JP7449207B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、各画素が反射領域を含む液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、一般に、透過型液晶表示装置と、反射型液晶表示装置とに大別される。透過型液晶表示装置は、バックライトから出射された光を用いた透過モードの表示を行う。反射型液晶表示装置は、周囲光を用いた反射モードの表示を行う。また、各画素が反射モードで表示を行う反射領域と透過モードで表示を行う透過領域とを含む液晶表示装置が提案されている。このような液晶表示装置は、半透過型（Transflective）または透過反射両用型液晶表示装置と呼ばれる。

反射型および半透過型液晶表示装置は、例えば、屋外で利用されるモバイル用途の中小型の表示装置として好適に用いられている。反射型液晶表示装置は、例えば特許文献１に開示されている。半透過型液晶表示装置は、例えば特許文献２に開示されている。

特許文献１に開示されている反射型液晶表示装置では、ＴＦＴ基板に設けられた反射電極が凹凸形状を有している。また、特許文献２に開示されている半透過型液晶表示装置では、反射領域に設けられた反射電極が凹凸形状を有している。反射電極が凹凸形状を有していることにより、周囲光を拡散反射してペーパーホワイトに近い表示を実現することができる。

特開２０００－１２２０９４号公報 特開２００３－１３１２６８号公報

反射型および半透過型液晶表示装置、つまり、各画素が反射モードで表示を行う領域（反射領域）を含む液晶表示装置において、反射モードの表示における光の利用効率（反射率）のいっそうの向上（つまり反射モードでいっそう明るい表示を行い得ること）が要望されている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、各画素が反射モードで表示を行う反射領域を含む液晶表示装置において、従来よりも反射率を向上させ、従来よりも明るい表示を実現することにある。

本発明の実施形態によると、以下の項目に記載の液晶表示装置が提供される。

［項目１］
第１基板と、
前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
を備え、
複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示
装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極に対して前記液晶層とは反対側に位置する反射層と、を有し、
前記反射層は、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第１領域と、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の２つの画素間に位置する第２領域とを含み、
前記複数の画素のうちの行方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素、前記複数の画素のうちの列方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素、または、前記複数の画素のすべての画素、の前記液晶層に同極性の電圧が印加される、液晶表示装置。

［項目２］
前記第２基板は、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の２つの画素間にはブラックマトリクスを有しない、項目１に記載の液晶表示装置。

［項目３］
前記第１基板は、前記反射層を覆うように設けられた透明絶縁層をさらに有し、
前記画素電極は、透明導電材料から形成されており、前記透明絶縁層上に配置されている、項目１または２に記載の液晶表示装置。

［項目４］
前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域をさらに含み、
前記画素電極の一部が前記透過領域内に位置している、項目３に記載の液晶表示装置。

［項目５］
前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さよりも大きい、項目４に記載の液晶表示装置。

［項目６］
前記第１基板は、前記画素電極に電気的に接続されたバックプレーン回路と、前記バックプレーン回路を覆うように設けられたさらなる透明絶縁層とを有し、
前記反射層は、前記さらなる透明絶縁層上に配置されており、
前記さらなる透明絶縁層は、前記透過領域内に形成された第１コンタクトホールを有し、
前記透明絶縁層は、前記透過領域内に形成された第２コンタクトホールを有し、
前記第１基板は、前記第１コンタクトホールおよび前記第２コンタクトホールにおいて前記画素電極と前記バックプレーン回路とを電気的に接続するコンタクト部をさらに有し、
前記コンタクト部は、透明導電材料から形成されている、項目４または５に記載の液晶表示装置。

［項目７］
前記第１基板は、前記液晶層に接するように設けられた第１配向膜を有し、
前記第２基板は、前記液晶層に接するように設けられた第２配向膜を有し、
前記第１配向膜および前記第２配向膜の少なくとも一方は、前記透過領域と前記反射領域とで異なるプレチルト方位を規定する、項目４から６のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目８］
前記第１配向膜および前記第２配向膜の前記少なくとも一方には光配向処理が施されて
いる、項目７に記載の液晶表示装置。

［項目９］
前記第２基板は、前記画素電極に対向するように設けられた対向電極を有し、
前記対向電極は、透明導電材料から形成されている、項目３から８のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１０］
前記複数の画素のそれぞれに接続されたメモリ回路をさらに備える、項目１から９のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１１］
前記複数の画素のすべての画素の前記液晶層に同極性の電圧が印加される、項目１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１２］
前記第２基板は、第１の色の光を透過する第１カラーフィルタ、第２の色の光を透過する第２カラーフィルタおよび第３の色の光を透過する第３カラーフィルタを含むカラーフィルタ層を有し、
前記第２基板は、前記第１カラーフィルタ、前記第２カラーフィルタおよび前記第３カラーフィルタのいずれもが設けられていない無色領域を含み、
表示面法線方向から見たとき、前記無色領域は、前記反射層の前記第２領域の少なくとも一部に重なる、項目１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１３］
表示面法線方向から見たとき、前記無色領域は、前記画素電極に重ならない、項目１２に記載の液晶表示装置。

［項目１４］
前記反射層の前記第１領域および前記第２領域のそれぞれは、凹凸表面構造を有する、項目１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１５］
前記液晶層よりも観察者側に配置された光散乱層をさらに備える、項目１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。

［項目１６］
前記液晶層は、液晶分子および二色性色素を含む、項目１から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。

本発明の実施形態によると、各画素が反射モードで表示を行う反射領域を含む液晶表示装置において、従来よりも反射率を向上させ、従来よりも明るい表示を実現することができる。

本発明の実施形態による液晶表示装置１００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図１中の２Ａ－２Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、図１中の２Ｂ－２Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１００の各画素Ｐが複数のサブ画素Ｓｐに分割された構成の例を示す平面図である。 図３に示した構成を用いた階調表示の例を示す図である。 比較例の液晶表示装置９００を示す平面図であり、液晶表示装置９００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置９００を示す断面図であり、図５中の６Ａ－６Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置９００を示す断面図であり、図５中の６Ｂ－６Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態による他の液晶表示装置２００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置２００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、図７中の８Ａ－８Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、図７中の８Ｂ－８Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置３００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置３００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置３００を模式的に示す断面図であり、図９中の１０Ａ－１０Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置３００を模式的に示す断面図であり、図９中の１０Ｂ－１０Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置４００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置４００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置４００を模式的に示す断面図であり、図１１中の１２Ａ－１２Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置４００を模式的に示す断面図であり、図１１中の１２Ｂ－１２Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置５００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置５００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置５００を模式的に示す断面図であり、図１３中の１４Ａ－１４Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置５００を模式的に示す断面図であり、図１３中の１４Ｂ－１４Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置６００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置６００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置６００を模式的に示す断面図であり、図１５中の１６Ａ－１６Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置６００を模式的に示す断面図であり、図１５中の１６Ｂ－１６Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 実施例７の液晶表示装置７００を示す断面図である。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置８００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置８００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置８００を模式的に示す断面図であり、図１８中の１９Ａ－１９Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置８００を模式的に示す断面図であり、図１８中の１９Ｂ－１９Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置１０００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１０００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１０００を模式的に示す断面図であり、図２０中の２１Ａ－２１Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１０００を模式的に示す断面図であり、図２０中の２１Ｂ－２１Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 光散乱層４１の配置の他の例を示す図である。 光散乱層４１の配置のさらに他の例を示す図である。 光散乱層４１の配置のさらに他の例を示す図である。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置１１００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１１００を模式的に示す断面図であり、図２３中の２４Ａ－２４Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１１００を模式的に示す断面図であり、図２３中の２４Ｂ－２４Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置１２００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１２００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１２００を模式的に示す断面図であり、図２５中の２６Ａ－２６Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１２００を模式的に示す断面図であり、図２５中の２６Ｂ－２６Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置１３００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１３００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１３００を模式的に示す断面図であり、図２７中の２８Ａ－２８Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１３００を模式的に示す断面図であり、図２７中の２８Ｂ－２８Ｂ’線に沿った断面構造を示している。 本発明の実施形態によるさらに他の液晶表示装置１４００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１４００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。 液晶表示装置１４００を模式的に示す断面図であり、図２９中の３０Ａ－３０Ａ’線に沿った断面構造を示している。 液晶表示装置１４００を模式的に示す断面図であり、図２９中の３０Ｂ－３０Ｂ’線に沿った断面構造を示している。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１、図２Ａおよび図２Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１００は、反射型の液晶表示装置である。図１は、液晶表示装置１００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図２Ａおよび図２Ｂは、液晶表示装置１００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１中の２Ａ－２Ａ’線および２Ｂ－２Ｂ’線に沿った断面構造を示している。

液晶表示装置１００は、図１に示すように、複数の画素Ｐを有する。複数の画素Ｐは、複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列されている。複数の画素Ｐは、典型的には、赤を表示する赤画素Ｐ_Ｒ、緑を表示する緑画素Ｐ_Ｇおよび青を表示する青画素Ｐ_Ｂを含む。

また、液晶表示装置１００は、図２に示すように、ＴＦＴ基板（第１基板）１０と、ＴＦＴ基板１０に対向する対向基板（第２基板）２０と、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間に設けられた液晶層３０とを備える。各画素Ｐは、反射モードで表示を行う反射領域Ｒｆを含んでおり、透過モードで表示を行う領域（つまり透過領域）を含んでいない。

ＴＦＴ基板１０は、複数の画素Ｐのそれぞれに設けられた画素電極１１と、画素電極１１に対して液晶層３０とは反対側（つまり画素電極１１よりも背面側）に位置する反射層１２とを有する。ＴＦＴ基板１０は、さらに、第１層間絶縁層１３、第２層間絶縁層１４、コンタクト部ＣＰおよび第１配向膜１５を有する。

ＴＦＴ基板１０の構成要素（上述した画素電極１１等）は、基板１０ａによって支持されている。基板１０ａは、例えばガラス基板またはプラスチック基板である。

基板１０ａ上には、画素Ｐを駆動するための回路（バックプレーン回路）が形成されている（不図示）。ここでは、バックプレーン回路は、複数の画素Ｐのそれぞれに接続されたメモリ回路（例えばＳＲＡＭ）を有する。画素Ｐごとにメモリ回路が設けられた液晶表示装置は、「メモリ液晶」と呼ばれることもある。メモリ液晶の具体的な構成は、例えば、特許第５０３６８６４号公報（米国特許第８６９２７５８号明細書に対応）に開示されている。特許第５０３６８６４号公報および米国特許第８６９２７５８号明細書のすべての開示内容を参考のために本明細書に援用する。

第１層間絶縁層１３は、バックプレーン回路を覆うように設けられている。第１層間絶縁層１３の表面は、凹凸形状を有する。つまり、第１層間絶縁層１３は、凹凸表面構造を有する。凹凸表面構造を有する第１層間絶縁層１３は、例えば、特許第３３９４９２６号公報に記載されているように感光性樹脂を用いて形成され得る。

反射層１２は、第１層間絶縁層１３上に設けられている。反射層１２は、反射率の高い金属材料から形成されている。ここでは、反射層１２を形成するための金属材料として銀合金を用いるが、これに限定されず、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いてもよい。反射層１２の表面は、第１層間絶縁層１３の凹凸表面構造が反映された凹凸形状を有する。つまり、反射層１２も凹凸表面構造を有する。反射層１２の凹凸表面構造は、周囲光を拡散反射してペーパーホワイトに近い表示を実現するために設けられている。凹凸表面構造は、例えば、隣り合う凸部ｐの中心間隔が５μｍ以上５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２０μｍ以下となるようにランダムに配置された複数の凸部ｐで構成され得る。基板１０ａの法線方向からみたとき、凸部ｐの形状は略円形または略多角形である。画素Ｐに占める凸部ｐの面積は、例えば約２０％から４０％である。凸部ｐの高さは、例えば１μｍ以上５μｍ以下である。

第２層間絶縁層１４は、反射層１２を覆うように設けられた透明絶縁層である。

画素電極１１は、第２層間絶縁層１４上に配置されている。つまり、画素電極１１は、透明絶縁層１４を介して反射層１２上に設けられている。画素電極１１は、透明導電材料から形成されている。透明導電材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ（登録商標））、またはこれらの混合物を用いることができる。画素電極１１は、メモリ回路を含むバックプレーン回路に電気的に接続されている。

コンタクト部ＣＰは、第１層間絶縁層１３に形成された第１コンタクトホールＣＨ１および第２層間絶縁層１４に形成された第２コンタクトホールＣＨ２において、画素電極１１とバックプレーン回路とを電気的に接続する。図示している例では、コンタクト部ＣＰは、第１コンタクト電極１６、第２コンタクト電極１７および第３コンタクト電極１８から構成されている。

第１コンタクト電極１６は、第１コンタクトホールＣＨ１内に露出した電極（または配線の一部）である。第２コンタクト電極１７は、第１層間絶縁層１３上および第１コンタクトホールＣＨ１内に形成されており、第１コンタクトホールＣＨ１内で第１コンタクト電極１６に接続されている。また、第２コンタクト電極１７の一部は、第２コンタクトホールＣＨ２内に露出している。第３コンタクト電極１８は、第２コンタクトホールＣＨ２内において、第２コンタクト電極１７と画素電極１１とに接続されている。言い換えると、第３コンタクト電極１８は、第２コンタクト電極１７と画素電極１１との間に介在している。なお、図示している例では、第２コンタクト電極１７と同じ導電膜から（つまり第２コンタクト電極１７と同層に）形成された導電層１９が反射層１２と第１層間絶縁層１３との間に介在している。また、第３コンタクト電極１８は、反射層１２と同じ金属膜から（つまり反射層１２と同層に）形成されている。導電層１９および第３コンタクト電極１８は、省略されてもよい。

対向基板２０は、対向電極２１および第２配向膜２５を有する。また、対向基板２０は、カラーフィルタ層および複数の柱状スペーサ（いずれも不図示）をさらに有する。対向基板２０の構成要素（上述した対向電極２１等）は、基板２０ａによって支持されている。基板２０ａは、例えばガラス基板またはプラスチック基板である。なお、対向基板２０は、互いに隣接する任意の２つの画素Ｐ間にはブラックマトリクス（遮光層）を有しない。

対向電極２１は、画素電極１１に対向するように設けられている。対向電極２１は、透明導電材料から形成されている。対向電極２１を形成するための透明導電材料としては、画素電極１１と同様の材料を用いることができる。ここでは、対向電極２１に与えられる電位（共通電位）と同じ電位が反射層１２に与えられ、画素電極１１と反射層１２とこれらの間に位置する第２層間絶縁層１４とによって補助容量が形成される。

カラーフィルタ層は、典型的には、赤画素Ｐ_Ｒに対応する領域に設けられた赤カラーフィルタ、緑画素Ｐ_Ｇに対応する領域に設けられた緑カラーフィルタ、および、青画素ＰＢに対応する領域に設けられた青カラーフィルタを含む。カラーフィルタ層の、異なる色の画素Ｐ間に対応する領域は、例えば、異なる色のカラーフィルタで略等分されている。

柱状スペーサは、液晶層３０の厚さ（セルギャップ）を規定する。柱状スペーサは、感光性樹脂から形成することができる。

液晶層３０は、ここでは、誘電異方性が負の（つまりネガ型の）ネマチック液晶材料と、カイラル剤とを含む。液晶層３０は、例えば滴下法により形成することができる。

第１配向膜１５および第２配向膜２５は、それぞれ液晶層３０に接するように設けられている。ここでは、第１配向膜１５および第２配向膜２５のそれぞれは、垂直配向膜である。第１配向膜１５および第２配向膜２５の少なくとも一方は、配向処理を施されており、プレチルト方位を規定する。液晶層３０の液晶分子は、液晶層３０に電圧が印加されていない状態では垂直配向し、液晶層３０に所定の電圧が印加された状態ではツイスト配向する。

また、ここでは図示していないが、液晶表示装置１００は、液晶層３０の観察者側に配置された偏光板をさらに備える。また、偏光板と液晶層３０との間に、位相差板が設けられていてもよい。偏光板（および位相差板）は、例えば、ノーマリブラックモードで表示が行われるように配置される。

反射層１２は、複数の画素Ｐのそれぞれ内に位置する第１領域１２ａと、互いに隣接する任意の２つの画素Ｐ間に位置する第２領域１２ｂとを含んでいる。反射層１２の凹凸表面構造は、第１領域１２ａおよび第２領域１２ｂのそれぞれに形成されている。つまり、第１領域１２ａだけでなく第２領域１２ｂも凹凸表面構造を有している。

液晶表示装置１００では、以下の駆動方式のいずれかが用いられる。

方式（Ａ）：複数の画素Ｐのうちの行方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素Ｐの液晶層３０に同極性の電圧が印加される。行ライン反転駆動（Ｈライン反転駆動）と呼ばれる駆動方式であり、複数行ごとに極性が反転する態様（２Ｈライン反転駆動等）も含む。

方式（Ｂ）：複数の画素Ｐのうちの列方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素Ｐの液晶層３０に同極性の電圧が印加される。列ライン反転駆動（Ｖライン反転駆動）と呼ばれる駆動方式であり、複数列ごとに極性が反転する態様（２Ｖライン反転駆動等）も含む。

方式（Ｃ）：複数の画素Ｐのすべての画素Ｐの液晶層３０に同極性の電圧が印加される。フィールド反転駆動（フレーム反転駆動）と呼ばれる駆動方式である。

上述したように、本実施形態の液晶表示装置１００では、反射層１２が、画素Ｐ内に位置する第１領域１２ａだけでなく、隣接する２つの画素Ｐ間に位置する第２領域１２ｂを含んでいる。従って、画素Ｐ間の領域も反射表示に寄与させることができるので、反射開口率（表示領域内で反射モードの表示に寄与する領域が占める割合）が向上し、反射率のいっそうの向上を図ることができる。そのため、反射モードでいっそう明るい表示を行うことができる。

また、本実施形態の液晶表示装置１００では、上述した方式（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかで駆動が行われる。これにより、反射率を向上する（表示を明るくする）効果が高くなる。以下、この理由を説明する。

液晶表示装置の駆動方式として、ドット反転駆動と呼ばれる方式がよく知られており、広く用いられている。ドット反転駆動では、複数の画素のうちの互いに隣接する任意の２つの画素の液晶層に、異なる極性の電圧が印加される。つまり、行方向に沿って１画素ごとに印加電圧の極性が反転し、列方向に沿っても１画素ごとに印加電圧の極性が反転する。ドット反転駆動のように、隣接画素同士で液晶層への印加電圧の極性が逆である場合、画素間に発生する斜め電界の影響により、画素間に位置する液晶分子が、明るさに寄与するように配向しないおそれがある。

これに対し、本実施形態では、行方向および列方向の少なくとも一方に沿っては、隣接する画素Ｐ同士で印加電圧の極性が同じである（反転しない）ので、同極性の電圧が印加される画素Ｐ同士の間に位置する液晶分子を、明るさに寄与するように配向させることができる。そのため、反射率を向上する効果が高くなる。なお、反射率のいっそうの向上を図る観点からは、方式（Ａ）および（Ｂ）よりも、方式（Ｃ）が好ましい。つまり、複数の画素Ｐのすべての画素Ｐの液晶層３０に同極性の電圧が印加される、フィールド反転駆動が好ましい。

なお、本実施形態の液晶表示装置１００では、画素Ｐ間の領域を反射モードの表示に寄与させるので、対向基板２０は、複数の画素Ｐのうちの互いに隣接する任意の２つの画素Ｐ間にブラックマトリクスを有しないことが好ましい。

また、本実施形態では、反射層１２を覆うように透明絶縁層１４が設けられており、透明導電材料から形成された画素電極１１が透明絶縁層１４上に配置されている。そのため、透明導電材料から形成された画素電極１１と、透明導電材料から形成された対向電極２１とが液晶層３０を介して対向している。これに対し、一般的な反射型液晶表示装置では、画素電極が反射層を兼ねた反射電極であるので、金属材料から形成された画素電極（反射電極）と、透明導電材料から形成された対向電極とが、液晶層を介して対向している。そのため、金属材料と透明導電材料との仕事関数の差に起因したフリッカが発生することがある。本実施形態では、画素電極１１と、対向電極２１とが同種の電極材料（いずれも透明導電材料）から形成されていることにより、このようなフリッカの発生が抑制される。

なお、上述したように、従来の一般的な反射型液晶表示装置では画素電極が反射層を兼ねているので、反射層を画素間に配置することはできない。

［階調表示の例］
メモリ液晶の場合に階調表示を行うための構成の例を説明する。

各画素Ｐは、図３に示すように、複数のサブ画素Ｓｐに分割されていてもよい。図３には、１つの画素Ｐが３つのサブ画素Ｓｐに分割された例を示している。この例では、画素電極１１は、３つのサブ画素電極１１ａに分割されている。３つのサブ画素電極１１ａのうち、図中の上側および下側に配置されている２つのサブ画素電極１１ａは、共通の１つのメモリ回路に電気的に接続されており、図中の中央に配置されている１つのサブ画素電極１１ａは、別の１つのメモリ回路に電気的に接続されている。つまり、各画素Ｐに対して２つのメモリ回路が設けられている。

図３に示したように画素Ｐが分割されていることにより、図４に示すように、面積階調法による４階調表示を行うことができる。具体的には、図４のもっとも左側に示しているように、３つのサブ画素Ｓｐをすべて黒表示状態にすることにより、１画素Ｐ全体として黒表示を行うことができ、図４の左側から２番目に示しているように、２つのサブ画素Ｓｐを黒表示状態とし、１つのサブ画素Ｓｐを白表示状態とすることにより、１画素Ｐ全体として暗い中間調表示を行うことができる。また、図４の左側から３番目に示しているように、２つのサブ画素Ｓｐを白表示状態とし、１つのサブ画素Ｓｐを黒表示状態とすることにより、１画素Ｐ全体として明るい中間調表示を行うことができ、図４のもっとも右側に示しているように、３つのサブ画素Ｓｐをすべて白表示状態にすることにより、１画素Ｐ全体として白表示を行うことができる。

なお、３つのサブ画素電極１１ａが、それぞれ別のメモリ回路に電気的に接続されていても（つまり各画素Ｐに３つのメモリ回路が設けられていても）よい。

［反射開口率および反射率の改善効果の検証結果］
本実施形態の液晶表示装置１００を作製し（実施例１）、反射開口率および反射率の改善効果を検証した結果を説明する。作製した液晶表示装置１００の画面サイズは１．２型であり、１つの画素Ｐのサイズは、縦１２６μｍ×横４２μｍであった。ＴＦＴ基板１０の第１配向膜１５および対向基板２０の第２配向膜２５のうち、第２配向膜２５にのみラビング処理を行った。従って、第１配向膜１５および第２配向膜２５のうち、第２配向膜２５のみがプレチルト方位を規定する。液晶層３０の厚さ（セルギャップ）は３μｍであり、液晶層３０の液晶材料には、白電圧印加時（つまり液晶分子が水平配向した状態）においてツイスト角が７０°となるようにカイラル剤を添加した。駆動方式は、フィールド反転駆動（方式（Ｃ））である。

実施例１に加え、比較例１および比較例２の液晶表示装置も作製し、実施例１との比較を行った。図５、図６Ａおよび図６Ｂに、比較例１の液晶表示装置９００を示す。図５は、液晶表示装置９００を示す平面図であり、液晶表示装置９００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図６Ａおよび図６Ｂは、液晶表示装置９００を示す断面図であり、それぞれ図５中の６Ａ－６Ａ’線および６Ｂ－６Ｂ’線に沿った断面構造を示している。

比較例１の液晶表示装置９００は、図５、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、画素電極を兼ねた反射層（反射電極）９１２が、第２層間絶縁層１４上に設けられている点において、本実施形態の液晶表示装置１００と異なっている。反射電極９１２は、各画素Ｐ内に位置する領域９１２ａを含んでいるが、隣接する画素Ｐ間に位置する領域を含んでいない。ここでは、液晶表示装置９００を、反射型の液晶表示装置として用いた。また、液晶表示装置９００の駆動方式は、フィールド反転駆動である。

比較例２の液晶表示装置は、実施例１の液晶表示装置１００と同様の画素構造（電極構造）を有しているが、ドット反転駆動が行われる点において、実施例１と異なっている。

表１に、比較例１、比較例２および実施例１について、得られた反射開口率および反射率を示す。

表１からわかるように、実施例１では、比較例１よりも反射開口率および反射率が向上しており、反射開口率および反射率の両方が改善されていることがわかる。また、比較例２では、比較例１よりも反射開口率が向上しているものの、反射率の向上はわずかであった。このことから、隣接する２つの画素Ｐに異なる極性の電圧が印加される場合、画素Ｐ間に反射層１２が位置していても、画素Ｐ間の液晶分子が明るさの向上にあまり寄与しないことが確認された。

［他の態様］
ここでは、画素Ｐごとにメモリ回路を有するバックプレーン回路を例示したが、バックプレーン回路はこの例に限定されない。バックプレーン回路は、一般的なアクティブマトリクス基板のように、画素電極１１に接続されたＴＦＴおよびＴＦＴに接続されたゲートバスライン、ソースバスラインなどを含んでいてもよい。ＴＦＴは、例えば、活性層として、アモルファスシリコン層、ポリシリコン層、またはＩｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系半導体を含む酸化物半導体層を有するＴＦＴ（特開２０１４－００７３９９号公報参照）である。特開２０１４－００７３９９号公報を参考のために本明細書に援用する。

なお、実施例１として、一方の垂直配向膜だけがプレチルト方位を規定するＶＡ－ＨＡＮモードを例示したが、両方の垂直配向膜がプレチルト方位を規制するＶＡ－ＴＮモードであってもよい。また、第１配向膜１５および第２配向膜２５として、垂直配向膜に代えて、水平配向膜を用いてもよい。また、液晶層３０は、誘電異方性が負のネマチック液晶材料に代えて、誘電異方性が正の（つまりポジ型の）ネマチック液晶材料を含んでもよいし、カイラル剤を含んでいなくてもよい。

（実施形態２）
図７、図８Ａおよび図８Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置２００を説明する。本実施形態の液晶表示装置２００は、半透過型の液晶表示装置である。図７は、液晶表示装置２００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置２００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図８Ａおよび図８Ｂは、液晶表示装置２００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図７中の８Ａ－８Ａ’線および８Ｂ－８Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置２００が、実施形態１における液晶表示装置１００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態の液晶表示装置２００は、複数の画素Ｐのそれぞれが、反射領域Ｒｆに加え、透過モードで表示を行う透過領域Ｔｒを含む点において、実施形態１の液晶表示装置１００と異なっている。透過領域Ｔｒ内には、画素電極１１の一部が位置している。図示している例では、画素Ｐの中央に透過領域Ｔｒが位置している。ここでは、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さｄｔと、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さｄｒとは同じである（つまりｄｔ＝ｄｒ）。

画素Ｐ内に占める透過領域Ｔｒの面積の割合は、用途等に応じて適宜設定され得るが、例えば２０％以上９０％以下である。また、画素Ｐ内における透過領域Ｔｒの位置や形状も用途等に応じて適宜設定され得る。

本実施形態の液晶表示装置２００においても、反射層１２が、隣接する２つの画素Ｐ間に位置する第２領域１２ｂを含んでいることにより、画素Ｐ間の領域も反射表示に寄与させることができる。そのため、反射開口率が向上し、反射率のいっそうの向上を図ることができる。

また、本実施形態の液晶表示装置２００は、従来の半透過型液晶表示装置における以下のような問題を解決し得る。

半透過型の液晶表示装置として、隣接する画素間の領域を透過モードの表示に用いる構成が知られている。しかしながら、画素間には画素電極が存在していないので、画素間に位置する液晶分子を所望の方向に十分に配向させることはできず、透過率が低いという問題があった。また、画素間は、画素電極のエッジ近傍に生成される斜め電界による配向とラビング処理による配向との整合性が良くない領域を含んでおり、液晶分子の配向が不安定である。このように画素間の配向が不安定な領域を透過モードの表示に用いるので、透過モードの表示において配向不良に起因する表示不良（残像等）が発生していた。さらに、反射電極の凹凸表面構造による配向変化が画素間の領域（透過表示に用いられる領域）にまで及ぶことも、表示不良の一因となっていた。

これに対し、本実施形態の液晶表示装置２００では、透過領域Ｔｒ内に画素電極１１が存在しているので、透過領域Ｔｒ内の液晶分子を所望の方向に十分に配向させることができる。そのため、透過率が向上する。

また、配向が安定な領域を透過モードの表示に用いることと、画素電極１１が凹凸表面構造を有している必要がない（画素電極１１と分離した反射層１２が凹凸表面構造を有していればよい）ことから、透過モードの表示における配向不良に起因した表示不良を改善することができる。

ここで、本実施形態の効果を検証した結果を説明する。効果の検証は、本実施形態の液晶表示装置２００を作製し（実施例２）、比較例３と比較して行った。比較例３は、図５などに示した液晶表示装置９００を、半透過型の液晶表示装置として用いた例であり、画素電極９１２間の隙間を透過モードの表示に用いた。

表２に、比較例３および実施例２について、反射率および透過率と、残像の発生度合を検証した結果を示す。反射率および透過率は、比較例３の反射率および透過率を１．０とした相対値を示している。残像の発生度合の検証は、目視による観察により行い、残像の発生が十分に抑制された場合を「〇」とし、十分には抑制されなかった場合を「×」とした。

表２からわかるように、実施例２では、反射率および透過率を比較例３と同等に維持しつつ、配向不良に起因する残像の発生を十分に抑制することができた。そのため、本実施形態によれば、半透過型の液晶表示装置の表示品位の改善および歩留まりの改善を図るこ
とができる。

（実施形態３）
図９、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置３００を説明する。本実施形態の液晶表示装置３００は、半透過型の液晶表示装置である。図９は、液晶表示装置３００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置３００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図１０Ａおよび図１０Ｂは、液晶表示装置３００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図９中の１０Ａ－１０Ａ’線および１０Ｂ－１０Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置３００が、実施形態２における液晶表示装置２００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態の液晶表示装置３００は、図９、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さｄｔが、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さｄｒよりも大きい（つまりｄｔ＞ｄｒ）点において、実施形態２の液晶表示装置２００と異なっている。具体的には、第２層間絶縁層１４の第２コンタクトホールＣＨ２を、実施形態２の液晶表示装置２００における第２コンタクトホールＣＨ２よりも大きく形成することによって、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔが、反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きくなっている。

透過モードの表示に用いられる光が液晶層３０を１回だけ通過するのに対し、反射モードの表示に用いられる光は液晶層３０を２回通過する。そのため、本実施形態のように、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔが反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きいと、透過モードの表示に用いられる光と反射モードの表示に用いられる光に対する液晶層３０のリタデーションを近くすることができ、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆの両方にとって好ましい（より明るい表示を実現できる）電圧－輝度特性が得られる。

透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆの両方でより明るい表示を行う観点からは、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔと、反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒとは、ｄｔ＝２ｄｒの関係を実質的に満足することが好ましい。

なお、実施形態１で説明したように、第１配向膜１５および第２配向膜１６のうちの一方にのみ配向処理（例えばラビング処理）を施して電圧印加時に液晶分子がツイスト配向するような配向規制を本実施形態で行うと、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとでのセルギャップの差に起因して、両領域に最適な（具体的にはより明るい）配向状態を同時に実現できない場合がある。そのため、本実施形態では、液晶層３０の液晶材料にカイラル剤を添加せず、電圧印加時のツイスト角を０°としてもよい。

あるいは、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとで電圧印加時のツイスト角を異ならせてもよい。第１配向膜１５および第２配向膜２５の少なくとも一方が、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとで異なるプレチルト方位を規定することにより、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとで電圧印加時のツイスト角を異ならせることができる。この場合、配向膜（第１配向膜１５および第２配向膜２５の少なくとも一方）への配向処理は、光配向処理により行うことが好ましい。

ここで、本実施形態の効果を検証した結果を説明する。効果の検証は、本実施形態の液晶表示装置３００を作製し（実施例３）、実施例２と比較して行った。実施例３では、液晶材料にカイラル剤を添加せず、電圧印加時のツイスト角を０°とした。反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒを２．０μｍとし、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔを４．０μｍとした。

表３に、実施例２および実施例３について、反射率および透過率を示す。反射率および透過率は、実施例２の反射率および透過率を１．０とした相対値を示している。また、表３には、実施例３の反射率が実施例２の反射率と同じになるように実施例３を作製した場合の結果を示している。

表３から、実施例３では、実施例２と同じ反射率を維持したまま、実施例２よりも透過率が向上していることがわかる。これは、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔが反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きくなったことによる効果である。

表４に、実施例３の透過率が実施例２の透過率と同じになるように実施例３を作製した場合の結果を示す。

表４から、実施例３では、実施例２と同じ透過率を維持したまま、実施例２よりも反射率が向上していることがわかる。これは、実施例３では、透過領域Ｔｒが実施例２よりも狭くても実施例２と同等の透過率が得られるので、反射領域Ｒｆを実施例２よりも広くすることができたからである。

（実施形態４）
図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置４００を説明する。本実施形態の液晶表示装置４００は、半透過型の液晶表示装置である。図１１は、液晶表示装置４００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置４００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図１２Ａおよび図１２Ｂは、液晶表示装置４００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１１中の１２Ａ－１２Ａ’線および１２Ｂ－１２Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置４００が、実施形態２における液晶表示装置２００と異なる点を中心に説明を行う。

図１１、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す本実施形態の液晶表示装置４００は、透過領域Ｔｒ内に形成された第１コンタクトホールＣＨ１および第２コンタクトホールＣＨ２において画素電極１１とバックプレーン回路とを電気的に接続するコンタクト部ＣＰが、透明導電材料から形成されている（つまり透明である）点において、実施形態２の液晶表示装置２００と異なっている。

本実施形態では、コンタクト部ＣＰは、第１コンタクト電極１６および第２コンタクト電極１７から構成されている。つまり、液晶表示装置４００のコンタクト部ＣＰは、実施形態２の液晶表示装置２００のコンタクト部ＣＰとは異なり、反射層１２と同じ金属膜から形成された第３コンタクト電極１８を含んでいない。また、液晶表示装置４００のコンタクト部ＣＰに含まれる第１コンタクト電極１６および第２コンタクト電極１７は、いずれも透明導電材料から形成されている。そのため、液晶表示装置４００のコンタクト部ＣＰは、全体として透明である。なお、第１コンタクト電極１６および第２コンタクト電極１７を形成するための透明導電材料としては、画素電極１１等と同様の材料を用いることができる。

このように、本実施形態の液晶表示装置４００では、コンタクト部ＣＰが透明導電材料から形成されているので、コンタクト部ＣＰが設けられている領域を透過モードの表示に用いることができる（つまり透過領域Ｔｒとして好適に機能させ得る）。そのため、実施形態２の液晶表示装置２００よりもさらに透過率の向上を図ることができる。

ここで、本実施形態の効果を検証した結果を説明する。効果の検証は、本実施形態の液晶表示装置４００を作製し（実施例４）、実施例２と比較して行った。

表５に、実施例２および実施例４について、反射率および透過率を示す。反射率および透過率は、実施例２の反射率および透過率を１．０とした相対値を示している。また、表５には、実施例４の反射率が実施例２の反射率と同じになるように実施例４を作製した場合の結果を示している。

表５から、実施例４では、実施例２と同じ反射率を維持したまま、実施例２よりも透過率が向上していることがわかる。これは、コンタクト部ＣＰが設けられている領域が透過領域Ｔｒとして機能することによる効果である。

表６に、実施例４の透過率が実施例２の透過率と同じになるように実施例４を作製した場合の結果を示す。

表６から、実施例４では、実施例２と同じ透過率を維持したまま、実施例２よりも反射率が向上していることがわかる。これは、実施例４では、透過領域Ｔｒが実施例２よりも狭くても実施例２と同等の透過率が得られるので、反射領域Ｒｆを実施例２よりも広くすることができたからである。

（実施形態５）
図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置５００を説明する。本実施形態の液晶表示装置５００は、半透過型の液晶表示装置である。図１３は、液晶表示装置５００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置５００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図１４Ａおよび図１４Ｂは、液晶表示装置５００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１３中の１４Ａ－１４Ａ’線および１４Ｂ－１４Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置５００が、実施形態２における液晶表示装置２００と異なる点を中心に説明を行う。

図１３、図１４Ａおよび図１４Ｂに示す本実施形態の液晶表示装置５００は、コンタクト部ＣＰが、透明導電材料から形成されている（つまり透明である）点において、実施形態２の液晶表示装置２００と異なっている。

本実施形態では、コンタクト部ＣＰは、反射層１２と同じ金属膜から形成された第３コンタクト電極１８を含んでいない。また、コンタクト部ＣＰに含まれる第１コンタクト電極１６および第２コンタクト電極１７は、いずれも透明導電材料から形成されている。そのため、液晶表示装置５００のコンタクト部ＣＰは、全体として透明である。

また、本実施形態の液晶表示装置５００は、透過領域Ｔｒにおける液晶層３０の厚さｄｔが、反射領域Ｒｆにおける液晶層３０の厚さｄｒよりも大きい（つまりｄｔ＞ｄｒ）点において、実施形態２の液晶表示装置２００と異なっている。具体的には、第２層間絶縁層１４の第２コンタクトホールＣＨ２を、実施形態２の液晶表示装置２００における第２コンタクトホールＣＨ２よりも大きく形成することによって、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔが、反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きくなっている。

このように、本実施形態の液晶表示装置５００では、コンタクト部ＣＰが透明導電材料から形成されているので、コンタクト部ＣＰが設けられている領域を透過モードの表示に用いることができる（つまり透過領域Ｔｒとして好適に機能させ得る）。そのため、実施形態２の液晶表示装置２００よりもさらに透過率の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔが反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きいので、透過モードの表示に用いられる光と反射モードの表示に用いられる光に対する液晶層３０のリタデーションを近くすることができ、透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆの両方にとって好ましい（より明るい表示を実現できる）電圧－輝度特性が得られる。

ここで、本実施形態の効果を検証した結果を説明する。効果の検証は、本実施形態の液晶表示装置５００を作製し（実施例５）、実施例２と比較して行った。

表７に、実施例２および実施例５について、反射率および透過率を示す。反射率および透過率は、実施例２の反射率および透過率を１．０とした相対値を示している。また、表７には、実施例５の反射率が実施例２の反射率と同じになるように実施例５を作製した場合の結果を示している。

表７から、実施例５では、実施例２と同じ反射率を維持したまま、実施例２よりも透過率が大きく向上していることがわかる。これは、コンタクト部ＣＰが設けられている領域が透過領域Ｔｒとして機能することと、透過領域Ｔｒのセルギャップｄｔが反射領域Ｒｆのセルギャップｄｒよりも大きくなったこととによる効果である。

表８に、実施例５の透過領域Ｔｒの面積を最小（コンタクト部ＣＰの面積にほぼ一致）として、反射率が最大となるように実施例５を作製した場合の結果を示す。

表８から、実施例５では、透過領域Ｔｒの面積が最小であっても透過率を実施例２よりも高くできることがわかる。また、その上で反射領域Ｒｆの面積を大きくできるので、反射率が向上している。

（実施形態６）
図１５、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置６００を説明する。本実施形態の液晶表示装置６００は、反射型の液晶表示装置である。図１５は、液晶表示装置６００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置６００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図１６Ａおよび図１６Ｂは、液晶表示装置６００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１５中の１６Ａ－１６Ａ’線および１６Ｂ－１６Ｂ’線に沿った断面構造を示している。なお、図１６Ａおよび図１６Ｂでは、基板２０ａの図示を省略している。以下では、本実施形態の液晶表示装置６００が、実施形態１における液晶表示装置１００と異なる点を中心に説明を行う。

液晶表示装置６００の対向基板２０は、第１の色の光（ここでは赤色の光）を透過する赤カラーフィルタ（第１カラーフィルタ）２２Ｒ、第２の色の光（ここでは緑色の光）を透過する緑カラーフィルタ（第２カラーフィルタ）２２Ｇおよび第３の色の光（ここでは青色の光）を透過する青カラーフィルタ（第３カラーフィルタ）２２Ｂを含むカラーフィルタ層２２を有する。本実施形態では、対向基板２０は、図１６Ａに示すように、赤カラーフィルタ２２Ｒ、緑カラーフィルタ２２Ｇおよび青カラーフィルタ２２Ｂのいずれもが設けられていない無色領域Ｃｌｒを含んでいる。表示面法線方向から見たとき、無色領域Ｃｌｒは、反射層１２の第２領域１２ｂの少なくとも一部に重なる。図示している例では、赤カラーフィルタ２２Ｒ、緑カラーフィルタ２２Ｇおよび青カラーフィルタ２２Ｂは、列方向に沿って延びるストライプ状であり、無色領域Ｃｌｒは、複数の画素のうちの行方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素間に位置している。また、表示面法線方向から見たとき、無色領域Ｃｌｒは、画素電極１１に重ならない。

反射層１２の第２領域１２ｂに重なるように配置されたカラーフィルタやブラックマトリクスは、反射率を低下させる要因となる。本実施形態のように、対向基板２０が、反射層１２の第２領域１２ｂの少なくとも一部に重なる無色領域Ｃｌｒを含むことにより、反射率を向上させることができる。また、無色領域Ｃｌｒを画素電極１１に重ならないように配置することにより、単色表示時の色純度の低下を抑制することができる。

本実施形態の液晶表示装置６００を作製し（実施例６）、反射率の改善効果および色再現範囲（ＮＴＳＣ比）を検証した結果を説明する。作製した液晶表示装置６００の画面サイズは１．２型であり、１つの画素Ｐのサイズは、縦１２６μｍ×横４２μｍであった。ＴＦＴ基板１０の第１配向膜１５および対向基板２０の第２配向膜２５のうち、第２配向膜２５にのみラビング処理を行った。従って、第１配向膜１５および第２配向膜２５のうち、第２配向膜２５のみがプレチルト方位を規定する。液晶層３０の厚さ（セルギャップ）は３μｍであり、液晶層３０の液晶材料には、白電圧印加時（つまり液晶分子が水平配向した状態）においてツイスト角が７０°となるようにカイラル剤を添加した。駆動方式は、フィールド反転駆動（方式（Ｃ））である。行方向に沿った無色領域Ｃｌｒの幅ｗ１は２．０μｍであり、行方向に沿って隣接する画素電極１１の間隔ｗ２は２．５μｍであった。

実施例６に加え、図１７に示す実施例７の液晶表示装置７００も作製し、実施例６との比較を行った。実施例７の液晶表示装置７００は、対向基板２０が無色領域Ｃｌｒを有していない点以外は、実施例６と同じ構成を有している。

表９に、実施例６および７について、得られた反射率およびＮＴＳＣ比（相対比）を示す。

表９から、実施例６では、実施例７よりも反射率が向上していることがわかる。また、表９から、実施例６では、実施例７と同等の色再現範囲が得られていることもわかる。このように、無色領域Ｃｌｒを設けることによって反射率を向上できることと、無色領域Ｃｌｒを画素電極１１には重ねないことによって単色表示時の色純度の低下を抑制できることが確認された。なお、ここでは、反射型の液晶表示装置を例として説明を行ったが、半透過型の液晶表示装置においても同様の効果を得ることができる。

（実施形態７）
図１８、図１９Ａおよび図１９Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置８００を説明する。本実施形態の液晶表示装置８００は、反射型の液晶表示装置である。図１８は、液晶表示装置８００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置８００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図１９Ａおよび図１９Ｂは、液晶表示装置８００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図１８中の１９Ａ－１９Ａ’線および１９Ｂ－１９Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置８００が、実施形態１における液晶表示装置１００と異なる点を中心に説明を行う。

液晶表示装置８００の反射層１２は、凹凸形状を有しない（つまり平坦な）第１層間絶縁層１３上に形成されている。そのため、反射層１２は、凹凸表面構造を有しておらず、鏡面反射層として機能する。

液晶表示装置８００は、対向基板２０の観察者側に配置された円偏光板４０と、液晶層３０よりも観察者側に配置された光散乱層４１をさらに備える。光散乱層４１は、例えば異方性光散乱フィルムである。図示している例では、光散乱層４１は、基板２０ａと円偏光板４０との間に配置されている。

本実施形態では、光散乱層４１によって光が散乱されることにより、ペーパーホワイトに近い表示を実現することができる。

（実施形態８）
図２０、図２１Ａおよび図２２Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１０００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１０００は、半透過型の液晶表示装置である。図２０は、液晶表示装置１０００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１０００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図２１Ａおよび図２１Ｂは、液晶表示装置１０００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２０中の２１Ａ－２１Ａ’線および２１Ｂ－２１Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置１０００が、実施形態７における液晶表示装置８００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態の液晶表示装置１０００は、複数の画素Ｐのそれぞれが、反射領域Ｒｆに加え、透過モードで表示を行う透過領域Ｔｒを含む点において、実施形態７の液晶表示装置８００と異なっている。透過領域Ｔｒ内には、画素電極１１の一部が位置している。図示している例では、画素Ｐの中央に透過領域Ｔｒが位置している。また、液晶表示装置１０００は、ＴＦＴ基板１０の背面側に配置されたさらなる円偏光板４２を備える。

本実施形態の液晶表示装置１０００においても、反射層１２は凹凸表面構造を有していないが、光散乱層４１によって光が散乱されることにより、ペーパーホワイトに近い表示を実現することができる。

（光散乱層の配置）
図１９Ａ、図１９Ｂ、図２１Ａおよび図２１Ｂには、光散乱層（異方性光散乱フィルム）４１が基板２０ａと円偏光板４０との間に位置する配置を例示したが、光散乱層４１の配置はこの例に限定されない。

図２２Ａに、光散乱層４１の配置の他の例を示す。図２２Ａに示す例では、光散乱層４１は、円偏光板４０の観察者側に配置されている。

図２２Ｂに、光散乱層４１の配置のさらに他の例を示す。図２２Ｂに示す例では、円偏光板４０は、直線偏光板４０ａと、直線偏光板４０ａの背面側に設けられた位相差層４０ｂとから構成されており、光散乱層４１は、直線偏光板４０ａと位相差層４０ｂとの間に配置されている。なお、位相差層４０ｂが２層以上設けられてもよい。

図２２Ｃに、光散乱層４１の配置のさらに他の例を示す。図２２Ｃに示す例では、円偏光板４０は、直線偏光板４０ａと、直線偏光板４０ａの背面側に設けられたλ／２板４０ｂ１と、λ／２板４０ｂ１の背面側に設けられたλ／４板４０ｂ２とを含む広帯域円偏光板であり、光散乱層４１は、λ／２板４０ｂ１とλ／４板４０ｂ２との間に配置されている。なお、λ／２板４０ｂ１が２枚設けられてもよい。

（実施形態９）
図２３、図２４Ａおよび図２４Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１１００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１１００は、反射型の液晶表示装置である。図２３は、液晶表示装置１１００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１１００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図２４Ａおよび図２４Ｂは、液晶表示装置１１００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２３中の２４Ａ－２４Ａ’線および２４Ｂ－２４Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置１１００が、実施形態１における液晶表示装置１００と異なる点を中心に説明を行う。

液晶表示装置１１００の液晶層３０は、液晶分子３１および二色性色素３２を含む。つまり、液晶表示装置１１００は、いわゆるゲストホスト型である。二色性色素の色は、例えば黒色である。液晶材料への二色性色素の添加量は、例えば３重量％である。液晶層３０に電圧が印加されていないとき、液晶分子３１および二色性色素３２は水平配向しており、この状態において黒表示が行われる。液晶層３０に所定の電圧が印加されると、液晶分子３１および二色性色素３２は垂直配向し、この状態において白表示が行われる。ゲストホスト型の液晶表示装置１１００では、偏光板は不要である。従って、表示の明るさが向上する。なお、第２層間絶縁層１４は、実質的に位相差を有していない。

（実施形態１０）
図２５、図２６Ａおよび図２６Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１２００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１２００は、反射型の液晶表示装置である。図２５は、液晶表示装置１２００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１２００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図２６Ａおよび図２６Ｂは、液晶表示装置１２００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２５中の２６Ａ－２６Ａ’線および２６Ｂ－２６Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置１２００が、実施形態９における液晶表示装置１１００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態の液晶表示装置１２００は、反射層１２を覆う第２層間絶縁層１４Ａとして、位相差層（インセル位相差膜）を備えている。位相差層１４Ａは、具体的には、λ／４板として機能する。λ／４板として機能する位相差層１４Ａの遅相軸は、例えば、電圧無印加状態における二色性色素の吸光軸と略４５°の角をなすように配置される。位相差層１４Ａが設けられていることにより、コントラスト比が向上する。

（実施形態１１）
図２７、図２８Ａおよび図２８Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１３００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１３００は、半透過型の液晶表示装置である。図２７は、液晶表示装置１３００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１３００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図２８Ａおよび図２８Ｂは、液晶表示装置１３００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２７中の２８Ａ－２８Ａ’線および２８Ｂ－２８Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置１３００が、実施形態１０における液晶表示装置１２００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態の液晶表示装置１３００は、複数の画素Ｐのそれぞれが、反射領域Ｒｆに加え、透過モードで表示を行う透過領域Ｔｒを含む点において、実施形態１０の液晶表示装置１２００と異なっている。透過領域Ｔｒ内には、画素電極１１の一部が位置している。図示している例では、画素Ｐの中央に透過領域Ｔｒが位置している。なお、第２層間絶縁膜１４は、実質的に位相差を有していない。

本実施形態の液晶表示装置１３００も、ゲストホスト型である。対向基板２０の観察者側（表側）に偏光板は不要である。ＴＦＴ基板１０の背面側（裏側）に偏光板が設けられていなくもよいし、設けられていてもよい。

（実施形態１２）
図２９、図３０Ａおよび図３０Ｂを参照しながら、本実施形態における液晶表示装置１４００を説明する。本実施形態の液晶表示装置１４００は、半透過型の液晶表示装置である。図２９は、液晶表示装置１４００を模式的に示す平面図であり、液晶表示装置１４００の３つの画素Ｐに対応した領域を示している。図３０Ａおよび図３０Ｂは、液晶表示装置１４００を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２９中の３０Ａ－３０Ａ’線および３０Ｂ－３０Ｂ’線に沿った断面構造を示している。以下では、本実施形態の液晶表示装置１４００が、実施形態１１における液晶表示装置１３００と異なる点を中心に説明を行う。

本実施形態の液晶表示装置１４００は、反射層１２を覆う第２層間絶縁層１４Ａとして、位相差層（インセル位相差膜）を備えている。また、液晶表示装置１４００は、ＴＦＴ基板１０の背面側に設けられた円偏光板４２を備えている。位相差層１４Ａは、具体的には、λ／４板として機能する。位相差層１４Ａが設けられていることにより、コントラスト比が向上する。

本発明の実施形態は、各画素が反射モードで表示を行う反射領域を含む液晶表示装置（つまり反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置）に広く適用することができる。

１０ ＴＦＴ基板
１１ 画素電極
１１ａ サブ画素電極
１２ 反射層
１２ａ 第１領域
１２ｂ 第２領域
１３ 第１層間絶縁層
１４、１４Ａ 第２層間絶縁層
１５ 第１配向膜
２０ 対向基板
２１ 対向電極
２２ カラーフィルタ層
２２Ｒ 赤カラーフィルタ
２２Ｇ 緑カラーフィルタ
２２Ｂ 青カラーフィルタ
２５ 第２配向膜
３０ 液晶層
３１ 液晶分子
３２ 二色性色素
４０ 円偏光板
４１ 光散乱層
４２ 円偏光板
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 液晶表示装置
１０００、１１００、１２００、１３００、１４００ 液晶表示装置
Ｐ 画素
Ｓｐ サブ画素
Ｒｆ 反射領域
Ｔｒ 透過領域
ＣＰ コンタクト部
Ｃｌｒ 無色領域

Claims (16)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
   を備え、
   複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
   前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
   前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極に対して前記液晶層とは反対側に位置する反射層と、を有し、
   前記反射層は、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第１領域と、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の２つの画素間に位置する第２領域とを含み、
   前記複数の画素のうちの行方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素、前記複数の画素のうちの列方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素、または、前記複数の画素のすべての画素、の前記液晶層に同極性の電圧が印加され、
   前記第１基板は、前記反射層を覆うように設けられた透明絶縁層をさらに有し、
   前記画素電極は、透明導電材料から形成されており、前記透明絶縁層上に配置されており、
   前記複数の画素のそれぞれは、透過モードで表示を行う透過領域をさらに含み、
   前記画素電極の一部が前記透過領域内に位置している、液晶表示装置。
2. 前記透過領域における前記液晶層の厚さは、前記反射領域における前記液晶層の厚さよりも大きい、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第１基板は、前記画素電極に電気的に接続されたバックプレーン回路と、前記バックプレーン回路を覆うように設けられたさらなる透明絶縁層とを有し、
   前記反射層は、前記さらなる透明絶縁層上に配置されており、
   前記さらなる透明絶縁層は、前記透過領域内に形成された第１コンタクトホールを有し、
   前記透明絶縁層は、前記透過領域内に形成された第２コンタクトホールを有し、
   前記第１基板は、前記第１コンタクトホールおよび前記第２コンタクトホールにおいて前記画素電極と前記バックプレーン回路とを電気的に接続するコンタクト部をさらに有し、
   前記コンタクト部は、透明導電材料から形成されている、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１基板は、前記液晶層に接するように設けられた第１配向膜を有し、
   前記第２基板は、前記液晶層に接するように設けられた第２配向膜を有し、
   前記第１配向膜および前記第２配向膜の少なくとも一方は、前記透過領域と前記反射領域とで異なるプレチルト方位を規定する、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記第１配向膜および前記第２配向膜の前記少なくとも一方には光配向処理が施されている、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第２基板は、前記画素電極に対向するように設けられた対向電極を有し、
   前記対向電極は、透明導電材料から形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. 前記第２基板は、第１の色の光を透過する第１カラーフィルタ、第２の色の光を透過する第２カラーフィルタおよび第３の色の光を透過する第３カラーフィルタを含むカラーフィルタ層を有し、
   前記第２基板は、前記第１カラーフィルタ、前記第２カラーフィルタおよび前記第３カラーフィルタのいずれもが設けられていない無色領域を含み、
   表示面法線方向から見たとき、前記無色領域は、前記反射層の前記第２領域の少なくとも一部に重なる、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 表示面法線方向から見たとき、前記無色領域は、前記画素電極に重ならない、請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 第１基板と、
   前記第１基板に対向する第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶層と、
   を備え、
   複数の行および複数の列を含むマトリクス状に配列された複数の画素を有する液晶表示装置であって、
   前記複数の画素のそれぞれは、反射モードで表示を行う反射領域を含み、
   前記第１基板は、前記複数の画素のそれぞれに設けられた画素電極と、前記画素電極に対して前記液晶層とは反対側に位置する反射層と、を有し、
   前記反射層は、前記複数の画素のそれぞれ内に位置する第１領域と、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の２つの画素間に位置する第２領域とを含み、
   前記複数の画素のうちの行方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素、前記複数の画素のうちの列方向に沿って互いに隣接する任意の２つの画素、または、前記複数の画素のすべての画素、の前記液晶層に同極性の電圧が印加され、
   前記第２基板は、第１の色の光を透過する第１カラーフィルタ、第２の色の光を透過する第２カラーフィルタおよび第３の色の光を透過する第３カラーフィルタを含むカラーフィルタ層を有し、
   前記第２基板は、前記第１カラーフィルタ、前記第２カラーフィルタおよび前記第３カラーフィルタのいずれもが設けられていない無色領域を含み、
   表示面法線方向から見たとき、前記無色領域は、前記反射層の前記第２領域の少なくとも一部に重なる、液晶表示装置。
10. 表示面法線方向から見たとき、前記無色領域は、前記画素電極に重ならない、請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２基板は、前記複数の画素のうちの互いに隣接する任意の２つの画素間にはブラックマトリクスを有しない、請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
12. 前記複数の画素のそれぞれに接続されたメモリ回路をさらに備える、請求項１から１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
13. 前記複数の画素のすべての画素の前記液晶層に同極性の電圧が印加される、請求項１から１２のいずれかに記載の液晶表示装置。
14. 前記反射層の前記第１領域および前記第２領域のそれぞれは、凹凸表面構造を有する、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
15. 前記液晶層よりも観察者側に配置された光散乱層をさらに備える、請求項１から１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
16. 前記液晶層は、液晶分子および二色性色素を含む、請求項１から１５のいずれかに記載の液晶表示装置。

Images