。これは、共通電極ＣＥの位置よりも当該画素の外側に電界の漏れが発生せず、また、ブラックマトリクスＢＭを挟んで隣接する画素間で不所望な横電界が生じないため、ブラックマトリクスＢＭと重なる領域の液晶分子がＯＦＦ時（あるいは黒表示時）と同様に初期配向状態を保っているためである。したがって、隣接する画素間でカラーフィルタの色が異なる場合であっても、混色の発生を抑制することが可能となり、色再現性の低下やコントラスト比の低下を抑制することが可能となる。
【００６８】
また、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの位置合わせにずれが生じた際に、画素電極ＰＥを挟んだ両側の共通電極ＣＥとの水平電極間距離に差が生じることがある。しかしながら、このような合わせずれは、全ての画素ＰＸに共通に生じるため、画素ＰＸ間での電界分布に相違はなく、画像の表示に及ぼす影響はきわめて小さい。また、例えアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間で合わせズレが生じたとしても、隣接する画素への不所望な電界の漏れを抑制することが可能となる。このため、隣接する画素間でカラーフィルタの色が異なる場合であっても、混色の発生を抑制することが可能となり、色再現性の低下やコントラスト比の低下を抑制することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、主共通電極ＣＡは、それぞれソース配線Ｓと対向している。特に、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲがそれぞれソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の直上に配置されている場合には、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲがソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２よりも画素電極ＰＥ側に配置された場合と比較して、開口部ＡＰを拡大することができ、画素ＰＸの透過率を向上することが可能となる。
【００７０】
また、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲをそれぞれソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の直上に配置することによって、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の電極間距離を拡大することが可能となり、より水平に近い横電界を形成することが可能となる。このため、従来の構成であるＩＰＳモード等の利点である広視野角化も維持することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、一画素内に複数のドメインを形成することが可能となる。このため、複数の方向で視野角を光学的に補償することができ、広視野角化が可能となる。
【００７２】
なお、上記の例では、液晶層ＬＱは、正の誘電率異方性を有しているため、液晶分子ＬＭの初期配向方向が第２方向Ｙと平行である場合について説明したが、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、図２に示したように、第２方向Ｙを斜めに交差する斜め方向Ｄであっても良い。ここで、第２方向Ｙに対する初期配向方向Ｄのなす角度θ１は、０°より大きく４５°より小さい角度である。なお、このなす角度θ１については、５°〜３０°程度、より望ましくは２０°以下とすることが液晶分子ＬＭの配向制御の観点で極めて有効である。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙに対して０°乃至２０°の範囲内の方向と略平行であることが望ましい。
【００７３】
言い換えると、第１配向膜ＡＬ１は、第２方向Ｙ又は第２方向Ｙから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。第２配向膜ＡＬ２も、同様に、第２方向Ｙ又は第２方向Ｙから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。
【００７４】
また、上記の例では、液晶層ＬＱが正の誘電率異方性を有している場合について説明したが、液晶層ＬＱは、負の誘電率異方性を有し、すなわちｎ型液晶で形成されていてもよい。但し、詳しい説明は省略するが、誘電率異方性が正負逆となる関係上、ネガ型液晶材料の場合、上記した角度θ１が４５°〜９０°、望ましくは７０°以上とすることが好ましい。
【００７５】
言い換えると、第１配向膜ＡＬ１は、第１方向Ｘ又は第１方向Ｘから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。第２配向膜ＡＬ２も、同様に、第１方向Ｘ又は第１方向Ｘから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。
【００７６】
なお、ＯＮ時においても、画素電極ＰＥ上あるいは共通電極ＣＥ上では、横電界がほとんど形成されない（あるいは、液晶分子ＬＭを駆動するのに十分な電界が形成されない）ため、液晶分子ＬＭは、ＯＦＦ時と同様に初期配向方向からほとんど動かない。このため、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥがＩＴＯなどの光透過性の導電材料によって形成されていても、これらの領域ではバックライト光がほとんど透過せず、ＯＮ時において表示にほとんど寄与しない。したがって、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、必ずしも透明な導電材料によって形成される必要はなく、アルミニウムや銀、銅などの不透明な導電材料を用いて形成しても良い。
【００７７】
なお、本実施形態においては、共通電極ＣＥは、対向基板ＣＴに備えられた主共通電極ＣＡに加えて、アレイ基板ＡＲに備えられ主共通電極ＣＡと対向する（あるいはソース配線Ｓと対向する）第２主共通電極（シールド電極）を備えていても良い。この第２主共通電極は、主共通電極ＣＡと略平行に延出し、しかも、主共通電極ＣＡと同電位である。このような第２主共通電極を設けることにより、ソース配線Ｓからの不所望な電界をシールドすることが可能である。
【００７８】
また、共通電極ＣＥは、対向基板ＣＴに備えられた主共通電極ＣＡに加えて、アレイ基板ＡＲに備えられゲート配線Ｇや補助容量線Ｃと対向する第２副共通電極（シールド電極）を備えていても良い。この第２副共通電極は、主共通電極ＣＡと交差する方向に延出し、しかも、主共通電極ＣＡと同電位である。このような第２副共通電極を設けたことにより、ゲート配線Ｇや補助容量線Ｃからの不所望な電界をシールドすることが可能である。このような第２主共通電極や第２副共通電極を備えた構成によれば、更なる表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
【００７９】
次に、本実施形態に係る実施例１乃至１０の液晶表示装置について説明する。特に、光反射表示と光透過表示とを両立するための液晶表示装置の構成について説明する。液晶表示装置は、半透過型の液晶表示装置である。なお、実施例１乃至１０では、説明に必要な箇所のみを図示して説明する。
【００８０】
（実施例１）
図５は、実施例１の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの画素の構造例を概略的に示す平面図である。画素ＰＸの構造例は、図２に示した画素の構造例と比較して、画素電極ＰＥが十字状に形成された点、及び、共通電極ＣＥが一画素ＰＸを取り囲むように格子状に形成された点で相違している。
【００８１】
図５及び図２に示すように、共通電極ＣＥは、複数の第２副共通電極ＣＢをさらに含んでいる。複数の第２副共通電極ＣＢは、第２方向Ｙに間隔を置いて並べられ、第２方向Ｙに複数の主画素電極ＰＡを挟んでいる。複数の第２副共通電極ＣＢは、それぞれ第１方向Ｘに沿って延出している。複数の第２副共通電極ＣＢは、複数の主共通電極ＣＡと同電位に設定されている。
【００８２】
画素電極ＰＥは、互いに電気的に接続された主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢを備えている。主画素電極ＰＡは、副画素電極ＰＢから画素ＰＸの上側端部付近及び下側端部付近まで第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。副画素電極ＰＢは、第１方向Ｘに沿って延出している。この副画素電極ＰＢは、補助容量線Ｃ１と重なる領域に位置し、コンタクトホールＣＨを介してスイッチング素子と電気的に接続されている。図示した例では、副画素電極ＰＢが画素ＰＸの略中央に設けられており、画素電極ＰＥは、十字状となっている。
【００８３】
第２副共通電極ＣＢは、ゲート配線Ｇの各々と対向している。図示した例では、第２副共通電極ＣＢは第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の上側の第２副共通電極をＣＢＵと称し、図中の下側の第２副共通電極をＣＢＢと称する。第２副共通電極ＣＢＵは、画素ＰＸの上側端部に配置され、ゲート配線Ｇ１と対向している。つまり、第２副共通電極ＣＢＵは、当該画素ＰＸとその上側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。また、第２副共通電極ＣＢＢは、画素ＰＸの下側端部に配置され、ゲート配線Ｇ２と対向している。つまり、第２副共通電極ＣＢＢは、当該画素ＰＸとその下側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。
【００８４】
画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの位置関係に着目すると、主画素電極ＰＡと主共通電極ＣＡとは第１方向Ｘに沿って交互に配置され、副画素電極ＰＢと第２副共通電極ＣＢとは第２方向Ｙに沿って交互に配置されている。すなわち、隣接する主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲの間には、１本の主画素電極ＰＡが位置し、第１方向Ｘに沿って主共通電極ＣＡＬ、主画素電極ＰＡ、及び、主共通電極ＣＡＲの順に並んでいる。また、隣接する第２副共通電極ＣＢＢ及び第２副共通電極ＣＢＵの間には、１本の副画素電極ＰＢが位置し、第２方向Ｙに沿って第２副共通電極ＣＢＢ、副画素電極ＰＢ、及び、第２副共通電極ＣＢＵの順に並んでいる。
【００８５】
このような構造例によれば、ＯＦＦ時において第２方向Ｙに初期配向していた液晶分子ＬＭは、ＯＮ時に画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにＸ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び第２副共通電極ＣＢＢとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し、図中の左下を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲ及び第２副共通電極ＣＢＢとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し、図中の右下を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び第２副共通電極ＣＢＵとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し、図中の左上を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲ及び第２副共通電極ＣＢＵとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し、図中の右上を向くように配向する。
【００８６】
このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、図２に示した例よりも多くのドメインを形成することが可能となり、視野角を拡大することが可能となる。
【００８７】
図６は、図５に示した液晶表示パネルをVI−VI線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。図７は、図５に示した液晶表示パネルをVII−VII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。図８は、図５に示した液晶表示パネルをVIII−VIII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【００８８】
図５及び図８に示すように、複数の画素ＰＸは、それぞれ光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４を含んでいる。この実施例では、画素ＰＸは、第２方向Ｙに隣接した矩形状の光反射領域Ｒ３及び矩形状の光透過領域Ｒ４を含んでいる。
【００８９】
図５、図６及び図８に示すように、画素ＰＸは、第１絶縁基板１０（アレイ基板ＡＲ）上に形成され、光反射領域Ｒ３に重なった光反射層３０を有している。光反射層３０は、金属薄膜としてのアルミニウム薄膜等光を反射する材料で形成されている。なお、図示しないが、光反射層３０は、対向基板ＣＴに対向した側に小さな凹凸状の表面を有していてもよい。光反射層３０は、光反射領域Ｒ３に位置した主画素電極ＰＡに重なっている。
【００９０】
光反射層３０は、電気的フローティング状態である。電気的フローティング状態を維持できる場合、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体となり、帯状に形成されていてもよい。
【００９１】
図６及び図８に示すように、画素ＰＸは、突出部４０を有している。突出部４０は透光性を有している。突出部４０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの一方に設けられ、光反射領域Ｒ３に重ねられている。突出部４０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの他方側に突出して光反射領域Ｒ３と対向した第１液晶層ＬＱ１の層厚を光透過領域Ｒ４と対向した第２液晶層ＬＱ２の層厚より薄くする。この実施例において、突出部４０は、対向基板ＣＴに設けられ、より詳しくはカラーフィルタＣＦ上に形成されている。突出部４０は、光反射領域Ｒ３毎に島状に設けられていてもよい。または、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの突出部４０は、一体となり、帯状に形成されていてもよい。
【００９２】
画素ＰＸは、第１液晶層ＬＱ１（液晶層ＬＱ）及び対向基板ＣＴ（第２絶縁基板２０）間に位置し、光反射領域Ｒ３に重ねられた位相差板５０を有している。位相差板５０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらす。位相差板５０は、λ／２板である。
【００９３】
この実施形態において、位相差板５０は、第２絶縁基板２０上に形成されている。カラーフィルタＣＦは、位相差板５０が形成された第２絶縁基板２０上に形成されている。光反射領域Ｒ３に重なったカラーフィルタＣＦの厚みは、光透過領域Ｒ４に重なったカラーフィルタＣＦの厚みの略半分である。このため、光反射表示による画像と、光透過表示による画像と、色度を同レベルとすることができ、表示品位の向上に寄与している。
【００９４】
位相差板５０の面内方向のリタデーションは、５５０ｎｍの波長において略λ／２となる２５０乃至２９０ｎｍである。液晶層ＬＱの屈折率異方性をΔｎ、第１液晶層ＬＱ１の厚みをｄ１、第２液晶層ＬＱ２の厚みをｄ２とすると、光透過領域Ｒ４の液晶層ＬＱ（第２液晶層ＬＱ２）のリタデーションΔｎｄ２は、２７０乃至３４０ｎｍであり、光反射領域Ｒ３の液晶層ＬＱ（第１液晶層ＬＱ１）のリタデーションΔｎｄ１は、略λ／４となる１２０乃至１６０ｎｍである。
【００９５】
上記のように、突出部４０を設けることにより、第１液晶層ＬＱ１と第２液晶層ＬＱ２とで厚みを異ならせ、リタデーションの値を異ならせている。仮に液晶層ＬＱのΔｎを０．１１とした場合、第２液晶層ＬＱ２の厚みｄ２を２．５乃至３．１μｍ、第１液晶層ＬＱ１の厚みを１．１乃至１．５μｍ、突出部４０の高さを１．０乃至２．０μｍとすることができる。
【００９６】
図７に示すように、言うまでもないが、光透過領域Ｒ４には、光反射層３０、突出部４０及び位相差板５０は設けられていない。
【００９７】
図９は、光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。図１０は、光透過領域Ｒ４における、バックライトユニット４、第１偏光板ＰＬ１、第２液晶層ＬＱ２及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
【００９８】
図９及び図１０に示すように、液晶分子ＬＭの初期配向方向と垂直な方向を０°と定義する。第１偏光板ＰＬ１の吸収軸は０°であり第１方向Ｘに平行であり、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸は９０°であり第２方向Ｙに平行である。位相差板５０の光軸は２２．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は２２．５゜に限らず２０乃至２５°であってもよい。
【００９９】
図１１は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥ間に電圧が印加されていない状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【０１００】
図１１に示すように、バックライトユニット４の光放出面から拡散した光が出射されると、第１偏光板ＰＬ１は第２方向Ｙの直線偏光として第２液晶層ＬＱ２に出射させることになる。電圧無印加状態において、第２液晶層ＬＱ２は、第１偏光板ＰＬ１から入射される直線偏光を、偏光状態を維持して透過させ、第２偏光板ＰＬ２に出射させる。第２偏光板ＰＬ２に出射させた直線偏光は、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸と並行であるため、第２偏光板ＰＬ２を透過しない。つまり、第２液晶層ＬＱ２から入射される光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ０％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、第２液晶層ＬＱ２から入射される偏光を遮光することが可能となり、黒色表示を良好に行うことが可能となる。
【０１０１】
拡散した外光が入射されると、第２偏光板ＰＬ２は第１方向Ｘの直線偏光として位相差板５０に出射させることになる。位相差板５０は、第２偏光板ＰＬ２から入射される第１方向Ｘの直線偏光の位相を１/２波長ずらし、４５°の直線偏向として第１液晶層ＬＱ１に出射させることになる。
【０１０２】
電圧無印加状態において、第１液晶層ＬＱ１は、位相差板５０から入射される直線偏光の位相を１/４波長ずらし、右回りの円偏光（以下、右旋円偏光と称する）として光反射層３０に出射させる。
【０１０３】
右旋円偏光が光反射層３０に入射すると反射されて左回りの円偏光（以下、左旋円偏光と称する）となり、再び第１液晶層ＬＱ１に入射される。すると、第１液晶層ＬＱ１は入射される左旋円偏光の位相をさらに１/４波長ずらし、１３５°の直線偏光として位相差板５０に出射させる。位相差板５０は、第１液晶層ＬＱ１から入射される直線偏光の位相を１/２波長ずらし、第２方向Ｙの直線偏向として第２偏光板ＰＬ２に出射させることになる。
【０１０４】
位相差板５０から第２偏光板ＰＬ２に入射される直線偏光は、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸の方向と平行であるため、第２偏光板ＰＬ２を透過しない。つまり、位相差板５０から入射される偏光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ０％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、位相差板５０から入射される偏光を遮光することが可能となり、黒色表示を良好に行うことが可能となる。
【０１０５】
図１２は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥ間に電圧が印加されている状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【０１０６】
図１２に示すように、バックライトユニット４の光放出面から拡散した光が出射されると、第１偏光板ＰＬ１は第２方向Ｙの直線偏光として第２液晶層ＬＱ２に出射させることになる。電圧印加状態において、第２液晶層ＬＱ２は入射される直線偏光を略９０°捩って出射する。これにより、第２液晶層ＬＱ２は、第１方向Ｘの直線偏光として第２偏光板ＰＬ２に出射させている。つまり、第２液晶層ＬＱ２から入射される偏光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ１００％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、第２液晶層ＬＱ２から入射される偏光を透過することが可能となり、画像表示を良好に行うことが可能となる。
【０１０７】
拡散した外光が入射されると、第２偏光板ＰＬ２は第１方向Ｘの直線偏光として位相差板５０に出射させることになる。位相差板５０は、第２偏光板ＰＬ２から入射される第１方向Ｘの直線偏光の位相を１/２波長ずらし、４５°の直線偏向として第１液晶層ＬＱ１に出射させることになる。
【０１０８】
電圧印加状態において、第１液晶層ＬＱ１は、位相差板５０から入射される直線偏光を、偏光状態を維持して透過させ、光反射層３０に出射させる。光反射層３０は、直線偏光を反射し、再び４５°の直線偏向として第１液晶層ＬＱ１に出射させる。第１液晶層ＬＱ１は、光反射層３０から入射される直線偏光を、偏光状態を維持して透過させ、位相差板５０に出射させる。位相差板５０は、第１液晶層ＬＱ１から入射される直線偏光の位相を１／２波長ずらし、第１方向Ｘの直線偏向として第２偏光板ＰＬ２に出射させる。
【０１０９】
これにより、位相差板５０から入射される直線偏光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ１００％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、位相差板５０から入射される偏光を透過することが可能となり、画像表示を良好に行うことが可能となる。
【０１１０】
（実施例２）
図１３は、実施例２の光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
図１３に示すように、位相差板５０の光軸は１５７．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は１５７．５゜に限らず１５５乃至１６０°であってもよい。
【０１１１】
上記の他、実施例２の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。実施例２の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１１２】
（実施例３）
図１４は、光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。図１５は、光透過領域Ｒ４における、バックライトユニット４、第１偏光板ＰＬ１、第２液晶層ＬＱ２及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
【０１１３】
図１４及び図１５に示すように、液晶分子ＬＭの初期配向方向と垂直な方向を０°と定義する。第１偏光板ＰＬ１の吸収軸は９０°であり第２方向Ｙに平行であり、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸は０°であり第１方向Ｘに平行である。位相差板５０の光軸は２２．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は２２．５゜に限らず２０乃至２５°であってもよい。
【０１１４】
上記の他、実施例３の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。実施例３の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１１５】
（実施例４）
図１６は、実施例４の光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
図１６に示すように、位相差板５０の光軸は１５７．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は１５７．５゜に限らず１５５乃至１６０°であってもよい。
【０１１６】
上記の他、実施例４の液晶表示装置は、上記実施例３の液晶表示装置と同様に構成されている。実施例４の液晶表示装置においても、上記実施例３の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１１７】
（実施例５）
図１７は、実施例５の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【０１１８】
図１７に示すように、画素ＰＸを占める光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４の割合は均一である。画素ＰＸは、それぞれ１つの光反射領域Ｒ３及び２つの光透過領域Ｒ４を含んでいる。この実施例では、光反射領域Ｒ３は矩形状であり画素ＰＸの中央に位置し、光透過領域Ｒ４は矩形状であり第１方向Ｘに光反射領域Ｒ３を挟んで位置している。
【０１１９】
画素電極ＰＥは、そのほとんどが光反射領域Ｒ３に重ねられている。光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４には、それぞれ４つのドメインを形成することが可能となるため、光反射表示及び光透過表示の何れにおいても視野角を拡大することが可能となる。
【０１２０】
光反射層３０及びソース配線Ｓは、同一の層に同一材料、例えばアルミニウムで形成されている。なお、光反射層３０は光反射性を有する材料で形成されていればよく、ソース配線Ｓとは別の材料で形成してもよい。上記のことから、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体に、帯状に形成することができ、この場合も電気的フローティング状態を維持することができる。
上記の他、実施例５の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。
【０１２１】
（実施例６）
図１８は、実施例６の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【０１２２】
図１８に示すように、画素ＰＸを占める光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４の割合は均一である。画素ＰＸは、それぞれ１つの光反射領域Ｒ３及び２つの光透過領域Ｒ４を含んでいる。この実施例では、光反射領域Ｒ３は矩形状であり画素ＰＸの中央に位置し、光透過領域Ｒ４は矩形状であり第２方向Ｙに光反射領域Ｒ３を挟んで位置している。
【０１２３】
光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４には、それぞれ４つのドメインを形成することが可能となるため、光反射表示及び光透過表示の何れにおいても視野角を拡大することが可能となる。
【０１２４】
また、この実施例では、光反射領域Ｒ３に、スイッチング素子ＳＷや補助容量線Ｃ、画素電極ＰＥなどの能動素子を重ねることができるため、開口率の拡大を図ることができる。
【０１２５】
光反射層３０及びゲート配線Ｇは、同一の層に同一材料、例えばＭｏＷ（モリブデン・タングステン）で形成されている。なお、光反射層３０は光反射性を有する材料で形成されていればよく、ゲート配線Ｇとは別の材料で形成してもよい。上記のことから、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体に、帯状に形成することができ、この場合も電気的フローティング状態を維持することができる。
上記の他、実施例６の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。
【０１２６】
（実施例７）
図１９は、実施例７の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【０１２７】
図１９に示すように、副画素電極ＰＢの位置が異なる点以外、実施例７の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。副画素電極ＰＢは、光透過領域Ｒ４を第２方向Ｙに２等分する位置に設けられている。光透過領域Ｒ４には、均等なサイズで４つのドメインを形成することが可能となるため、光透過表示における視野角を拡大することが可能となる。
【０１２８】
光反射層３０は、例えば第１絶縁基板１０の直上に形成され、絶縁膜で覆われている。上記のことから、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体に、帯状に形成することができ、この場合も電気的フローティング状態を維持することができる。
【０１２９】
（実施例８）
図２０は、実施例８の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
図２０に示すように、位相差板５０の位置が異なる点以外、実施例８の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。位相差板５０は、カラーフィルタＣＦ上に形成され、突出部４０で覆われている。
実施例８の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１３０】
（実施例９）
図２１は、実施例９の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
図２１に示すように、突出部４０の位置が異なる点以外、実施例９の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。突出部４０は、アレイ基板ＡＲに設けられている。突出部４０は、光反射層３０上に形成され、光反射層３０を覆っている。
実施例９の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１３１】
（実施例１０）
図２２は、実施例１０の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
図２２に示すように、位相差板５０及び突出部４０の位置が異なる点以外、実施例１０の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。位相差板５０は、カラーフィルタＣＦ上に形成されている。突出部４０は、アレイ基板ＡＲに設けられている。突出部４０は、光反射層３０上に形成され、光反射層３０を覆っている。
実施例１０の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１３２】
以上のように構成された実施例１乃至１０の液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板ＣＴと、アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層ＬＱと、複数の画素ＰＸと、アレイ基板の外面に配置された第１偏光板ＰＬ１と、対向基板ＣＴの外面に配置された第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。
【０１３３】
各画素ＰＸは、アレイ基板ＡＲ上に形成され、光反射領域Ｒ３に重なった光反射層３０と、アレイ基板ＡＲ上に形成され、第２方向Ｙに沿って延出した主画素電極ＰＡと、対向基板ＣＴ上に形成され、第１方向Ｘに主画素電極ＰＡを挟んで位置し第２方向Ｙに沿って延出した一対の主共通電極ＣＡと、を有している。
【０１３４】
このため、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができる。これにより、液晶表示装置を上記のように光反射表示と光透過表示とを両立できる構成としても、表示画像の輝度レベルを十分に得ることができる。
【０１３５】
また、外光の明るい場所でも視認性のよい液晶表示装置を実現することができる。そして、光反射表示が可能であり、バックライトを必要としないため、低消費電力を図ることができる。
【０１３６】
上記のことから、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができ、光反射表示と光透過表示とを両立しても十分な輝度レベルの画像を表示することができる液晶表示装置を得ることができる。
【０１３７】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１３８】
例えば、液晶表示装置は、位相差板５０無しに形成されていてもよく、この場合は突出部４０などが位相差板５０の機能を有していればよい。位相差板５０の機能を有する突出部４０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらすことができる。
【符号の説明】
【０１３９】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＰＸ…画素、ＡＲ…アレイ基板、Ｇ…ゲート配線、Ｃ…補助容量線、Ｓ…ソース配線、ＰＥ…画素電極、ＰＡ…主画素電極、ＰＢ…副画素電極、ＡＬ１…第１配向膜、ＣＴ…対向基板、ＣＥ…共通電極、ＣＡ…主共通電極、ＣＢ…第２副共通電極、ＡＬ２…第２配向膜、ＬＱ…液晶層、ＬＱ１…第１液晶層、ＬＱ２…第２液晶層、ＬＭ…液晶分子、３０…光反射層、４０…突出部、５０…位相差板、４…バックライトユニット、Ｒ１…表示領域、Ｒ３…光反射領域、Ｒ４…光透過領域、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面表示装置が盛んに開発されており、中でも液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力等の利点から特に注目を集めている。特に、各画素にスイッチング素子を組み込んだアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの横電界（フリンジ電界も含む）を利用した構造が注目されている。このような横電界モードの液晶表示装置は、アレイ基板に形成された画素電極と対向電極とを備え、アレイ基板の主面に対してほぼ平行な横電界で液晶分子をスイッチングする。
【０００３】
一方で、アレイ基板に形成された画素電極と、対向基板に形成された対向電極との間に、横電界あるいは斜め電界を形成し、液晶分子をスイッチングする技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９６５号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＩＰＳモードやＦＦＳモードを利用した場合、縦電界モードに比べて光透過率が低い問題がある。このため、上記の場合に、液晶表示装置を光反射表示と光透過表示とを両立できる構成とした場合、表示画像の輝度レベルが十分に得られない問題がある。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができ、光反射表示と光透過表示とを両立しても十分な輝度レベルの画像を表示することができる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る液晶表示装置は、
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１方向及び前記第１方向に直交した第２方向にマトリクス状に設けられ、それぞれ光反射領域及び光透過領域を含み、前記第１方向に沿った長さが前記第２方向に沿った長さよりも短い複数の画素と、
前記第１基板の外面に配置された第１偏光板と、
前記第２基板の外面に配置された第２偏光板と、を備え、
前記各画素は、
前記第１基板上に形成され、前記光反射領域に重なった光反射層と、
前記第１基板上に形成され、前記第２方向に沿って延出した主画素電極と、
前記第２基板上に形成され、前記第１方向に前記主画素電極を挟んで位置し前記第２方向に沿って延出した一対の主共通電極と、を有していることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、図２に示した液晶表示パネルをIII−III線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図４は、図２に示した液晶表示パネルにおける画素電極と共通電極との間に形成される電界、及び、この電界による液晶分子のダイレクタと透過率との関係を説明するための図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る実施例１の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図６】図６は、図５に示した液晶表示パネルをVI−VI線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図７】図７は、図５に示した液晶表示パネルをVII−VII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図８】図８は、図５に示した液晶表示パネルをVIII−VIII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図９】図９は、上記実施例１の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１０】図１０は、上記実施例１の光透過領域における、バックライトユニット、第１偏光板、第２液晶層及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１１】図１１は、上記実施例１の画素電極及び共通電極間に電圧が印加されていない状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【図１２】図１２は、上記実施例１の画素電極及び共通電極間に電圧が印加されている状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【図１３】図１３は、上記実施形態に係る実施例２の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１４】図１４は、上記実施形態に係る実施例３の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１５】図１５は、上記実施形態に係る実施例３の光透過領域における、バックライトユニット、第１偏光板、第２液晶層及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１６】図１６は、上記実施形態に係る実施例４の光反射領域における、光反射層、第１液晶層、位相差板及び第２偏光板を示す分解斜視図である。
【図１７】図１７は、上記実施形態に係る実施例５の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図１８】図１８は、上記実施形態に係る実施例６の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図１９】図１９は、上記実施形態に係る実施例７の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【図２０】図２０は、上記実施形態に係る実施例８の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図２１】図２１は、上記実施形態に係る実施例９の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
【図２２】図２２は、上記実施形態に係る実施例１０の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら複数の実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。始めに、光反射表示と光透過表示とを両立するための構成を除く、液晶表示装置の基本構成について説明する。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る液晶表示装置の構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【００１１】
図１に示すように、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴ間に挟持された液晶層ＬＱと、を備えている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示する表示領域Ｒ１を備えている。表示領域Ｒ１は、アレイ基板ＡＲ、対向基板ＣＴ及び液晶層ＬＱに重なっている。この表示領域Ｒ１には、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸが位置している（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
【００１２】
液晶表示パネルＬＰＮは、表示領域Ｒ１において、ｎ本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｎ本の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、ｍ本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、例えば、第１方向Ｘに沿って略直線的に延出している。これらのゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って交互に並列配置されている。ここでは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交している。ソース配線Ｓは、ゲート配線Ｇ及び補助容量線Ｃと交差している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿って略直線的に延出している。なお、ゲート配線Ｇ、補助容量線Ｃ、及び、ソース配線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。
【００１３】
各ゲート配線Ｇは、表示領域Ｒ１の外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、表示領域Ｒ１の外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤの少なくとも一部は、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。
【００１４】
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。保持容量Ｃｓは、例えば補助容量線Ｃと画素電極ＰＥとの間に形成される。補助容量線Ｃは、補助容量電圧が印加される電圧印加部ＶＣＳと電気的に接続されている。
【００１５】
なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、画素電極ＰＥがアレイ基板ＡＲに形成される一方で共通電極ＣＥの少なくとも一部が対向基板ＣＴに形成された構成であり、これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界を主に利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界は、第１方向Ｘと第２方向Ｙとで規定されるＸ−Ｙ平面あるいは基板主面に対してわずかに傾いた斜め電界（あるいは、基板主面にほぼ平行な横電界）である。
【００１６】
スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。また、スイッチング素子ＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。
【００１７】
画素電極ＰＥは、各画素ＰＸに配置され、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、液晶層ＬＱを介して複数の画素ＰＸの画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。このような画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されているが、アルミニウムなどの他の金属材料によって形成されても良い。
【００１８】
アレイ基板ＡＲは、共通電極ＣＥに電圧（コモン電圧）を印加するための給電部ＶＳを備えている。この給電部ＶＳは、例えば、表示領域Ｒ１の外側の非表示領域Ｒ２に形成されている。共通電極ＣＥは、表示領域Ｒ１の外側に引き出され、図示しない導電部材を介して、給電部ＶＳと電気的に接続されている。
【００１９】
図２は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮを対向基板側から見たときの一画素ＰＸの構造例を概略的に示す平面図である。ここでは、Ｘ−Ｙ平面における平面図を示している。
【００２０】
図２に示すように、画素ＰＸは、破線で示したように、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形状である。ゲート配線Ｇ１及びゲート配線Ｇ２は、第１方向Ｘに沿って延出している。補助容量線Ｃ１は、隣接するゲート配線Ｇ１とゲート配線Ｇ２との間に配置され、第１方向Ｘに沿って延出している。ソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２は、第２方向Ｙに沿って延出している。画素電極ＰＥは、隣接するソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間に配置されている。また、この画素電極ＰＥは、ゲート配線Ｇ１とゲート配線Ｇ２との間に位置している。
【００２１】
図示した例では、画素ＰＸにおいて、ソース配線Ｓ１は左側端部に配置され、ソース配線Ｓ２は右側端部に配置されている。厳密には、ソース配線Ｓ１は当該画素ＰＸとその左側に隣接する画素との境界に跨って配置され、ソース配線Ｓ２は当該画素ＰＸとその右側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。また、画素ＰＸにおいて、ゲート配線Ｇ１は上側端部に配置され、ゲート配線Ｇ２は下側端部に配置されている。厳密には、ゲート配線Ｇ１は当該画素ＰＸとその上側に隣接する画素との境界に跨って配置され、ゲート配線Ｇ２は当該画素ＰＸとその下側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。補助容量線Ｃ１は、画素の略中央部に配置されている。
【００２２】
スイッチング素子ＳＷは、図示した例では、ゲート配線Ｇ１及びソース配線Ｓ１に電気的に接続されている。このスイッチング素子ＳＷは、ゲート配線Ｇ１とソース配線Ｓ１の交点に設けられ、そのドレイン配線はソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１に沿って延長され、補助容量線Ｃ１と重なる領域に形成されたコンタクトホールＣＨを介して画素電極ＰＥと電気的に接続されている。このようなスイッチング素子ＳＷは、ソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１と重なる領域に設けられ、ソース配線Ｓ１及び補助容量線Ｃ１と重なる領域からほとんどはみ出すことはなく、表示に寄与する開口部の面積の低減を抑制している。
【００２３】
複数の画素電極ＰＥは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに間隔を置いて並べられている。複数の画素電極ＰＥは、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出して形成された主画素電極ＰＡを含んでいる。
【００２４】
この実施形態において、画素電極ＰＥは、互いに電気的に接続された主画素電極ＰＡ及びコンタクト部ＰＣを含んでいる。主画素電極ＰＡは、コンタクト部ＰＣから画素ＰＸの上側端部付近及び下側端部付近まで第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。このような主画素電極ＰＡは、第１方向Ｘに沿って略同一の幅を有する帯状に形成されている。コンタクト部ＰＣは、補助容量線Ｃ１と重なる領域に位置し、コンタクトホールＣＨを介してスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。このコンタクト部ＰＣは、主画素電極ＰＡよりも幅広に形成されている。
【００２５】
このような画素電極ＰＥは、ソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との略中間の位置、つまり、画素ＰＸの中央に配置されている。ソース配線Ｓ１と画素電極ＰＥとの第１方向Ｘに沿った間隔は、ソース配線Ｓ２と画素電極ＰＥとの第１方向Ｘに沿った間隔と略同等である。
【００２６】
共通電極ＣＥは、複数の主共通電極ＣＡを含んでいる。複数の主共通電極ＣＡは、Ｘ−Ｙ平面内において、第１方向Ｘに間隔を置いて並べられ、第１方向Ｘに複数の主画素電極ＰＡを挟み、それぞれ主画素電極ＰＡと略平行な第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。あるいは、主共通電極ＣＡは、ソース配線Ｓとそれぞれ対向するとともに主画素電極ＰＡと略平行に延出している。このような主共通電極ＣＡは、帯状に形成され、第１方向Ｘに沿って略同一の幅を有する。
【００２７】
図示した例では、主共通電極ＣＡは、第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、画素ＰＸの左右両端部にそれぞれ配置されている。以下では、これらの主共通電極ＣＡを区別するために、図中の左側の主共通電極をＣＡＬと称し、図中の右側の主共通電極をＣＡＲと称する。主共通電極ＣＡＬはソース配線Ｓ１と対向し、主共通電極ＣＡＲはソース配線Ｓ２と対向している。
【００２８】
画素ＰＸにおいて、主共通電極ＣＡＬは左側端部に配置され、主共通電極ＣＡＲは右側端部に配置されている。厳密には、主共通電極ＣＡＬは当該画素ＰＸとその左側に隣接する画素との境界に跨って配置され、主共通電極ＣＡＲは当該画素ＰＸとその右側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。
【００２９】
画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとの位置関係に着目すると、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとは、第１方向Ｘに沿って交互に配置されている。これらの画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡとは、互いに略平行に配置されている。このとき、Ｘ−Ｙ平面内において、主共通電極ＣＡのいずれも画素電極ＰＥとは重ならない。
【００３０】
すなわち、隣接する主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲの間には、１本の画素電極ＰＥが位置している。換言すると、一対の主共通電極（主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲ）は、画素電極ＰＥの直上の位置を挟んだ両側に配置されている。あるいは、画素電極ＰＥは、主共通電極ＣＡＬと主共通電極ＣＡＲとの間に配置されている。このため、主共通電極ＣＡＬ、主画素電極ＰＡ、及び、主共通電極ＣＡＲは、第１方向Ｘに沿ってこの順に配置されている。
【００３１】
これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの第１方向Ｘに沿った間隔は略一定である。すなわち、主共通電極ＣＡＬと主画素電極ＰＡとの第１方向Ｘに沿った間隔は、主共通電極ＣＡＲと主画素電極ＰＡとの第１方向Ｘに沿った間隔と略同等である。
【００３２】
図３は、図２に示した液晶表示パネルＬＰＮをIII−III線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。なお、ここでは、説明に必要な箇所のみを図示している。
図３に示すように、液晶表示パネルＬＰＮを構成するアレイ基板ＡＲの背面側には、バックライトユニット４が配置されている。バックライトユニット４としては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。
【００３３】
アレイ基板ＡＲは、光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。ソース配線Ｓは、第１層間絶縁膜１１の上に形成され、第２層間絶縁膜１２によって覆われている。なお、図示しないゲート配線や補助容量線は、例えば、第１絶縁基板１０と第１層間絶縁膜１１の間に配置されている。画素電極ＰＥは、第２層間絶縁膜１２の上に形成されている。この画素電極ＰＥは、隣接するソース配線Ｓのそれぞれの直上の位置よりもそれらの内側に位置している。
【００３４】
第１配向膜ＡＬ１は、アレイ基板ＡＲの対向基板ＣＴと対向する面に配置され、表示領域Ｒ１の略全体に亘って延在している。この第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥなどを覆っており、第２層間絶縁膜１２の上にも配置されている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
なお、アレイ基板ＡＲは、さらに、共通電極ＣＥの一部を備えていても良い。
【００３５】
対向基板ＣＴは、光透過性を有する第２絶縁基板２０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、ブラックマトリクスＢＭ、カラーフィルタＣＦ、オーバーコート層ＯＣ、共通電極ＣＥ、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。
【００３６】
ブラックマトリクスＢＭは、各画素ＰＸを区画し、画素電極ＰＥと対向する開口部ＡＰを形成する。すなわち、ブラックマトリクスＢＭは、ソース配線Ｓ、ゲート配線、補助容量線、スイッチング素子などの配線部に対向するように配置されている。ここでは、ブラックマトリクスＢＭは、第２方向Ｙに沿って延出した部分のみが図示されているが、第１方向Ｘに沿って延出した部分を備えていてもよい。このブラックマトリクスＢＭは、第２絶縁基板２０のアレイ基板ＡＲに対向する内面２０Ａに配置されている。
【００３７】
カラーフィルタＣＦは、各画素ＰＸに対応して配置されている。すなわち、カラーフィルタＣＦは、第２絶縁基板２０の内面２０Ａにおける開口部ＡＰに配置されるとともに、その一部がブラックマトリクスＢＭに乗り上げている。第１方向Ｘに隣接する画素ＰＸにそれぞれ配置されたカラーフィルタＣＦは、互いに色が異なる。例えば、カラーフィルタＣＦは、赤色、青色、緑色といった３原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色に着色された樹脂材料からなる赤色カラーフィルタＣＦＲは、赤色画素に対応して配置されている。青色に着色された樹脂材料からなる青色カラーフィルタＣＦＢは、青色画素に対応して配置されている。緑色に着色された樹脂材料からなる緑色カラーフィルタＣＦＧは、緑色画素に対応して配置されている。これらのカラーフィルタＣＦ同士の境界は、ブラックマトリクスＢＭと重なる位置にある。
【００３８】
オーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦを覆っている。このオーバーコート層ＯＣは、カラーフィルタＣＦの表面の凹凸の影響を緩和する。
【００３９】
共通電極ＣＥは、オーバーコート層ＯＣのアレイ基板ＡＲと対向する側に形成されている。この共通電極ＣＥと画素電極ＰＥとの第３方向Ｚに沿った間隔は略一定である。第３方向Ｚとは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向、あるいは、液晶表示パネルＬＰＮの法線方向である。
【００４０】
第２配向膜ＡＬ２は、対向基板ＣＴのアレイ基板ＡＲと対向する面に配置され、表示領域Ｒ１の略全体に亘って延在している。この第２配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥ及びオーバーコート層ＯＣなどを覆っている。このような第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
【００４１】
これらの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２には、液晶層ＬＱの液晶分子を初期配向させるための配向処理（例えば、ラビングや光配向処理）がなされている。第１配向膜ＡＬ１が液晶分子を初期配向させる第１配向処理方向ＰＤ１、及び、第２配向膜ＡＬ２が液晶分子を初期配向させる第２配向処理方向ＰＤ２は、互いに平行であって、互いに逆向きあるいは同じ向きである。例えば、これらの第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、図２に示したように、第２方向Ｙと略平行であって、同じ向きである。
【００４２】
この実施形態において、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、それぞれ付近の液晶分子を第２方向Ｙに初期配向させることができる。
【００４３】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、それぞれの第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間には、例えば、樹脂材料によって一方の基板に一体的に形成された柱状スペーサにより、所定のセルギャップ、例えば２〜７μｍのセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、所定のセルギャップが形成された状態で、表示領域Ｒ１の外側のシール材ＳＢによって貼り合わせられている。
【００４４】
液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に形成されたセルギャップに保持され、第１配向膜ＡＬ１と第２配向膜ＡＬ２との間に配置されている。このような液晶層ＬＱは、例えば、正の誘電率異方性を有し、すなわちｐ型液晶で形成されている。
【００４５】
また、主画素電極ＰＡと主共通電極ＣＡとの第１方向Ｘの間隔は、液晶層ＬＱの厚みよりも大きく、主画素電極ＰＡと主共通電極ＣＡとの間隔は、液晶層ＬＱの厚みの２倍以上の大きさを持つ。
【００４６】
アレイ基板ＡＲの外面、つまり、アレイ基板ＡＲを構成する第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１光学素子ＯＤ１が接着剤などにより貼付されている。この第１光学素子ＯＤ１は、液晶表示パネルＬＰＮのバックライトユニット４と対向する側に位置しており、バックライトユニット４から液晶表示パネルＬＰＮに入射する入射光の偏光状態を制御する。この第１光学素子ＯＤ１は、第１偏光軸（あるいは第１吸収軸）ＡＸ１を有する第１偏光板ＰＬ１を含んでいる。
【００４７】
対向基板ＣＴの外面、つまり、対向基板ＣＴを構成する第２絶縁基板２０の外面２０Ｂには、第２光学素子ＯＤ２が接着剤などにより貼付されている。この第２光学素子ＯＤ２は、液晶表示パネルＬＰＮの表示面側に位置しており、液晶表示パネルＬＰＮから出射した出射光の偏光状態を制御する。この第２光学素子ＯＤ２は、第２偏光軸（あるいは第２吸収軸）ＡＸ２を有する第２偏光板ＰＬ２を含んでいる。
【００４８】
第１偏光軸ＡＸ１と、第２偏光軸ＡＸ２とは、例えば、直交する位置関係にあるため、第１偏光板ＰＬ１及び第２偏光板ＰＬ２はクロスニコル配置されている。このとき、一方の偏光板は、例えば、その偏光軸が液晶分子の初期配向方向つまり第１配向処理方向ＰＤ１あるいは第２配向処理方向ＰＤ２と平行または直交するように配置されている。初期配向方向が第２方向Ｙと平行である場合、一方の偏光板の偏光軸は、第２方向Ｙと平行、あるいは、第１方向Ｘと平行である。
【００４９】
図２において、（ａ）で示した例では、第１偏光板ＰＬ１は、その第１偏光軸ＡＸ１が液晶分子ＬＭの初期配向方向（第２方向Ｙ）に対して直交する（つまり、第１方向Ｘに平行となる）ように配置され、また、第２偏光板ＰＬ２は、その第２偏光軸ＡＸ２が液晶分子ＬＭの初期配向方向に対して平行となる（つまり、第２方向Ｙと平行となる）ように配置されている。
【００５０】
また、図２において、（ｂ）で示した例では、第２偏光板ＰＬ２は、その第２偏光軸ＡＸ２が液晶分子ＬＭの初期配向方向（第２方向Ｙ）に対して直交する（つまり、第１方向Ｘに平行となる）ように配置され、また、第１偏光板ＰＬ１は、その第１偏光軸ＡＸ１が液晶分子ＬＭの初期配向方向に対して平行となる（つまり、第２方向Ｙと平行となる）ように配置されている。
【００５１】
次に、上記構成の液晶表示パネルＬＰＮの動作について説明する。
図２及び図３に示すように、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない状態（ＯＦＦ時）には、液晶層ＬＱの液晶分子ＬＭは、その長軸が第１配向膜ＡＬ１の第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向膜ＡＬ２の第２配向処理方向ＰＤ２を向くように配向している。このようなＯＦＦ時が初期配向状態に相当し、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの配向方向が初期配向方向に相当する。
【００５２】
なお、厳密には、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているとは限らず、プレチルトしている場合が多い。このため、ここでの液晶分子ＬＭの初期配向方向とは、ＯＦＦ時の液晶分子ＬＭの長軸をＸ−Ｙ平面に正射影した方向である。以下では、説明を簡略にするために、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面に平行に配向しているものとし、Ｘ−Ｙ平面と平行な面内で回転するものとして説明する。
【００５３】
ここでは、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２は、ともに第２方向Ｙと略平行な方向である。ＯＦＦ時においては、液晶分子ＬＭは、図２に破線で示したように、その長軸が第２方向Ｙと略平行な方向に初期配向する。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙと平行（あるいは、第２方向Ｙに対して０°）である。
【００５４】
図示した例のように、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が平行且つ同じ向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、液晶層ＬＱの中間部付近で略水平（プレチルト角が略ゼロ）に配向し、ここを境界として第１配向膜ＡＬ１の近傍及び第２配向膜ＡＬ２の近傍において対称となるようなプレチルト角を持って配向する（スプレイ配向）。
【００５５】
ここで、第１配向膜ＡＬ１を第１配向処理方向ＰＤ１に配向処理した結果、第１配向膜ＡＬ１の近傍における液晶分子ＬＭは第１配向処理方向ＰＤ１に初期配向され、第２配向膜ＡＬ２を第２配向処理方向ＰＤ２に配向処理した結果、第２配向膜ＡＬ２の近傍における液晶分子ＬＭは第２配向処理方向ＰＤ１に初期配向される。そして、第１配向処理方向ＰＤ１と第２配向処理方向ＰＤ２は互いに平行で且つ同じ向きである場合には、上述のように液晶分子ＬＭはスプレイ配向になり、上記したように液晶層ＬＱの中間部を境界として、アレイ基板ＡＲ上の第１配向膜ＡＬ１の近傍での液晶分子ＬＭの配向と対向基板ＣＴ上の第２配向膜ＡＬ２の近傍での液晶分子ＬＭの配向は、上下で対称となる。このため、基板の法線方向から傾いた方向においても光学的に補償される。したがって、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行、且つ、同じ向きである場合には、黒表示の場合に光漏れが少なく、高コントラスト比を実現することができ、表示品位を向上することが可能となる。
【００５６】
なお、第１配向処理方向ＰＤ１及び第２配向処理方向ＰＤ２が互いに平行且つ逆向きである場合、液晶層ＬＱの断面において、液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１の近傍、第２配向膜ＡＬ２の近傍、及び、液晶層ＬＱの中間部において略均一なプレチルト角を持って配向する（ホモジニアス配向）。
【００５７】
バックライトユニット４からのバックライトは、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光の偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態によって異なる。ＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱを通過した光は、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【００５８】
一方、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態、つまり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態（ＯＮ時）では、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板と略平行な横電界（あるいは斜め電界）が形成される。液晶分子ＬＭは、電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにＸ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。
【００５９】
図２に示した例では、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬとの間の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し、図中の左下を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲとの間の領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し、図中の右下を向くように配向する。
【００６０】
このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、液晶分子ＬＭの配向方向は、画素電極ＰＥを境界として複数の方向に分かれ、それぞれの配向方向でドメインを形成する。つまり、一画素ＰＸには、複数のドメインが形成される。
【００６１】
このようなＯＮ時には、バックライトユニット４から液晶表示パネルＬＰＮに入射したバックライトは、その一部が第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶層ＬＱに入射したバックライトは、その偏光状態が変化する。このようなＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。
【００６２】
図４は、図２に示した液晶表示パネルＬＰＮにおける画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界、及び、この電界による液晶分子ＬＭのダイレクタと透過率との関係を説明するための図である。
【００６３】
図４に示すように、ＯＦＦ状態では、液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに略平行な方向に初期配向している。画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差が形成されたＯＮ状態では、液晶分子ＬＭのダイレクタ（あるいは液晶分子ＬＭの長軸方向）が、Ｘ−Ｙ平面内で、第１偏光板ＰＬ１の第１偏光軸ＡＸ１及び第２偏光板ＰＬ２の第２偏光軸ＡＸ２に対して概ね４５°ずれた状態となったときに、液晶の光学的な変調率が最も高くなる（つまり、開口部での透過率が最大となる）。
【００６４】
図示した例では、ＯＮ状態となったとき、主共通電極ＣＡＬと画素電極ＰＥとの間の液晶分子ＬＭのダイレクタはＸ−Ｙ平面内で４５°−２２５°の方位と略平行となり、主共通電極ＣＡＲと画素電極ＰＥとの間の液晶分子ＬＭのダイレクタはＸ−Ｙ平面内で１３５°−３１５°の方位と略平行となり、ピーク透過率が得られる。このとき、一画素あたりの透過率分布に着目すると、画素電極ＰＥ上及び共通電極ＣＥ上においては透過率が略ゼロとなる一方で、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電極間隙では、略全域に亘って高い透過率が得られる。
【００６５】
なお、ソース配線Ｓ１の直上に位置する主共通電極ＣＡＬ及びソース配線Ｓ２の直上に位置する主共通電極ＣＡＲは、それぞれブラックマトリクスＢＭと対向しているが、これらの主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲは、ともにブラックマトリクスＢＭの第１方向Ｘに沿った幅と同等以下の幅を有しており、ブラックマトリクスＢＭと重なる位置よりも画素電極ＰＥの側に延在していない。このため、一画素あたり、表示に寄与する開口部は、ブラックマトリクスＢＭの間もしくはソース配線Ｓ１とソース配線Ｓ２との間の領域のうち、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の領域に相当する。
【００６６】
上記のように構成された液晶表示装置によれば、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間の電極間隙において高い透過率が得られるため、一画素あたりの透過率を十分に高くするためには、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の電極間距離を拡大することで対応することが可能となる。また、画素ピッチが異なる製品仕様に対しては、電極間距離を変更する（つまり、画素ＰＸの略中央に配置された画素電極ＰＥに対して主共通電極ＣＡの配置位置を変更する）ことで、図４に示したような透過率分布のピーク条件を利用することが可能となる。つまり、本実施形態の表示モードにおいては、比較的画素ピッチが大きな低解像度の製品仕様から比較的画素ピッチが小さい高解像度の製品仕様まで、微細な電極加工を必ずしも必要とせず、電極間距離の設定により種々の画素ピッチの製品を提供することが可能となる。したがって、高透過率且つ高解像度の要求を容易に実現することが可能となる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、図４に示したように、ブラックマトリクスＢＭと重なる領域での透過率分布に着目すると、透過率が十分に低下している。これは、共通電極ＣＥの位置よりも当該画素の外側に電界の漏れが発生せず、また、ブラックマトリクスＢＭを挟んで隣接する画素間で不所望な横電界が生じないため、ブラックマトリクスＢＭと重なる領域の液晶分子がＯＦＦ時（あるいは黒表示時）と同様に初期配向状態を保っているためである。したがって、隣接する画素間でカラーフィルタの色が異なる場合であっても、混色の発生を抑制することが可能となり、色再現性の低下やコントラスト比の低下を抑制することが可能となる。
【００６８】
また、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの位置合わせにずれが生じた際に、画素電極ＰＥを挟んだ両側の共通電極ＣＥとの水平電極間距離に差が生じることがある。しかしながら、このような合わせずれは、全ての画素ＰＸに共通に生じるため、画素ＰＸ間での電界分布に相違はなく、画像の表示に及ぼす影響はきわめて小さい。また、例えアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間で合わせズレが生じたとしても、隣接する画素への不所望な電界の漏れを抑制することが可能となる。このため、隣接する画素間でカラーフィルタの色が異なる場合であっても、混色の発生を抑制することが可能となり、色再現性の低下やコントラスト比の低下を抑制することが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態によれば、主共通電極ＣＡは、それぞれソース配線Ｓと対向している。特に、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲがそれぞれソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の直上に配置されている場合には、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲがソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２よりも画素電極ＰＥ側に配置された場合と比較して、開口部ＡＰを拡大することができ、画素ＰＸの透過率を向上することが可能となる。
【００７０】
また、主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲをそれぞれソース配線Ｓ１及びソース配線Ｓ２の直上に配置することによって、画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲとの間の電極間距離を拡大することが可能となり、より水平に近い横電界を形成することが可能となる。このため、従来の構成であるＩＰＳモード等の利点である広視野角化も維持することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、一画素内に複数のドメインを形成することが可能となる。このため、複数の方向で視野角を光学的に補償することができ、広視野角化が可能となる。
【００７２】
なお、上記の例では、液晶層ＬＱは、正の誘電率異方性を有しているため、液晶分子ＬＭの初期配向方向が第２方向Ｙと平行である場合について説明したが、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、図２に示したように、第２方向Ｙを斜めに交差する斜め方向Ｄであっても良い。ここで、第２方向Ｙに対する初期配向方向Ｄのなす角度θ１は、０°より大きく４５°より小さい角度である。なお、このなす角度θ１については、５°〜３０°程度、より望ましくは２０°以下とすることが液晶分子ＬＭの配向制御の観点で極めて有効である。つまり、液晶分子ＬＭの初期配向方向は、第２方向Ｙに対して０°乃至２０°の範囲内の方向と略平行であることが望ましい。
【００７３】
言い換えると、第１配向膜ＡＬ１は、第２方向Ｙ又は第２方向Ｙから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。第２配向膜ＡＬ２も、同様に、第２方向Ｙ又は第２方向Ｙから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。
【００７４】
また、上記の例では、液晶層ＬＱが正の誘電率異方性を有している場合について説明したが、液晶層ＬＱは、負の誘電率異方性を有し、すなわちｎ型液晶で形成されていてもよい。但し、詳しい説明は省略するが、誘電率異方性が正負逆となる関係上、ネガ型液晶材料の場合、上記した角度θ１が４５°〜９０°、望ましくは７０°以上とすることが好ましい。
【００７５】
言い換えると、第１配向膜ＡＬ１は、第１方向Ｘ又は第１方向Ｘから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。第２配向膜ＡＬ２も、同様に、第１方向Ｘ又は第１方向Ｘから２０°以内に傾斜した方向に付近の液晶分子ＬＭを初期配向させるように形成されている方が望ましい。
【００７６】
なお、ＯＮ時においても、画素電極ＰＥ上あるいは共通電極ＣＥ上では、横電界がほとんど形成されない（あるいは、液晶分子ＬＭを駆動するのに十分な電界が形成されない）ため、液晶分子ＬＭは、ＯＦＦ時と同様に初期配向方向からほとんど動かない。このため、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥがＩＴＯなどの光透過性の導電材料によって形成されていても、これらの領域ではバックライト光がほとんど透過せず、ＯＮ時において表示にほとんど寄与しない。したがって、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、必ずしも透明な導電材料によって形成される必要はなく、アルミニウムや銀、銅などの不透明な導電材料を用いて形成しても良い。
【００７７】
なお、本実施形態においては、共通電極ＣＥは、対向基板ＣＴに備えられた主共通電極ＣＡに加えて、アレイ基板ＡＲに備えられ主共通電極ＣＡと対向する（あるいはソース配線Ｓと対向する）第２主共通電極（シールド電極）を備えていても良い。この第２主共通電極は、主共通電極ＣＡと略平行に延出し、しかも、主共通電極ＣＡと同電位である。このような第２主共通電極を設けることにより、ソース配線Ｓからの不所望な電界をシールドすることが可能である。
【００７８】
また、共通電極ＣＥは、対向基板ＣＴに備えられた主共通電極ＣＡに加えて、アレイ基板ＡＲに備えられゲート配線Ｇや補助容量線Ｃと対向する第２副共通電極（シールド電極）を備えていても良い。この第２副共通電極は、主共通電極ＣＡと交差する方向に延出し、しかも、主共通電極ＣＡと同電位である。このような第２副共通電極を設けたことにより、ゲート配線Ｇや補助容量線Ｃからの不所望な電界をシールドすることが可能である。このような第２主共通電極や第２副共通電極を備えた構成によれば、更なる表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
【００７９】
次に、本実施形態に係る実施例１乃至１０の液晶表示装置について説明する。特に、光反射表示と光透過表示とを両立するための液晶表示装置の構成について説明する。液晶表示装置は、半透過型の液晶表示装置である。なお、実施例１乃至１０では、説明に必要な箇所のみを図示して説明する。
【００８０】
（実施例１）
図５は、実施例１の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの画素の構造例を概略的に示す平面図である。画素ＰＸの構造例は、図２に示した画素の構造例と比較して、画素電極ＰＥが十字状に形成された点、及び、共通電極ＣＥが一画素ＰＸを取り囲むように格子状に形成された点で相違している。
【００８１】
図５及び図２に示すように、共通電極ＣＥは、複数の第２副共通電極ＣＢをさらに含んでいる。複数の第２副共通電極ＣＢは、第２方向Ｙに間隔を置いて並べられ、第２方向Ｙに複数の主画素電極ＰＡを挟んでいる。複数の第２副共通電極ＣＢは、それぞれ第１方向Ｘに沿って延出している。複数の第２副共通電極ＣＢは、複数の主共通電極ＣＡと同電位に設定されている。
【００８２】
画素電極ＰＥは、互いに電気的に接続された主画素電極ＰＡ及び副画素電極ＰＢを備えている。主画素電極ＰＡは、副画素電極ＰＢから画素ＰＸの上側端部付近及び下側端部付近まで第２方向Ｙに沿って直線的に延出している。副画素電極ＰＢは、第１方向Ｘに沿って延出している。この副画素電極ＰＢは、補助容量線Ｃ１と重なる領域に位置し、コンタクトホールＣＨを介してスイッチング素子と電気的に接続されている。図示した例では、副画素電極ＰＢが画素ＰＸの略中央に設けられており、画素電極ＰＥは、十字状となっている。
【００８３】
第２副共通電極ＣＢは、ゲート配線Ｇの各々と対向している。図示した例では、第２副共通電極ＣＢは第１方向Ｘに沿って２本平行に並んでおり、以下では、これらを区別するために、図中の上側の第２副共通電極をＣＢＵと称し、図中の下側の第２副共通電極をＣＢＢと称する。第２副共通電極ＣＢＵは、画素ＰＸの上側端部に配置され、ゲート配線Ｇ１と対向している。つまり、第２副共通電極ＣＢＵは、当該画素ＰＸとその上側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。また、第２副共通電極ＣＢＢは、画素ＰＸの下側端部に配置され、ゲート配線Ｇ２と対向している。つまり、第２副共通電極ＣＢＢは、当該画素ＰＸとその下側に隣接する画素との境界に跨って配置されている。
【００８４】
画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの位置関係に着目すると、主画素電極ＰＡと主共通電極ＣＡとは第１方向Ｘに沿って交互に配置され、副画素電極ＰＢと第２副共通電極ＣＢとは第２方向Ｙに沿って交互に配置されている。すなわち、隣接する主共通電極ＣＡＬ及び主共通電極ＣＡＲの間には、１本の主画素電極ＰＡが位置し、第１方向Ｘに沿って主共通電極ＣＡＬ、主画素電極ＰＡ、及び、主共通電極ＣＡＲの順に並んでいる。また、隣接する第２副共通電極ＣＢＢ及び第２副共通電極ＣＢＵの間には、１本の副画素電極ＰＢが位置し、第２方向Ｙに沿って第２副共通電極ＣＢＢ、副画素電極ＰＢ、及び、第２副共通電極ＣＢＵの順に並んでいる。
【００８５】
このような構造例によれば、ＯＦＦ時において第２方向Ｙに初期配向していた液晶分子ＬＭは、ＯＮ時に画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成される電界の影響を受け、その長軸が図中の実線で示したようにＸ−Ｙ平面と略平行な平面内で回転する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び第２副共通電極ＣＢＢとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し、図中の左下を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲ及び第２副共通電極ＣＢＢとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し、図中の右下を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＬ及び第２副共通電極ＣＢＵとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して反時計回りに回転し、図中の左上を向くように配向する。画素電極ＰＥと主共通電極ＣＡＲ及び第２副共通電極ＣＢＵとで囲まれた領域内の液晶分子ＬＭは、第２方向Ｙに対して時計回りに回転し、図中の右上を向くように配向する。
【００８６】
このように、各画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成された状態では、図２に示した例よりも多くのドメインを形成することが可能となり、視野角を拡大することが可能となる。
【００８７】
図６は、図５に示した液晶表示パネルをVI−VI線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。図７は、図５に示した液晶表示パネルをVII−VII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。図８は、図５に示した液晶表示パネルをVIII−VIII線で切断したときの断面構造を概略的に示す断面図である。
【００８８】
図５及び図８に示すように、複数の画素ＰＸは、それぞれ光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４を含んでいる。この実施例では、画素ＰＸは、第２方向Ｙに隣接した矩形状の光反射領域Ｒ３及び矩形状の光透過領域Ｒ４を含んでいる。
【００８９】
図５、図６及び図８に示すように、画素ＰＸは、第１絶縁基板１０（アレイ基板ＡＲ）上に形成され、光反射領域Ｒ３に重なった光反射層３０を有している。光反射層３０は、金属薄膜としてのアルミニウム薄膜等光を反射する材料で形成されている。なお、図示しないが、光反射層３０は、対向基板ＣＴに対向した側に小さな凹凸状の表面を有していてもよい。光反射層３０は、光反射領域Ｒ３に位置した主画素電極ＰＡに重なっている。
【００９０】
光反射層３０は、電気的フローティング状態である。電気的フローティング状態を維持できる場合、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体となり、帯状に形成されていてもよい。
【００９１】
図６及び図８に示すように、画素ＰＸは、突出部４０を有している。突出部４０は透光性を有している。突出部４０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの一方に設けられ、光反射領域Ｒ３に重ねられている。突出部４０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの他方側に突出して光反射領域Ｒ３と対向した第１液晶層ＬＱ１の層厚を光透過領域Ｒ４と対向した第２液晶層ＬＱ２の層厚より薄くする。この実施例において、突出部４０は、対向基板ＣＴに設けられ、より詳しくはカラーフィルタＣＦ上に形成されている。突出部４０は、光反射領域Ｒ３毎に島状に設けられていてもよい。または、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの突出部４０は、一体となり、帯状に形成されていてもよい。
【００９２】
画素ＰＸは、第１液晶層ＬＱ１（液晶層ＬＱ）及び対向基板ＣＴ（第２絶縁基板２０）間に位置し、光反射領域Ｒ３に重ねられた位相差板５０を有している。位相差板５０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらす。位相差板５０は、λ／２板である。
【００９３】
この実施形態において、位相差板５０は、第２絶縁基板２０上に形成されている。カラーフィルタＣＦは、位相差板５０が形成された第２絶縁基板２０上に形成されている。光反射領域Ｒ３に重なったカラーフィルタＣＦの厚みは、光透過領域Ｒ４に重なったカラーフィルタＣＦの厚みの略半分である。このため、光反射表示による画像と、光透過表示による画像と、色度を同レベルとすることができ、表示品位の向上に寄与している。
【００９４】
位相差板５０の面内方向のリタデーションは、５５０ｎｍの波長において略λ／２となる２５０乃至２９０ｎｍである。液晶層ＬＱの屈折率異方性をΔｎ、第１液晶層ＬＱ１の厚みをｄ１、第２液晶層ＬＱ２の厚みをｄ２とすると、光透過領域Ｒ４の液晶層ＬＱ（第２液晶層ＬＱ２）のリタデーションΔｎｄ２は、２７０乃至３４０ｎｍであり、光反射領域Ｒ３の液晶層ＬＱ（第１液晶層ＬＱ１）のリタデーションΔｎｄ１は、略λ／４となる１２０乃至１６０ｎｍである。
【００９５】
上記のように、突出部４０を設けることにより、第１液晶層ＬＱ１と第２液晶層ＬＱ２とで厚みを異ならせ、リタデーションの値を異ならせている。仮に液晶層ＬＱのΔｎを０．１１とした場合、第２液晶層ＬＱ２の厚みｄ２を２．５乃至３．１μｍ、第１液晶層ＬＱ１の厚みを１．１乃至１．５μｍ、突出部４０の高さを１．０乃至２．０μｍとすることができる。
【００９６】
図７に示すように、言うまでもないが、光透過領域Ｒ４には、光反射層３０、突出部４０及び位相差板５０は設けられていない。
【００９７】
図９は、光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。図１０は、光透過領域Ｒ４における、バックライトユニット４、第１偏光板ＰＬ１、第２液晶層ＬＱ２及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
【００９８】
図９及び図１０に示すように、液晶分子ＬＭの初期配向方向と垂直な方向を０°と定義する。第１偏光板ＰＬ１の吸収軸は０°であり第１方向Ｘに平行であり、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸は９０°であり第２方向Ｙに平行である。位相差板５０の光軸は２２．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は２２．５゜に限らず２０乃至２５°であってもよい。
【００９９】
図１１は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥ間に電圧が印加されていない状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【０１００】
図１１に示すように、バックライトユニット４の光放出面から拡散した光が出射されると、第１偏光板ＰＬ１は第２方向Ｙの直線偏光として第２液晶層ＬＱ２に出射させることになる。電圧無印加状態において、第２液晶層ＬＱ２は、第１偏光板ＰＬ１から入射される直線偏光を、偏光状態を維持して透過させ、第２偏光板ＰＬ２に出射させる。第２偏光板ＰＬ２に出射させた直線偏光は、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸と並行であるため、第２偏光板ＰＬ２を透過しない。つまり、第２液晶層ＬＱ２から入射される光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ０％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、第２液晶層ＬＱ２から入射される偏光を遮光することが可能となり、黒色表示を良好に行うことが可能となる。
【０１０１】
拡散した外光が入射されると、第２偏光板ＰＬ２は第１方向Ｘの直線偏光として位相差板５０に出射させることになる。位相差板５０は、第２偏光板ＰＬ２から入射される第１方向Ｘの直線偏光の位相を１/２波長ずらし、４５°の直線偏向として第１液晶層ＬＱ１に出射させることになる。
【０１０２】
電圧無印加状態において、第１液晶層ＬＱ１は、位相差板５０から入射される直線偏光の位相を１/４波長ずらし、右回りの円偏光（以下、右旋円偏光と称する）として光反射層３０に出射させる。
【０１０３】
右旋円偏光が光反射層３０に入射すると反射されて左回りの円偏光（以下、左旋円偏光と称する）となり、再び第１液晶層ＬＱ１に入射される。すると、第１液晶層ＬＱ１は入射される左旋円偏光の位相をさらに１/４波長ずらし、１３５°の直線偏光として位相差板５０に出射させる。位相差板５０は、第１液晶層ＬＱ１から入射される直線偏光の位相を１/２波長ずらし、第２方向Ｙの直線偏向として第２偏光板ＰＬ２に出射させることになる。
【０１０４】
位相差板５０から第２偏光板ＰＬ２に入射される直線偏光は、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸の方向と平行であるため、第２偏光板ＰＬ２を透過しない。つまり、位相差板５０から入射される偏光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ０％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、位相差板５０から入射される偏光を遮光することが可能となり、黒色表示を良好に行うことが可能となる。
【０１０５】
図１２は、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥ間に電圧が印加されている状態におけるバックライトの光路及び外光の光路を説明するための図である。
【０１０６】
図１２に示すように、バックライトユニット４の光放出面から拡散した光が出射されると、第１偏光板ＰＬ１は第２方向Ｙの直線偏光として第２液晶層ＬＱ２に出射させることになる。電圧印加状態において、第２液晶層ＬＱ２は入射される直線偏光を略９０°捩って出射する。これにより、第２液晶層ＬＱ２は、第１方向Ｘの直線偏光として第２偏光板ＰＬ２に出射させている。つまり、第２液晶層ＬＱ２から入射される偏光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ１００％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、第２液晶層ＬＱ２から入射される偏光を透過することが可能となり、画像表示を良好に行うことが可能となる。
【０１０７】
拡散した外光が入射されると、第２偏光板ＰＬ２は第１方向Ｘの直線偏光として位相差板５０に出射させることになる。位相差板５０は、第２偏光板ＰＬ２から入射される第１方向Ｘの直線偏光の位相を１/２波長ずらし、４５°の直線偏向として第１液晶層ＬＱ１に出射させることになる。
【０１０８】
電圧印加状態において、第１液晶層ＬＱ１は、位相差板５０から入射される直線偏光を、偏光状態を維持して透過させ、光反射層３０に出射させる。光反射層３０は、直線偏光を反射し、再び４５°の直線偏向として第１液晶層ＬＱ１に出射させる。第１液晶層ＬＱ１は、光反射層３０から入射される直線偏光を、偏光状態を維持して透過させ、位相差板５０に出射させる。位相差板５０は、第１液晶層ＬＱ１から入射される直線偏光の位相を１／２波長ずらし、第１方向Ｘの直線偏向として第２偏光板ＰＬ２に出射させる。
【０１０９】
これにより、位相差板５０から入射される直線偏光が第２偏光板ＰＬ２を透過する確率（透過率）はほぼ１００％となる。上記したことから、第２偏光板ＰＬ２は、位相差板５０から入射される偏光を透過することが可能となり、画像表示を良好に行うことが可能となる。
【０１１０】
（実施例２）
図１３は、実施例２の光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
図１３に示すように、位相差板５０の光軸は１５７．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は１５７．５゜に限らず１５５乃至１６０°であってもよい。
【０１１１】
上記の他、実施例２の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。実施例２の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１１２】
（実施例３）
図１４は、光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。図１５は、光透過領域Ｒ４における、バックライトユニット４、第１偏光板ＰＬ１、第２液晶層ＬＱ２及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
【０１１３】
図１４及び図１５に示すように、液晶分子ＬＭの初期配向方向と垂直な方向を０°と定義する。第１偏光板ＰＬ１の吸収軸は９０°であり第２方向Ｙに平行であり、第２偏光板ＰＬ２の吸収軸は０°であり第１方向Ｘに平行である。位相差板５０の光軸は２２．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は２２．５゜に限らず２０乃至２５°であってもよい。
【０１１４】
上記の他、実施例３の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。実施例３の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１１５】
（実施例４）
図１６は、実施例４の光反射領域Ｒ３における、光反射層３０、第１液晶層ＬＱ１、位相差板５０及び第２偏光板ＰＬ２を示す分解斜視図である。
図１６に示すように、位相差板５０の光軸は１５７．５゜である。なお、位相差板５０の光軸は１５７．５゜に限らず１５５乃至１６０°であってもよい。
【０１１６】
上記の他、実施例４の液晶表示装置は、上記実施例３の液晶表示装置と同様に構成されている。実施例４の液晶表示装置においても、上記実施例３の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１１７】
（実施例５）
図１７は、実施例５の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【０１１８】
図１７に示すように、画素ＰＸを占める光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４の割合は均一である。画素ＰＸは、それぞれ１つの光反射領域Ｒ３及び２つの光透過領域Ｒ４を含んでいる。この実施例では、光反射領域Ｒ３は矩形状であり画素ＰＸの中央に位置し、光透過領域Ｒ４は矩形状であり第１方向Ｘに光反射領域Ｒ３を挟んで位置している。
【０１１９】
画素電極ＰＥは、そのほとんどが光反射領域Ｒ３に重ねられている。光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４には、それぞれ４つのドメインを形成することが可能となるため、光反射表示及び光透過表示の何れにおいても視野角を拡大することが可能となる。
【０１２０】
光反射層３０及びソース配線Ｓは、同一の層に同一材料、例えばアルミニウムで形成されている。なお、光反射層３０は光反射性を有する材料で形成されていればよく、ソース配線Ｓとは別の材料で形成してもよい。上記のことから、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体に、帯状に形成することができ、この場合も電気的フローティング状態を維持することができる。
上記の他、実施例５の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。
【０１２１】
（実施例６）
図１８は、実施例６の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【０１２２】
図１８に示すように、画素ＰＸを占める光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４の割合は均一である。画素ＰＸは、それぞれ１つの光反射領域Ｒ３及び２つの光透過領域Ｒ４を含んでいる。この実施例では、光反射領域Ｒ３は矩形状であり画素ＰＸの中央に位置し、光透過領域Ｒ４は矩形状であり第２方向Ｙに光反射領域Ｒ３を挟んで位置している。
【０１２３】
光反射領域Ｒ３及び光透過領域Ｒ４には、それぞれ４つのドメインを形成することが可能となるため、光反射表示及び光透過表示の何れにおいても視野角を拡大することが可能となる。
【０１２４】
また、この実施例では、光反射領域Ｒ３に、スイッチング素子ＳＷや補助容量線Ｃ、画素電極ＰＥなどの能動素子を重ねることができるため、開口率の拡大を図ることができる。
【０１２５】
光反射層３０及びゲート配線Ｇは、同一の層に同一材料、例えばＭｏＷ（モリブデン・タングステン）で形成されている。なお、光反射層３０は光反射性を有する材料で形成されていればよく、ゲート配線Ｇとは別の材料で形成してもよい。上記のことから、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体に、帯状に形成することができ、この場合も電気的フローティング状態を維持することができる。
上記の他、実施例６の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。
【０１２６】
（実施例７）
図１９は、実施例７の液晶表示パネルを対向基板側から見たときの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。
【０１２７】
図１９に示すように、副画素電極ＰＢの位置が異なる点以外、実施例７の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。副画素電極ＰＢは、光透過領域Ｒ４を第２方向Ｙに２等分する位置に設けられている。光透過領域Ｒ４には、均等なサイズで４つのドメインを形成することが可能となるため、光透過表示における視野角を拡大することが可能となる。
【０１２８】
光反射層３０は、例えば第１絶縁基板１０の直上に形成され、絶縁膜で覆われている。上記のことから、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの光反射層３０は、一体に、帯状に形成することができ、この場合も電気的フローティング状態を維持することができる。
【０１２９】
（実施例８）
図２０は、実施例８の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
図２０に示すように、位相差板５０の位置が異なる点以外、実施例８の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。位相差板５０は、カラーフィルタＣＦ上に形成され、突出部４０で覆われている。
実施例８の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１３０】
（実施例９）
図２１は、実施例９の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
図２１に示すように、突出部４０の位置が異なる点以外、実施例９の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。突出部４０は、アレイ基板ＡＲに設けられている。突出部４０は、光反射層３０上に形成され、光反射層３０を覆っている。
実施例９の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１３１】
（実施例１０）
図２２は、実施例１０の液晶表示パネルの断面構造を概略的に示す断面図である。
図２２に示すように、位相差板５０及び突出部４０の位置が異なる点以外、実施例１０の液晶表示装置は、上記実施例１の液晶表示装置と同様に構成されている。位相差板５０は、カラーフィルタＣＦ上に形成されている。突出部４０は、アレイ基板ＡＲに設けられている。突出部４０は、光反射層３０上に形成され、光反射層３０を覆っている。
実施例１０の液晶表示装置においても、上記実施例１の液晶表示装置と同様に画像を表示できるものである。
【０１３２】
以上のように構成された実施例１乃至１０の液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、アレイ基板ＡＲと、アレイ基板に隙間を置いて対向配置された対向基板ＣＴと、アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層ＬＱと、複数の画素ＰＸと、アレイ基板の外面に配置された第１偏光板ＰＬ１と、対向基板ＣＴの外面に配置された第２偏光板ＰＬ２と、を備えている。
【０１３３】
各画素ＰＸは、アレイ基板ＡＲ上に形成され、光反射領域Ｒ３に重なった光反射層３０と、アレイ基板ＡＲ上に形成され、第２方向Ｙに沿って延出した主画素電極ＰＡと、対向基板ＣＴ上に形成され、第１方向Ｘに主画素電極ＰＡを挟んで位置し第２方向Ｙに沿って延出した一対の主共通電極ＣＡと、を有している。
【０１３４】
このため、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができる。これにより、液晶表示装置を上記のように光反射表示と光透過表示とを両立できる構成としても、表示画像の輝度レベルを十分に得ることができる。
【０１３５】
また、外光の明るい場所でも視認性のよい液晶表示装置を実現することができる。そして、光反射表示が可能であり、バックライトを必要としないため、低消費電力を図ることができる。
【０１３６】
上記のことから、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードに比べて光透過率の高い横電界モードあるいは斜め電界モードを採ることができ、光反射表示と光透過表示とを両立しても十分な輝度レベルの画像を表示することができる液晶表示装置を得ることができる。
【０１３７】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１３８】
例えば、液晶表示装置は、位相差板５０無しに形成されていてもよく、この場合は突出部４０などが位相差板５０の機能を有していればよい。位相差板５０の機能を有する突出部４０は、アレイ基板ＡＲ及び対向基板ＣＴの平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらすことができる。
【符号の説明】
【０１３９】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＰＸ…画素、ＡＲ…アレイ基板、Ｇ…ゲート配線、Ｃ…補助容量線、Ｓ…ソース配線、ＰＥ…画素電極、ＰＡ…主画素電極、ＰＢ…副画素電極、ＡＬ１…第１配向膜、ＣＴ…対向基板、ＣＥ…共通電極、ＣＡ…主共通電極、ＣＢ…第２副共通電極、ＡＬ２…第２配向膜、ＬＱ…液晶層、ＬＱ１…第１液晶層、ＬＱ２…第２液晶層、ＬＭ…液晶分子、３０…光反射層、４０…突出部、５０…位相差板、４…バックライトユニット、Ｒ１…表示領域、Ｒ３…光反射領域、Ｒ４…光透過領域、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１方向及び前記第１方向に直交した第２方向にマトリクス状に設けられ、それぞれ光反射領域及び光透過領域を含み、前記第１方向に沿った長さが前記第２方向に沿った長さよりも短い複数の画素と、
前記第１基板の外面に配置された第１偏光板と、
前記第２基板の外面に配置された第２偏光板と、を備え、
前記各画素は、
前記第１基板上に形成され、前記光反射領域に重なった光反射層と、
前記第１基板上に形成され、前記第２方向に沿って延出した主画素電極と、
前記第２基板上に形成され、前記第１方向に前記主画素電極を挟んで位置し前記第２方向に沿って延出した一対の主共通電極と、を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記各画素は、
前記第１基板及び第２基板の一方に設けられ、前記光反射領域に重ねられ、前記第１基板及び第２基板の他方側に突出して前記光反射領域と対向した前記液晶層の層厚を前記光透過領域と対向した前記液晶層の層厚より薄くする突出部をさらに有し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。
【請求項３】
前記突出部は、前記第１基板及び第２基板の平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらすことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記各画素は、
前記液晶層及び第２基板間に位置し、前記光反射領域に重ねられ、前記第１基板及び第２基板の平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらす位相差板をさらに有していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１偏光板の吸収軸と前記第２偏光板の吸収軸とは、直交し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。
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板に隙間を置いて対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１方向及び前記第１方向に直交した第２方向にマトリクス状に設けられ、それぞれ光反射領域及び光透過領域を含み、前記第１方向に沿った長さが前記第２方向に沿った長さよりも短い複数の画素と、
前記第１基板の外面に配置された第１偏光板と、
前記第２基板の外面に配置された第２偏光板と、を備え、
前記各画素は、
前記第１基板上に形成され、前記光反射領域に重なった光反射層と、
前記第１基板上に形成され、前記第２方向に沿って延出した主画素電極と、
前記第２基板上に形成され、前記第１方向に前記主画素電極を挟んで位置し前記第２方向に沿って延出した一対の主共通電極と、を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記各画素は、
前記第１基板及び第２基板の一方に設けられ、前記光反射領域に重ねられ、前記第１基板及び第２基板の他方側に突出して前記光反射領域と対向した前記液晶層の層厚を前記光透過領域と対向した前記液晶層の層厚より薄くする突出部をさらに有し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。
【請求項３】
前記突出部は、前記第１基板及び第２基板の平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらすことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記各画素は、
前記液晶層及び第２基板間に位置し、前記光反射領域に重ねられ、前記第１基板及び第２基板の平面に垂直な方向から入射した光の位相を５５０ｎｍの波長において略１／２波長ずらす位相差板をさらに有していることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１偏光板の吸収軸と前記第２偏光板の吸収軸とは、直交し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。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７２９６１（Ｐ２０１３−７２９６１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１２４７（Ｐ２０１１−２１１２４７）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（３０２０２０２０７）株式会社ジャパンディスプレイセントラル (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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