JP5098272B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶分子の配向方位を基板面と実質的に平行な面内において制御して表示する液晶表示装置に関する。

液晶表示装置として、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の基板間の間隙に、液晶分子がその分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板面と実質的に平行に配列した液晶層を封入し、前記一対の基板の互いに対向する内面のうちの一方の基板の内面に、一対ずつマトリックス状に配列させて、各対毎に、その間への表示データに対応する電圧の印加により前記基板面と実質的に平行な横電界を生成し、この横電界により前記液晶分子の配列方位を前記基板面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側とは反対側から入射して前記観察側へ出射する透過光の強度を制御する画素を形成する複数の電極を設け、前記一対の基板の外面にそれぞれ偏光板を配置したものがある（特許文献１参照）。

この液晶表示装置は、各画素の一対の電極間に表示データに対応した横電界を生成することにより、前記各画素の液晶分子の配向方位を前記基板面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示する。
特開２００２−８２３５７号公報

この発明は、液晶分子の配向方位を基板面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示し、しかも、観察側から入射した光を反射し、その光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する反射表示と、観察側とは反対側から入射した光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する透過表示と、を明暗を反転させること無く行なうことができる液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

前記目的を果たすため、本発明の液晶表示装置の一態様は、予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側及びその反対側の一対の基板と、前記一対の基板間の間隙に封入され、液晶分子がその分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板面と実質的に平行に配列した液晶層と、前記一対の基板の互いに対向する内面のうちの一方の基板の内面に、一対ずつマトリックス状に配列させて設けられ、各対毎に、その間への表示データに対応する電圧の印加により前記基板面と実質的に平行な横電界を生成し、この横電界により前記液晶分子の配列方位を前記基板面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側から入射し、前記反対側の基板の内面または外面に設けられた反射膜により反射されて前記観察側へ出射する反射光の強度を制御する反射表示部を形成する複数対の反射制御電極と、前記一方の基板の内面に、前記複数対の反射制御電極にそれぞれ対応させてその側方に一対ずつ設けられ、各対毎に、その間への前記表示データに対応する電圧の印加により前記基板面と実質的に平行な横電界を生成し、この横電界により前記液晶分子の配列方位を前記基板面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側とは反対側から入射して前記観察側へ出射する透過光の強度を制御する透過表示部を形成し、その透過表示部と対応する前記反射表示部と共に１つの画素を構成する複数対の透過制御電極と、前記一対の基板の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板と、前記反射表示部の輝度変化の予め定めた範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調にそれぞれ対応する複数の反射輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した反射輝度階調電圧を、前記各対の反射制御電極間に印加する反射部駆動手段と、前記透過表示部の輝度変化の予め定めた範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各透過輝度諧調にそれぞれ対応する複数の透過輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した透過輝度諧調電圧を、前記各対の透過制御電極間に印加する透過部駆動手段と、を有する駆動部と、を備え、前記反射表示部と前記透過表示部との一方の表示部は、横電界が生成されないときに輝度が最大となる無電界明表示型の液晶素子を形成し、他方の表示部は、横電界が生成されないときに輝度が最小となる無電界暗表示型の液晶素子を形成し、前記反射部駆動手段は、前記反射表示部の予め定めた輝度変化範囲に対する前記表示データに対応した前記反射表示部の輝度の割合が、前記透過表示部の予め定めた輝度変化範囲に対する前記表示データに対応した前記透過表示部の輝度の割合と実質的に等しい前記反射輝度諧調に対応する前記反射輝度諧調電圧を、前記各対の反射制御電極間に印加する、ことを特徴とする。

この発明の液晶表示装置によれば、各画素の反射表示部による、観察側から入射した光を反射し、その光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する反射表示と、前記各画素の透過表示部による、観察側とは反対側から入射した光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する透過表示と、を行なうことができる。

（第１の実施形態）
図１〜図１０はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置を構成する液晶表示素子の一方の基板の一部分の平面図、図２は前記液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図、図３は前記液晶表示素子の図１のIII−III線に沿う断面図、図４は前記液晶表示素子の図１のIV−IV線に沿う断面図、図５は前記液晶表示素子の一対の基板の配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きを示す図、図６は前記液晶表示素子の各画素の反射表示部と透過表示部の電圧−輝度特性図、図７は前記液晶表示素子の各画素の反射表示部と透過表示部の輝度階調と駆動電圧の関係図、図８は前記液晶表示素子を駆動する駆動部のブロック回路図、図９は前記液晶表示素子の１つの画素における反射表示部と透過表示部の明表示のときの液晶分子の配列方位を示す図、図１０は前記液晶表示素子の１つの画素における反射表示部と透過表示部の暗表示のときの液晶分子の配列方位を示す図である。

この液晶表示装置は、液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１を駆動するための駆動部３７とからなっている。

前記液晶表示素子１は、図１〜図４のように、予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側（図２〜図４において上側）及びその反対側の一対の透明基板１１，１２と、前記一対の基板１１，１２間の間隙に封入され、液晶分子１３ａがその分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板１１，１２面と実質的に平行に配列した液晶層１３と、前記一対の基板１１，１２の互いに対向する内面のうちの一方の基板の内面、例えば観察側とは反対側の基板１２の内面に、一対ずつマトリックス状に配列させて設けられ、各対毎に反射表示部１００ａを形成する複数対の透明な反射制御電極１４，１５と、前記反対側の基板１２の内面に、前記複数対の反射制御電極１４，１５にそれぞれ対応させてその側方に一対ずつ設けられ、各対毎に透過表示部１００ｂを形成し、その透過表示部１００ｂが対応する前記反射表示部１００ａと共に１つの画素１００を構成する複数対の透明な透過制御電極１６，１７と、前記一対の基板１１，１２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板３４，３５とを備えている。

以下、前記観察側の基板１１を前基板、観察側とは反対側の基板１２を後基板、前記前基板１１の外面に配置された観察側の偏光板３４を前側偏光板、前記後基板１２の外面に配置された反対側の偏光板３５を後側偏光板という。

なお、前記一対の基板１１，１２は、図示しない枠状のシール材を介して接合されており、前記液晶層１３は、前記一対の基板１１，１２間の間隙の前記シール材により囲まれた領域に封入されている。

この液晶表示素子１は、アクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一対の反射制御電極１４，１５の一方１４は、前記反射表示部１００ａ毎にそれぞれ設けられた反射制御信号電極、前記一対の透過制御電極１６，１７の一方１６は、前記透過表示部１００ｂ毎にそれぞれ設けられた透過制御信号電極、前記一対の反射制御電極１４，１５の他方１５と、前記一対の透過制御電極１６，１７の他方１７は、前記反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６と絶縁して設けられ、前記反射制御信号電極１４との間、及び前記透過制御信号電極１６との間に、前記基板１１，１２面と実質的に平行な横電界Ｅ（図９及び図１０参照）を生成する反射制御コモン電極及び透過制御コモン電極である。

前記各対の反射制御電極１４，１５により形成された複数の反射表示部１００ａは、行方向（液晶表示素子１の画面の左右方向）に密な間隔で配列し、列方向（画面の上下方向）に、隣合う反射表示部１００ａ，１００ａ間にそれぞれ前記透過表示部１００ｂに対応する間隔を設けて配列している。

また、前記各対の透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７とにより形成された複数の透過表示部１００ｂは、前記複数の反射表示部１００ａ毎に、その前記列方向の一側（図１において下側）にそれぞれ形成されており、互いに対応する反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂにより構成された各画素１００は、縦幅（画面の上下方向の幅）が横幅（画面の左右方向の幅）よりも大きい縦長矩形形状を有し、前記行方向及び列方向にマトリックス状に配列している。

さらに、前記反射制御電極１４，１５及び透過制御電極１６，１７が設けられた後基板１２の内面には、前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂとからなるマトリックス状に配列した複数の画素１００毎に配置された反射部用と透過部用の一対の能動素子１９ａ，１９ｂと、前記行方向に配列された複数の画素１００からなる各画素行毎に２本ずつ設けられた複数の走査線２５ａ，２５ｂと、前記列方向に配列された複数の画素１００からなる各画素列毎に１本ずつ設けられた複数の信号線２６とが設けられている。

前記反射部用と透過部用の一対の能動素子１９ａ，１９ｂはそれぞれ、信号の入力電極２３ａ，２３ｂ及び出力電極２４ａ，２４ｂと、前記入力電極２３ａ，２３ｂと出力電極２４ａ，２４ｂとの間の導通を制御する制御電極２０ａ，２０ｂとを有しており、これらの能動素子１９ａ，１９ｂのうち、反射部用能動素子１９ａの制御電極２０ａが、前記各画素行毎に設けられた前記２本の走査線２５ａ，２５ｂの一方２５ａに接続され、透過部用能動素子１９ｂの制御電極２０ｂが、他方の走査線２５ｂに接続されるとともに、前記反射部用と透過部用の一対の能動素子１９ａ，１９ｂの両方の入力電極２０ａ，２０ｂが、前記各画素列毎に設けられた前記１本の信号線２６に接続されている。

前記反射部用と透過部用の一対の能動素子１９ａ，１９ｂは、いずれもＴＦＴ（薄膜トランジスタ）であり、前記後基板１２の基板面上に形成されたゲート電極（制御電極）２０ａ，２０ｂと、前記ゲート電極２０ａ，２０ｂを覆って後基板１２の略全面に形成された透明なゲート絶縁膜２１と、このゲート絶縁膜２１の上に前記ゲート電極２０ａ，２０ｂと対向させて形成されたｉ型半導体膜２２ａ，２２ｂと、前記ｉ型半導体膜２２ａ，２２ｂ両側部の上にｎ型半導体膜（図示せず）を介して設けられたドレイン電極（入力電極）２３ａ，２３ｂ及びソース電極（出力電極）２４ａ，２４ｂとからなっている。

前記走査線２５ａ，２５ｂは、前記後基板１２の基板面上に、各行の画素１００の反射表示部１００ａと反射表示部１００ａの一側（図１において下側）にそれぞれ対応させて前記画素行と平行に形成されており、これらの各画素行毎に２本ずつ設けられた走査線２５ａ，２５ｂのうち、前記反射表示部１００ａに対応する走査線２５ａが、各行の反射部用ＴＦＴ１９ａのゲート電極２０ａに接続され、前記透過表示部１００ｂに対応する走査線２５ｂが、各行の透過部用ＴＦＴ１９ｂのゲート電極２０ａに接続されている。

また、前記信号線２６は、前記ゲート絶縁膜２１の上に、前記各画素列毎に、前記画素列の一側（図１において左側）に前記画素列と平行に形成され、各列の反射部用ＴＦＴ１９ａ及び透過部用ＴＦＴ１９ｂの両方のドレイン電極２３ａ，２３ｂに接続されている。

なお、前記後基板１２の縁部には、前記前基板１１の外方に張出す端子配列部（図示せず）が形成されており、前記走査線２５ａ，２５ｂ，及び信号線２６は、前記端子配列部に設けられた複数の走査線端子及び信号線端子に接続されている。

そして、前記反射制御コモン電極１５と透過制御コモン電極１７は、前記ゲート絶縁膜２１の上に形成され、前記反射制御信号電極１４と透過制御信号電極１６は、前記コモン電極１５，１７及びＴＦＴ１９ａ，１９ｂを覆って前記後基板１２の略全面に形成された透明な層間絶縁膜２７の上に形成されている。すなわち、前記反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６と前記反射制御コモン電極１５及び透過制御コモン電極１７は、前記層間絶縁膜２７により絶縁されている。

前記反射制御信号電極１４は、前記各画素１００の反射表示部１００ａを形成するための予め定めた領域に、前記画素１００の縦幅方向（画面の上下方向）に沿う複数の櫛歯部１４ｂが間隔を設けて互いに平行に形成され、これらの櫛歯部１４ｂの長さ方向の一端側に、前記複数の櫛歯部１４ｂ同士をつなぐ櫛歯接続部１４ｄが形成された透明な第１の櫛形導電膜（例えばＩＴＯ膜）１４ａからなっており、前記透過制御信号電極１６は、前記各画素１００の透過表示部１００ｂを形成するための予め定めた領域に、前記画素１００の縦幅方向に沿う複数の櫛歯部１６ｂが間隔を設けて互いに平行に形成され、これらの櫛歯部１６ｂの長さ方向の一端に、前記複数の櫛歯部１６ｂ同士をつなぐ櫛歯接続部１６ｄが形成された透明な第２の櫛形導電膜（例えばＩＴＯ膜）１６ａからなっている。

なお、この実施例では、前記第１の櫛形導電膜１４ａの複数の櫛歯部１４ｂと前記第２の櫛形導電膜１６ａの複数の櫛歯部１６ｂとを同じ長さ及び幅に形成することにより、前記反射制御信号電極１４と透過制御信号電極１６の形状を同じにし、前記各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの面積を実質的に同じにしている。

前記第１と第２の櫛形導電膜１４ａ，１６ａの各櫛歯部１４ｂ，１６ｂは、液晶表示素子１の画面の上下方向、つまり前記画面の縦軸ｙに対して、左右いずれか一方回りの方向、例えば観察側から見て右回り方向に５°〜１５°の角度θ（図９及び図１０参照）で傾いた方向に沿う細長形状に形成されている。

また、前記第１と第２の櫛形導電膜１４ａ，１６ａの各櫛歯部１４ｂ，１６ｂの幅Ｄ１１，Ｄ１２と、隣合う櫛歯部１４ｂ，１４ｂ間及び１６ｂ，１６ｂ間の間隔Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１は、１／３〜３／１、好ましくは１／１に設定されている。

そして、前記反射制御信号電極１４を形成する第１の櫛形導電膜１４ａの櫛歯接続部１４ｄの一端側は、前記反射部用ＴＦＴ１９ａのソース電極２４ａ上に前記層間絶縁膜２７を介して重なり、前記透過制御信号電極１６を形成する第２の櫛形導電膜１６ａの櫛歯接続部１６ｄの一端側は、前記透過部用ＴＦＴ１９ｂのソース電極２４ｂ上に前記層間絶縁膜２７を介して重なっており、前記層間絶縁膜２７に設けられた図示しないコンタクト孔において前記各ＴＦＴ１９ａ，１９ｂのソース電極２４ａ，２４ｂにそれぞれ接続されている。

また、前記ゲート絶縁膜２１の上に形成された前記反射制御コモン電極１５と透過制御コモン電極１７とは、前記各画素行毎にその全長にわたって設けられ、前記第１の櫛形導電膜１４ａと前記第２の櫛形導電膜１６ａとが互いに対応する領域毎に、前記第１と第２の櫛形導電膜１４ａ，１６ａの両方に対応する縦長矩形形状の電極部１８ａが形成され、これらの電極部１８ａの長手方向の一端側に、隣合う電極部１８ａ，１８ａ同士をつなぐ接続部１８ｂが形成された透明な行方向導電膜（例えばＩＴＯ膜）１８からなっている。なお、この行方向導電膜１８は、前記画素行の全長にわたって、前記第１と第２の櫛形導電膜１４ａ，１６ａの両方に対応する幅に形成してもよい。

なお、前記行方向導電膜１８は、前記複数の信号線２６の上を横切って形成されており、この前記行方向導電膜１８と前記信号線２６との交差部は、前記信号線２６を覆って設けられた図示しない絶縁膜により絶縁されている。

前記各画素行にそれぞれ対応する複数の行方向導電膜１８は、前記複数の反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６の配列領域の一端側の外側において共通接続されており（図示せず）、その共通接続部は、前記後基板１２の前記端子配列部に設けられたコモン電極端子に接続されている。

さらに、前記後基板１２の内面には、前記複数対の反射制御信号電極１４及びコモン電極１５にそれぞれ対応させて、観察側（前基板１１の外面側）から入射した光を前記観察側へ反射する反射膜２８が設けられている。この反射膜２８は、銀またはアルミニウム合金膜等の高い光反射率を有する金属膜からなっており、前記後基板１２の基板面上に形成され、前記ゲート絶縁膜２１により覆われている。なお、この反射膜２８は、前記後基板１２の外面に設けてもよい。

そして、前記第１の櫛形導電膜１４ａからなる複数の反射制御信号電極１４と、前記行方向導電膜１８からなる反射制御コモン電極１５とのうち、互いに対応する各対の反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５は、各対毎に、その電極１４，１５間への表示データに対応する電圧の印加により前記基板１１，１２面と実質的に平行な横電界Ｅを生成し、この横電界Ｅにより前記液晶分子１３ａの配列方位を前記基板１１，１２面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側から入射し、前記反射膜２８により反射されて前記観察側へ出射する反射光の強度を制御する反射表示部１００ａを形成している。

また、前記第２の櫛形導電膜１６ａからなる複数の透過制御信号電極１６と、前記行方向導電膜１８からなる透過制御コモン電極１７とのうち、互いに対応する各対の透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７は、各対毎に、その電極１６，１７間への前記表示データに対応する電圧の印加により前記基板１１，１２面と実質的に平行な横電界Ｅを生成し、この横電界Ｅにより前記液晶分子１３ａの配列方位を前記基板１１，１２面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側とは反対側から入射して前記観察側へ出射する透過光の強度を制御する透過表示部１００ｂを形成している。

一方、前記前基板１１の内面には、前記複数の画素１００，１００間の領域及び各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂと前記複数のＴＦＴ１９ａ，１９ｂに対応する遮光膜２９が形成されており、その上に、前記複数の画素１００にそれぞれ対応する赤、緑、青の３色のカラーフィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが設けられている。

そして、前記一対の基板１１，１２の内面にはそれぞれ、前記前基板１１に設けられたカラーフィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ及び前記後基板１２に設けられた各コモン電極１５，１７を覆って、ポリイミド膜等からなる水平配向膜３１，３２が形成されており、これらの基板１１，１２の内面は、前記配向膜３１，３２の膜面を互いに平行で且つ逆向き方向にラビングすることにより配向処理されている。

前記液晶層１３は、正の誘電異方性を有するネマティック液晶からなっており、その液晶分子１３ａは、分子長軸を、前記一対の基板１１，１２の内面の配向処理方向により規定される予め定めた一方の方向に揃え、その方向に僅かにプレチルトした状態で、前記基板１１，１２面と実質的に平行に配列している。

また、前記一方の基板１１，１２の少なくともいずれか一方の内面、例えば前基板１１の内面には、前記各画素１００の反射表示部１００ａにそれぞれ対応させて、前記反射表示部１００ａの液晶層厚ｄ_１を、前記各画素１００の透過表示部１００ｂの液晶層厚ｄ_２の約１／２に調整するための液晶層厚調整膜３３が設けられている。

この液晶層厚調整膜３３は、前記カラーフィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの上に透明な絶縁材により形成されており、前記前基板１１の内面の配向膜３１は、前記液晶層厚調整膜３３を覆って形成されている。

さらに、前記前基板１１とその外面に配置された前側偏光板３４との間には、前記前基板１１の全面にわたって、外部からの静電気を遮断するための一枚膜状の透明な静電気遮断導電膜３６が設けられている。

前記一対の基板１１，１２の配向処理方向（配向膜３１，３２のラビング方向）１１ａ，１２ａと、前記一対の偏光板３４，３５の吸収軸３４ａ，３５ａの向きは、図５のように設定されている。

すなわち、前基板１１の内面と後基板１２の内面は、前記画面の左右方向、つまり画面の横軸ｘに対して実質的に９０°ずれた方向、つまり画面の上下方向に沿って互いに逆向きに配向処理されており、前記液晶層３の液晶分子３ａは、分子長軸を、前記基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａに揃えて前記基板１１，１２面と実質的に平行に配列している。

なお、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に生成される横電界Ｅと、前記透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に生成される横電界Ｅはいずれも、図９及び図１０に示したように、前記櫛形導電膜１４ａ，１６ａからなる前記信号電極１４，１６の各櫛歯部１４ｂ，１６ｂの縁部１４ｃ，１６ｃと、前記行方向導電膜１８からなる前記コモン電極１５，１７の前記信号電極１４，１６の各櫛歯部１４ｂ，１６ｂの縁部１４ｃ，１６ｃに隣接する部分との間に生成する。

これらの横電界Ｅは、前記信号電極１４，１６の各櫛歯部１４ｂ，１６ｂの縁部１４ｃ，１６ｃの長さ方向に対して実質的に直交する方向の電界であり、この実施例では上述したように、前記反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６の櫛歯部１４ｂ，１６ｂを、画面の縦軸ｙに対して観察側から見て右回り方向に５°〜１５°の角度θで傾いた方向に沿う細長形状に形成し、前記一対の基板１１，１２の内面（配向膜３１，３２の膜面）を前記縦軸ｙと実質的に平行な方向に配向処理しているため、前記一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａは、前記横電界Ｅの方向に対して７５°〜８５°の角度で斜めに交差している。

また、前側偏光板３４と後側偏光板３５は、それぞれの吸収軸３４ａ，３５ａを実質的に直交させ、且つ、前側偏光板３４の吸収軸３４ａを、前記一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと実質的に平行にし、後側偏光板３５の吸収軸３５ａを、前記配向処理方向１１ａ，１２ａと実質的に直交させて配置されている。

この液晶表示素子１は、前記各対の反射制御電極１４，１５間と、前記各対の透過制御電極１６，１７間とに、前記基板１１，１２面と実質的に平行な横電界Ｅを生成することにより、液晶分子１３ａの配向方位を前記基板１１，１２面と実質的に平行な面内において制御して画像を表示する。

そして、この液晶表示素子１は、前記複数対の反射制御電極（反射制御信号電極と反射制御コモン電極）１４，１５により、その各対の反射制御電極１４，１５間への表示データに対応する電圧の印加により前記横電界Ｅを生成し、この横電界Ｅにより前記液晶分子１３ａの配列方位を前記基板１１，１２面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側から入射し、前記後基板１２の内面（または外面）に設けられた前記反射膜２８により反射されて前記観察側へ出射する反射光の強度を制御する反射表示部１００ａを形成し、前記複数対の反射制御電極１４，１５にそれぞれ対応させてその側方に設けられた前記複数対の透過制御電極（透過制御信号電極と透過制御コモン電極）１６，１７により、その各対の透過制御電極１６，１７間への前記表示データに対応する電圧の印加により前記基板１１，１２面と実質的に平行な横電界Ｅを生成し、この横電界Ｅにより前記液晶分子３ａの配列方位を前記基板１１，１２面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側とは反対側から入射して前記観察側へ出射する透過光の強度を制御する透過表示部１００ｂを形成し、互いに対応する前記反射表示部１００ａと前記透過表示部１００ｂとによりそれぞれ１つの画素１００を構成しているため、各画素１００の反射表示部１００ａによる、観察側から入射した光を反射し、その光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する反射表示と、前記各画素１００の透過表示部１００ｂによる、観察側とは反対側から入射した光の前記観察側への出射を制御して画像を表示する透過表示と、を行なうことができる。

この液晶表示素子１は、前記一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと、前記一対の偏光板３４，３５の吸収軸３４ａ，３５ａの向きが図５のように設定されているため、前記各画素１００の反射表示部１００ａは、前記横電界Ｅが生成されないときに輝度が最大となる無電界明表示型（以下、ノーマリーホワイト型という）の液晶素子を形成し、透過表示部１００ｂは、前記横電界Ｅが生成されないときに輝度が最小となる無電界暗表示型（以下、ノーマリーブラック型という）の液晶素子を形成している。

すなわち、前記反射表示部１００ａは、観察側から前側偏光板３４により直線偏光となって入射し、液晶層１３を透過して前記反射膜２８により反射され、前記液晶層１３を再び透過し、さらに前記前側偏光板３４を透過した光を前記観察側へ出射する表示部であり、この反射表示部１００ａは、前記前側偏光板３４の吸収軸３４ａが前記一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと平行であるため、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に横電界Ｅを生成しない無電界時、つまり液晶分子３ａが前記配向処理方向１１ａ，１２ａに分子長軸を揃えて配列したときに、輝度が最大となる。

一方、前記透過表示部１００ｂは、観察側とは反対側から後側偏光板３５により直線偏光となって入射し、前記液晶層１３を透過し、さらに前側偏光板３４を透過した光を観察側へ出射する表示部であり、この透過表示部１００ｂは、前記後側偏光板３５の吸収軸３５ａが前記一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａに対して直交し、前記前側偏光板３４の吸収軸３４ａが前記配向処理方向１１ａ，１２ａと平行であるため、前記透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に横電界Ｅを生成しない無電界時、つまり液晶分子３ａが前記配向処理方向１１ａ，１２ａに分子長軸を揃えて配列したときに、輝度が最小となる。

なお、前記前側偏光板３４と後側偏光板３５は、前側偏光板３４の吸収軸３４ａを前記一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａと実質的に直交させ、後側偏光板３５の吸収軸３５ａを前記配向処理方向１１ａ，１２ａと実質的に平行にして配置してもよく、その場合も、前記各画素１００の反射表示部１００ａは、ノーマリーホワイト型の液晶素子を形成し、透過表示部１００ｂは、ノーマリーブラック型の液晶素子を形成する。

前記各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの電圧−輝度特性は、図６のような特性であり、ノーマリーホワイト型の液晶素子を形成している前記反射表示部１００ａは、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に、前記液晶分子１３ａを前記配向処理方向１１ａ，１２ａに対して実質的に４５°回転した方向に分子長軸を揃えて配列させる強さの横電界Ｅを生成させる電圧、例えば４．５Ｖの電圧を印加したときに輝度が最小となり、ノーマリーブラック型の液晶素子を形成している前記透過表示部１００ｂは、前記透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に、前記液晶分子１３ａを前記配向処理方向１１ａ，１２ａに対して実質的に４５°回転した方向に分子長軸を揃えて配列させる強さの横電界Ｅを生成させる電圧（４．５Ｖ）を印加したときに輝度が最大となる。

図６に示した反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの電圧−輝度特性は、前記液晶表示素子１の観察側からの照射光の照度と、前記観察側とは反対側からの照射光の照度とを同じにしたときの特性であり、前記透過表示部１００ｂは、観察側とは反対側から入射した光を前記観察側へ出射するのに対し、前記反射表示部１００ａは、観察側から入射し、液晶層１３、反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５を形成する導電膜１４ａ，１８、ゲート絶縁膜２１、層間絶縁膜２７、カラーフィルタ３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ及び液晶層厚調整膜３３を往復して透過した光を観察側へ出射するため、前記反射表示部１００ａの最大輝度は、前記透過表示部１００ｂの最大輝度よりも低い。

一方、前記液晶表示素子１を駆動するための駆動部３７は、前記液晶表示素子１の前記各対の反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に、図６に示した電圧−輝度特性を有する前記反射表示部１００ａの前記最大輝度から最小輝度までの輝度変化の予め定めた範囲を、複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調にそれぞれ対応する複数の反射輝度階調電圧のうち、表示データに対応した反射輝度階調電圧を印加する反射部駆動手段と、前記液晶表示素子１の前記各対の透過制御電極１６，１７間に、図６に示した電圧−輝度特性を有する前記透過表示部１００ｂの前記最小輝度から最大輝度までの輝度変化の予め定めた範囲を、複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調にそれぞれ対応する複数の透過輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した透過輝度階調電圧を印加する透過部駆動手段と、を有している。

この駆動部３７の前記反射部駆動手段は、前記反射表示部１００ａの予め定めた輝度変化範囲に対する表示データに対応した前記反射表示部１００ａの輝度の割合が、前記透過表示部１００ｂの予め定めた輝度変化範囲に対する前記表示データに対応した前記透過表示部１００ｂの輝度の割合と実質的に等しい反射輝度諧調に対応する反射輝度諧調電圧を、前記各対の反射制御電極１４，１５間に印加するように構成されている。

なお、図６に示したように、前記反射表示部１００ａの最大輝度は、前記透過表示部１００ｂの最大輝度よりも低く、したがって、前記反射表示部１００ａの輝度変化範囲は、前記透過表示部１００ｂの輝度変化範囲よりも狭い。

そのため、前記反射部駆動手段は、前記透過表示部１００ｂの輝度変化範囲よりも狭い前記反射表示部１００ａの輝度変化範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調のうち、前記透過表示部１００ｂの透過輝度階調電圧に対応した透過輝度階調に対応する反射輝度諧調の反射輝度諧調電圧を、前記透過表示部１００ｂに対応する反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に印加するように構成されている。

この実施例では、前記反射表示部１００ａの最大輝度（無電界時の輝度）の１０％〜９０％の範囲を、前記１０％の輝度階調を第１反射輝度階調、前記９０％の輝度階調を第１６反射輝度階調とする１６階調に均等に分割し、その各反射輝度諧調にそれぞれ対応する１６段階の反射輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した反射輝度階調電圧を、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に印加し、前記透過表示部１００ｂの最大輝度（液晶分子１３ａを一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａに対して４５°の方向に配列させる強さの横電界Ｅを生成させたときの輝度）の１０％〜９０％の範囲を、前記１０％の輝度階調を第１透過輝度階調、前記９０％の輝度階調を第１６透過輝度階調とする１６階調に均等に分割し、その各反射輝度諧調にそれぞれ対応する１６段階の透過輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した透過輝度階調電圧を、前記透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に印加するようにしている。

前記反射表示部１００ａの各反射輝度諧調にそれぞれ対応する反射輝度階調電圧は、例えば図７のように、第１反射輝度階調電圧＝１Ｖ、第２反射輝度階調電圧＝１．６５Ｖ、第３反射輝度階調電圧＝１．９Ｖ、…、第１５反射輝度階調電圧＝３．６Ｖ、第１６反射輝度階調電圧＝４Ｖに設定され、前記透過表示部１００ｂの各反射輝度諧調にそれぞれ対応する透過輝度階調電圧は、例えば図７のように、第１透過輝度階調電圧＝４Ｖ、第２透過輝度階調電圧＝３．４Ｖ、第３透過輝度階調電圧＝３．１Ｖ、…、第１５透過輝度階調電圧＝１．４Ｖ、第１６透過輝度階調電圧＝１Ｖに設定されている。

前記駆動部３７は、図８のように、コモン信号を発生し、そのコモン信号を前記液晶表示素子１の前記行方向導電膜１８からなる反射制御コモン電極１５及び透過制御コモン電極１７に供給するコモン信号発生回路３８と、前記液晶表示素子１の反射部用ＴＦＴ１９ａ及び透過部用ＴＦＴ１９ｂのドレイン電極２３ａ，２３ｂとソース電極２４ａ，２４ｂとの間を導通させる走査信号（ＴＦＴ１９ａ，１９ｂをオンさせるゲート信号）を発生し、その走査信号を前記液晶表示素子１の各画素行毎に２本ずつ設けられた各走査線２５ａ，２５ｂに順次供給する走査信号発生回路３９と、画像データに対応する表示データを記憶するディスプレイＲＡＭ４０と、前記コモン信号の電位に対して表示データに対応した電位差をもった反射輝度階調電圧の反射部駆動信号を発生する反射部信号発生回路４１と、前記コモン信号の電位に対して前記表示データに対応した電位差をもった透過輝度階調電圧の透過部駆動信号を発生する透過部信号発生回路４２と、前記反射部駆動信号と透過部駆動信号とを選択的に前記液晶表示素子１の各信号線２６に供給する駆動信号供給回路４３と、前記コモン信号発生回路３８、走査信号発生回路３９、反射部信号発生回路４１及び透過部信号発生回路４２の動作を制御する制御回路４４とにより構成されている。

この駆動部３７は、図示しない外部回路から供給される画像データに基づいて前記液晶表示素子１を駆動するものであり、前記画像データは、前記制御回路４４に供給され、この制御回路４４により前記反射部信号発生回路４１及び透過部信号発生回路４２に送られる。

一方、前記ディスプレイＲＡＭ４０には、画像データに対応する予め定めた階調数、つまり前記第１〜第１６の１６階調の表示データが予め記憶されており、前記反射部信号発生回路４１は、前記制御回路４４からの画像データに基づいて、前記ディスプレイＲＡＭ４０に記憶された表示データのうちの前記画像データに対応した階調の表示データを読み出し、その表示データに対応した反射輝度階調電圧を発生し、前記透過部信号発生回路４２は、前記制御回路４４からの画像データに基づいて、前記ディスプレイＲＡＭ４０に記憶された表示データのうちの前記画像データに対応した階調の表示データを読み出し、その表示データに対応した透過輝度階調電圧を発生する。

すなわち、例えば前記ディスプレイＲＡＭ４０から読み出した表示データが第１輝度階調のデータであるときは、前記反射部信号発生回路４１は、前記コモン信号の電位に対して、図７に示した第１反射輝度諧調に対応する１Ｖの電位差をもった第１反射輝度階調電圧を発生し、前記透過部信号発生回路４２は、前記コモン信号の電位に対して、図７に示した第１透過輝度諧調に対応する４Ｖの電位差をもった第１透過輝度階調電圧を発生する。

そして、前記駆動信号供給回路４３は、前記反射部用ＴＦＴ１９ａのゲート電極２０ａが接続された走査線２５ａへの前記走査信号の供給に同期して、前記反射部信号発生回路４１が発生した反射部駆動信号を前記各信号線２６に供給し、前記透過部用ＴＦＴ１９ｂのゲート電極２０ｂが接続された走査線２５ｂへの前記走査信号の供給に同期して、前記透過部信号発生回路４２が発生した透過部駆動信号を前記各信号線２６に供給する。

なお、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａによる反射表示は、外部環境の光である外光を利用する表示、前記各画素１００の透過表示部１００ｂによる透過表示は、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置された図示しない面光源からの照明光を利用する表示であり、前記面光源は、外光を利用する反射表示の明るさが充分であるときは消灯され、外光の照度が低く、前記反射表示の明るさが不足するときに、図示しない外光照度測定センサの測定値に応じて自動的に点灯されるか、或いは液晶表示装置の使用者による光源スイッチの操作により点灯される。

そして、前記駆動部３７は、前記面光源の消灯／点灯に関係無く、前記走査線２５ａ，２５ｂへの走査信号の順次供給に同期して、前記反射部駆動信号と前記透過部駆動信号とを前記各信号線２６に交互に供給するように構成されている。

すなわち、この液晶表示装置は、前記面光源の消灯／点灯に関係無く、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に、前記反射制御コモン電極１５に供給されたコモン信号と、前記信号線２６から反射部用ＴＦＴ１９ａを介して前記反射制御信号電極１４に供給された反射部駆動信号との電位差に対応する反射輝度階調電圧を印加し、前記各画素１００の透過表示部１００ｂの透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に、前記透過制御コモン電極１７に供給されたコモン信号と、前記信号線２６から透過部用ＴＦＴ１９ｂを介して前記透過制御信号電極１６に供給された透過部駆動信号との電位差に対応する透過輝度階調電圧を印加することにより、前記液晶表示素子１に、その各画素１００の反射表示部１００ａによる反射表示と、前記各画素１００の透過表示部１００ｂによる透過表示とを行なわせるようにしている。

この液晶表示装置は、前記各画素１００の反射表示部１００ａの輝度変化の予め定めた範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調にそれぞれ対応する複数の反射輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した反射輝度階調電圧を、前記反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に印加する反射部駆動手段と、前記各画素１００の透過表示部１００ｂの輝度変化の予め定めた範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各透過輝度諧調にそれぞれ対応する複数の透過輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した透過輝度諧調電圧を、前記透過表示部１００ｂの透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に印加する透過部駆動手段とを有する駆動部３７を備えているため、前記反射表示部１００ａによる反射表示と前記透過表示部１００ｂによる透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。

すなわち、前記液晶表示素子１の液晶層３の液晶分子３ａは、無電界時に、一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａに分子長軸を揃えて配列し、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間、及び前記透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に横電界Ｅが生成されることにより、前記基板１１，１２面と実質的に平行な面内において、前記横電界Ｅの方向に対する分子長軸の角度が小さくなる方向に配列する。

なお、前記横電界Ｅは、上述したように、前記信号電極１４，１６の各櫛歯部１４ｂ，１６ｂの縁部１４ｃ，１６ｃと、前記コモン電極１５，１７の前記信号電極１４，１６の各櫛歯部１４ｂ，１６ｂの縁部１４ｃ，１６ｃに隣接する部分との間に、前記櫛歯部４ｂの長さ方向に対して実質的に直交する方向に沿って生成する。

そして、前記信号電極１４，１６の各櫛歯部１４ｂ，１６ｂは、画面の縦軸ｙ、つまり一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａに対して５°〜１５°の角度θで交差する方向に沿う細長形状に形成されているため、前記横電界Ｅは、前記無電界時における液晶分子１３ａの分子長軸に対して一方の方向に７５°〜８５°の角度で斜めにずれた方向の電界であり、前記液晶分子１３ａは、前記横電界Ｅが生成された反射表示部１００ａの略全域及び前記横電界Ｅが生成された透過表示部１００ｂの略全域において、前記横電界Ｅに対する分子長軸の角度が小さい方向に一様に回転し、その方向に分子長軸を揃えて配列する。

図９は、前記液晶表示素子１の１つの画素１００の反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４に、前記コモン信号の電位に対して図７に示した第１反射輝度諧調に対応する１Ｖの電位差をもった第１反射輝度階調電圧を供給し、前記透過表示部１００ｂの透過制御信号電極１６に、前記コモン信号の電位に対して図７に示した第１透過輝度諧調に対応する４Ｖの電位差をもった第１透過輝度階調電圧を供給したときの前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの液晶分子１３ａの配列方位を示している。

このときは、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に生成する横電界が弱いため、前記反射表示部１００ａの液晶分子１３ａは、一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａからその分子長軸を僅かに回転させた状態で配列する。前記透過表示部１００ｂの液晶分子１３ａは、前記透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に生成した横電界Ｅにより、前記配向処理方向１１ａ，１２ａに対して実質的に４５°の方向に分子長軸を揃えて配列する。

そのため、このときは、ノーマリーホワイト型の液晶素子を生成している前記反射表示部１００ａの表示と、ノーマリーブラック型の液晶素子を生成している前記透過表示部１００ｂの表示とが、いずれも第１輝度階調の明表示になる。

図１０は、前記液晶表示素子１の１つの画素１００の反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４に、前記コモン信号の電位に対して図７に示した第１６反射輝度諧調に対応する４Ｖの電位差をもった第１６反射輝度階調電圧を供給し、前記透過表示部１００ｂの透過制御信号電極１６に、前記コモン信号の電位に対して図７に示した第１６透過輝度諧調に対応する１Ｖの電位差をもった第１６透過輝度階調電圧を供給したときの前記反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの液晶分子１３ａの配列方位を示している。

このときは、前記反射表示部１００ａの液晶分子１３ａが、前記反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に生成した横電界Ｅにより、前記配向処理方向１１ａ，１２ａに対して実質的に４５°の方向に分子長軸を揃えて配列し、前記透過表示部１００ｂの液晶分子１３ａは、一対の基板１１，１２の配向処理方向１１ａ，１２ａからその分子長軸を僅かに回転させた状態で配列する。

そのため、このときは、ノーマリーホワイト型の液晶素子を生成している前記反射表示部１００ａの表示と、ノーマリーブラック型の液晶素子を生成している前記透過表示部１００ｂの表示とが、いずれも第１６輝度階調の暗表示になる。

このように、この液晶表示装置は、前記反射表示部１００ａによる反射表示と前記透過表示部１００ｂによる透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。

そして、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の一対の偏光板３４，３５を、それぞれの吸収軸３４ａ，３５ａを実質的に互いに直交させて配置しているため、前記透過表示の視野を広くすることができる。

また、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂのうち、前記反射表示部１００ａによりノーマリーホワイト型の液晶素子を形成し、前記透過表示部１００ｂによりノーマリーブラック型の液晶素子を形成しているため、前記反射表示と透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができるとともに、前記透過表示部１００ｂに比べて輝度が低い前記反射表示部１００ａによる反射表示を最大限に明るくすることができる。

そして、この液晶表示装置は、前記駆動部３７の反射部駆動手段を、前記反射表示部１００ａの予め定めた輝度変化範囲に対する表示データに対応した前記反射表示部１００ａの輝度の割合が、前記透過表示部１００ｂの予め定めた輝度変化範囲に対する前記表示データに対応した前記透過表示部１００ｂの輝度の割合と実質的に等しい反射輝度諧調に対応する反射輝度諧調電圧を、前記各対の反射制御電極間に印加するように構成しているため、前記反射表示部１００ａによる反射表示と、前記透過表示部１００ｂによる透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。

また、この液晶表示装置は、前記反射部駆動手段を、前記透過表示部１００ｂの輝度変化範囲よりも狭い前記反射表示部１００ａの輝度変化範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調のうち、前記透過表示部１００ｂの透過輝度階調電圧に対応した透過輝度階調に対応する反射輝度諧調の反射輝度諧調電圧を、前記透過表示部１００ｂに対応する前記反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に印加するように構成しているため、輝度の変化範囲が前記透過表示部１００ｂの輝度変化範囲よりも狭い前記反射表示部１００ａによる反射表示の各輝度階調と、前記透過表示部１００ｂによる透過表示の各輝度階調とをバランスさせることができる。

さらに、この液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａを形成する一対の反射制御電極の一方を、前記反射表示部１００ａ毎にそれぞれ設けられた反射制御信号電極１４と、前記各画素１００の透過表示部１００ｂを形成する一対の透過制御電極の一方を、前記透過表示部１００ｂ毎にそれぞれ設けられた透過制御信号電極１６とし、前記一対の反射制御電極の他方と、前記一対の透過制御電極の他方とを、前記反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６と絶縁して設けられ、前記反射制御信号電極１４との間、及び前記透過制御信号電極１６との間に前記横電界を生成する反射制御コモン電極１５及び透過制御電極コモン電極１７とし、前記反射表示部１００ａと前記透過表示部１００ｂとからなる各画素１００毎に、信号の入力電極であるドレイン電極２３ａ，２３ｂ及び出力電極であるソース電極２４ａ，２４ｂと、前記ドレイン電極２３ａ，２３ｂとソース電極２４ａ，２４ｂとの間の導通を制御する制御電極であるゲート電極２０ａ，２０ｂとを有し、前記ゲート電極２０ａ，２０ｂが走査線２５ａ，２５ｂに接続され、前記ドレイン電極２３ａ，２３ｂが信号線２６に接続された反射部用と透過部用の一対のＴＦＴ（能動素子）１９ａ，１９ｂを配置し、そのうちの反射部用ＴＦＴ１９ａのソース電極２４ａを前記反射制御信号電極１４に接続し、透過部用ＴＦＴ１９ｂのソース電極２４ｂを前記透過制御信号電極１６に接続しているため、前記信号線２６から前記反射部用ＴＦＴ１９ａを介して前記反射制御信号電極１４に駆動信号を供給することにより、前記各対の反射制御電極１４，１５間に前記反射輝度諧調電圧を印加し、前記信号線２６から前記透過部用ＴＦＴ１９ｂを介して前記透過制御信号電極１６に駆動信号を供給することにより、前記各対の透過制御電極１６，１７間に前記透過輝度諧調電圧を印加することができる。

また、前記液晶表示素子１は、前記走査線２５ａ，２５ｂを各画素行毎に２本ずつ設け、前記信号線２６を各画素列毎に１本ずつ設け、各画素１００にそれぞれ対応する前記反射部用と透過部用の一対のＴＦＴ１９ａ，１９ｂのうち、反射部用ＴＦＴ１９ａのゲート電極２０ａを、前記２本の走査線２５ａ，２５ｂの一方２５ａに接続し、透過部用ＴＦＴ１９ｂのゲート電極２０ｂを他方の走査線２５ｂに接続し、前記一対のＴＦＴ１９ａ，１９ｂの両方のドレイン電極２３ａ，２３ｂを、前記１本の信号線２６に接続するとともに、前記駆動部３７を、前記各走査線２５ａ，２５ｂに、これらの走査線２５ａ，２５ｂに前記ＴＦＴ１９ａ，１９ｂのドレイン電極２３ａ，２３ｂとソース電極２４ａ，２４ｂとの間を導通させる走査信号を順次供給する走査信号発生回路３９と、表示データに対応した反射輝度階調電圧の反射部駆動信号を発生する反射部信号発生回路４１と、前記表示データに対応した透過輝度階調電圧の透過部駆動信号を発生する透過部信号発生回路４２と、前記反射部用ＴＦＴ１９ａのゲート電極２０ａが接続された前記走査線２５ａへの前記走査信号の供給に同期して前記反射部駆動信号を前記各信号線２６に供給し、前記透過部用ＴＦＴ１９ｂのゲート電極２０ｂが接続された前記走査線２５ｂへの前記走査信号の供給に同期して前記透過部駆動信号を前記各信号線２６に供給する駆動信号供給回路４３とを備えた構成としているため、前記反射輝度階調電圧を前記各対の反射制御電極１４，１５間に印加し、前記透過輝度諧調電圧を前記各対の透過制御電極１６，１７間に印加することができる。

なお、この実施例の液晶表示装置は、上述したように、前記面光源の消灯／点灯に関係無く、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａの反射制御信号電極１４と反射制御コモン電極１５との間に反射輝度階調電圧を印加し、前記各画素１００の透過表示部１００ｂの透過制御信号電極１６と透過制御コモン電極１７との間に透過輝度階調電圧を印加するが、前記面光源を消灯させたときは、前記透過表示部１００ｂが、液晶分子１３ａの配列方向に関係無く黒になるため、各画素１００の反射表示部１００ａにより画像が表示される。

また、前記面光源を点灯させたときは、前記各画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂの両方により、外光の照度に応じた明るさの反射表示と、前記面光源の照度に応じた明るさの透過表示とにより、その両方の明るさが重畳した画像が表示される。

（第２の実施形態）
図１１及び図１２はこの発明の第２の実施例を示しており、図１１は液晶表示装置を構成する液晶表示素子の一方の基板の一部分の平面図、図１２は前記液晶表示素子を駆動する駆動部のブロック回路図である。なお、この実施例において、上述した第１の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示素子１を、各画素行毎に１本ずつ走査線２５を設け、各画素列毎に２本ずつ信号線２６ａ，２６ｂを設け、各画素１００にそれぞれ対応する反射部用と透過部用の一対のＴＦＴ１９ａ，１９ｂの両方のゲート電極２０ａ，２０ｂを、前記１本の走査線２５に接続し、前記一対のＴＦＴ１９ａ，１９ｂのうち、反射部用ＴＦＴ１９ａのドレイン電極２３ａを、前記２本の信号線２６ａ，２６ｂの一方２６ａに接続し、透過部用ＴＦＴ１９ｂのドレイン電極２３ｂを他方の信号線２６ｂに接続した構成としたものである。

この液晶表示素子１において、各画素行毎に１本ずつ設けられた走査線２５は、各行の画素１００の反射表示部１００ａと透過表示部１００ｂとの間に形成され、各画素列毎に２本ずつ設けられた信号線２６ａ，２６ｂは、各画素列の一側と他側とに設けられており、各画素１００にそれぞれ対応する反射部用と透過部用の一対のＴＦＴ１９ａ，１９ｂのうち、反射部用ＴＦＴ１９ａは、前記走査線２５の一側に、前記一方の信号線２６ａに近接させて設けられ、透過部用ＴＦＴ１９ｂは、前記走査線２５の他側に、前記他方の信号線２６ｂに近接させて設けられている。

そして、各画素１００の反射表示部１００ａを形成する一対の反射制御電極１４，１５のうちの反射制御信号電極１４は、上述した第１の実施例と同じ形状、つまり、複数の櫛歯部１４ｂを有し、これらの１４ｂ，１４ｂ同士が、前記走査線２５に隣接する端部側において櫛歯接続部１４ｄにより接続された形状の第１の櫛形導電膜１４ａからなっており、その櫛形導電膜１４ａの櫛歯接続部１４ｄの一端において前記反射部用ＴＦＴ１９ａのソース電極２４ａに接続されている。

また、前記各画素１００の透過表示部１００ｂを形成する一対の透過制御電極１６，１７のうちの透過制御信号電極１６は、前記第１の櫛形導電膜１４ａをその面方向に１８０°回転させた形状、つまり、複数の櫛歯部１６ｂを有し、これらの１６ｂ，１６ｂ同士が、前記走査線２５に隣接する端部側において櫛歯接続部１４ｄにより接続された形状の第２の櫛形導電膜１６ａからなっており、その櫛形導電膜１６ａの櫛歯接続部１６ｄの一端において前記透過部用ＴＦＴ１９ｂのソース電極２４ａに接続されている。

さらに、前記一対の反射制御電極１４，１５のうちの反射制御コモン電極１５は、各画素行毎にその全長にわたって設けられ、前記第１の櫛形導電膜１４ａに対応する領域毎に縦長矩形形状の電極部１１８ａが形成され、これらの電極部１１８ａの長手方向の一端側に、隣合う電極部１１８ａ，１１８ａ同士をつなぐ接続部１１８ｂが形成された第１の行方向導電膜１１８からなっており、前記一対の透過制御電極１６，１７のうちの透過制御コモン電極１７は、前記各画素行毎にその全長にわたって設けられ、前記第２の櫛形導電膜１６ａに対応する領域毎に縦長矩形形状の電極部１１９ａが形成され、これらの電極部１１９ａの長手方向の一端側に、隣合う電極部１１９ａ，１１９ａ同士をつなぐ接続部１１９ｂが形成された第２の行方向導電膜１１９からなっている。

そして、この実施例の液晶表示装置では、前記液晶表示素子１を駆動する駆動部３７ａを、図８に示した第１の実施例の駆動部３７における反射部信号発生回路４１と透過部信号発生回路４２及び駆動信号供給回路４３を、前記第１の実施例の反射部信号発生回路４１と同様に表示データに対応した反射輝度階調電圧の反射部駆動信号を発生し、前記走査線２５への前記走査信号の供給に同期して、前記反射部用ＴＦＴ１９ａのドレイン電極２３ａが接続された前記一方の信号線２６ａに前記反射部駆動信号を供給する反射部信号発生回路４１ａと、前記第１の実施例の透過部信号発生回路４２と同様に前記表示データに対応した透過輝度階調電圧の透過部駆動信号を発生し、前記走査線２５への前記走査信号の供給に同期して、前記透過部用ＴＦＴ１９ｂのドレイン電極２３ｂが接続された前記他方の信号線２６ｂに前記透過部駆動信号を供給する透過部信号発生回路４２ａと、に置換した構成としている。

この実施例の液晶表示装置は、このような構成であるため、前記反射輝度階調電圧を前記各対の反射制御電極１４，１５間に印加し、前記透過輝度諧調電圧を前記各対の透過制御電極１６，１７間に印加することができ、したがって、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａによる反射表示と、前記各画素１００の透過表示部１００ｂによる透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。

（他の実施形態）
なお、上述した実施例の液晶表示素子１は、櫛形導電膜１４ａ，１６ａからなる反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６を備えたものであるが、これらの信号電極１４，１６は、複数のスリットを互いに平行に形成したスリット付き導電膜により形成してもよい。

また、上記実施例では、後基板１２の内面の反射制御信号電極１４及び透過制御信号電極１６よりも前記後基板１２側に、前記信号電極１４，１６と絶縁して反射制御コモン電極１５及び透過制御コモン電極１７を設けているが、反射部用ＴＦＴ１９ａ及び透過部用ＴＦＴ１９ｂに接続された反射制御信号電極及び透過制御信号電極を、各画素１００の反射表示部１００ａ及び透過表示部１００ｂにそれぞれ対応する形状の導電膜により形成し、これらの信号電極よりも液晶層１３側に、前記信号電極と絶縁して、櫛形導電膜またはスリット付き導電膜からなる反射制御コモン電極及び透過制御コモン電極を設けてもよい。

さらに、上記実施例では、液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａによりノーマリーホワイト型の液晶素子を形成し、前記各画素１００の透過表示部１００ｂによりノーマリーブラック型の液晶素子を形成しているが、それと逆に、前記反射表示部１００ａによりノーマリーブラック型の液晶素子を形成し、前記透過表示部１００ｂによりノーマリーホワイト型の液晶素子を形成してもよく、このようにすることにより、前記反射表示部１００ａによる反射表示と、前記透過表示部１００ｂによる透過表示とを、明暗を反転させること無く行なうことができる。

また、上記実施例では、液晶表示素子１の後基板１２の内面に、複数対の反射制御電極１４，１５と複数対の透過制御電極１６，１７を設けているが、これらの電極１４，１５及び１６，１７は、前基板１１の内面に設けてもよい。

さらに、上記実施例の液晶表示装置では、液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置された面光源の消灯／点灯に関係無く、前記液晶表示素子１の各画素１００の反射表示部１００ａの反射制御電極１４，１５間に反射輝度階調電圧を印加し、前記各画素１００の透過表示部１００ｂの透過制御電極１６，１７間に透過輝度階調電圧を印加するようにしているが、前記反射制御電極１４，１５間への反射輝度階調電圧の印加と、前記透過制御電極１６，１７間への透過輝度階調電圧の印加は、前記面光源の消灯／点灯に対応させて選択的に行なってもよい。

すなわち、前記面光源を消灯させて外光を利用する反射表示を行なうときに、前記透過制御電極１６，１７間には透過輝度階調電圧を印加せず、前記反射制御電極１４，１５間に反射輝度階調電圧を印加し、反射表示がほとんど見えない暗い環境下で前記面光源を点灯させて透過反射表示を行なうときに、前記反射制御電極１４，１５間には反射輝度階調電圧を印加せず、前記透過制御電極１６，１７間に透過輝度階調電圧を印加し、前記反射表示と透過表示を併用するときに、前記反射制御電極１４，１５間と透過制御電極１６，１７間とに前記反射輝度階調電圧と透過輝度階調電圧を印加するようにしてもよい。

この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置を構成する液晶表示素子の一方の基板の一部分の平面図。 前記液晶表示素子の図１のII−II線に沿う断面図。 前記液晶表示素子の図１のIII−III線に沿う断面図。 前記液晶表示素子の図１のIV−IV線に沿う断面図。 前記液晶表示素子の一対の基板の配向処理方向と一対の偏光板の吸収軸の向きを示す図。 前記液晶表示素子の各画素の反射表示部と透過表示部の電圧−輝度特性図。 前記液晶表示素子の各画素の反射表示部と透過表示部の輝度階調と駆動電圧の関係図。 前記液晶表示素子を駆動する駆動部のブロック回路図。 前記液晶表示素子の１つの画素における反射表示部と透過表示部の明表示のときの液晶分子の配列方位を示す図。 前記液晶表示素子の１つの画素における反射表示部と透過表示部の暗表示のときの液晶分子の配列方位を示す図。 この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置を構成する液晶表示素子の一方の基板の一部分の平面図。 第２の実施例における駆動部のブロック回路図。

符号の説明

１…液晶表示素子、１１…前基板（観察側基板）、１２…後基板（反対側基板）、１１ａ，１２ａ…配向処理方向、１３…液晶層、１３ａ…液晶分子、１４…反射制御信号電極、１４ａ…櫛形導電膜、１４ｂ…櫛歯部、１５…反射制御コモン電極、１６…透過制御信号電極、１６ａ…櫛形導電膜、１６ｂ…櫛歯部、１７…透過制御コモン電極、１８，１１８，１１９…行方向導電膜、１８ａ，１１８ａ，１１９ａ…電極部、１９ａ，１９ｂ…ＴＦＴ（能動素子）、２０ａ，２０ｂ…ゲート電極（制御電極）、２１…ゲート絶縁膜、２２ａ，２２ｂ…ｉ型半導体膜、２３ａ，２３ｂ…ドレイン電極（入力電極）、２４ａ，２４ｂ…ソース電極（出力電極）、２５，２５ａ，２５ｂ…走査線、２６，２６ａ，２６ｂ…信号線、２７…層間絶縁膜、２８…反射膜、２９…遮光膜、３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…カラーフィルタ、３１，３２…配向膜、３３…液晶層厚調整膜、３４…前側（観察側）偏光板、３４ａ…吸収軸、３５…後側（反対側）偏光板、３５ａ…吸収軸、３６…静電気遮断導電膜、１００…画素、１００ａ…反射表示部、１００ｂ…透過表示部、３７，３７ａ…駆動部、３８…コモン信号発生回路、３９…走査信号発生回路、４１，４１ａ…反射部信号発生回路、４２，４２ａ…透過部信号発生回路、４３…駆動信号供給回路。

Claims (7)

1. 予め定めた間隙を設けて対向配置された観察側及びその反対側の一対の基板と、
   前記一対の基板間の間隙に封入され、液晶分子がその分子長軸を予め定めた一方の方向に揃えて前記基板面と実質的に平行に配列した液晶層と、
   前記一対の基板の互いに対向する内面のうちの一方の基板の内面に、一対ずつマトリックス状に配列させて設けられ、各対毎に、その間への表示データに対応する電圧の印加により前記基板面と実質的に平行な横電界を生成し、この横電界により前記液晶分子の配列方位を前記基板面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側から入射し、前記反対側の基板の内面または外面に設けられた反射膜により反射されて前記観察側へ出射する反射光の強度を制御する反射表示部を形成する複数対の反射制御電極と、
   前記一方の基板の内面に、前記複数対の反射制御電極にそれぞれ対応させてその側方に一対ずつ設けられ、各対毎に、その間への前記表示データに対応する電圧の印加により前記基板面と実質的に平行な横電界を生成し、この横電界により前記液晶分子の配列方位を前記基板面と実質的に平行な面内において変化させて、前記観察側とは反対側から入射して前記観察側へ出射する透過光の強度を制御する透過表示部を形成し、その透過表示部と対応する前記反射表示部と共に１つの画素を構成する複数対の透過制御電極と、
   前記一対の基板の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板と、
   前記反射表示部の輝度変化の予め定めた範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各反射輝度諧調にそれぞれ対応する複数の反射輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した反射輝度階調電圧を、前記各対の反射制御電極間に印加する反射部駆動手段と、前記透過表示部の輝度変化の予め定めた範囲を複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した各透過輝度諧調にそれぞれ対応する複数の透過輝度階調電圧のうち、前記表示データに対応した透過輝度諧調電圧を、前記各対の透過制御電極間に印加する透過部駆動手段と、を有する駆動部と、
   を備え、
   前記反射表示部と前記透過表示部との一方の表示部は、横電界が生成されないときに輝度が最大となる無電界明表示型の液晶素子を形成し、他方の表示部は、横電界が生成されないときに輝度が最小となる無電界暗表示型の液晶素子を形成し、
   前記反射部駆動手段は、前記反射表示部の予め定めた輝度変化範囲に対する前記表示データに対応した前記反射表示部の輝度の割合が、前記透過表示部の予め定めた輝度変化範囲に対する前記表示データに対応した前記透過表示部の輝度の割合と実質的に等しい前記反射輝度諧調に対応する前記反射輝度諧調電圧を、前記各対の反射制御電極間に印加する、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記一対の偏光板は、それぞれの吸収軸を実質的に直交させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記反射表示部は、前記無電界明表示型の液晶素子を形成し、前記透過表示部は、前記無電界暗表示型の液晶素子を形成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。
4. 前記反射部駆動手段は、前記透過表示部の輝度変化範囲よりも狭い前記反射表示部の輝度変化範囲を前記複数の輝度諧調数に応じて均等に分割した前記各反射輝度諧調のうち、前記透過表示部の前記透過輝度階調電圧に対応した前記透過輝度階調に対応する前記反射輝度諧調の前記反射輝度諧調電圧を、前記透過表示部に対応する前記反射表示部の前記反射制御電極間に印加することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記一対の反射制御電極の一方は、前記反射表示部毎にそれぞれ設けられた反射制御信号電極、前記一対の透過制御電極の一方は、前記透過表示部毎にそれぞれ設けられた透過制御信号電極、前記一対の反射制御電極の他方と前記一対の透過制御電極の他方とは、前記反射制御信号電極及び前記透過制御信号電極と絶縁して設けられ、前記反射制御信号電極との間、及び、前記透過制御信号電極との間に横電界を生成するコモン電極であり、
   前記反射表示部と前記透過表示部とからなる前記各画素毎に、信号の入力電極及び出力電極と、前記入力電極と前記出力電極との間の導通を制御する制御電極と、を有し、前記制御電極が走査線に接続され、前記入力電極が信号線に接続された反射部用と透過部用との一対の能動素子が配置され、そのうちの反射部用能動素子の前記出力電極が、前記反射制御信号電極に接続され、透過部用能動素子の前記出力電極が、前記透過制御信号電極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記走査線は、各画素行毎に２本ずつ設けられ、前記信号線は、各画素列毎に１本ずつ設けられ、前記各画素にそれぞれ対応する反射部用と透過部用との前記一対の能動素子のうち、前記反射部用能動素子の前記制御電極が、前記２本の走査線の一方に接続され、前記透過部用能動素子の前記制御電極が前記２本の走査線の他方に接続され、前記一対の能動素子の両方の前記入力電極が、前記１本の信号線に接続されており、
   前記駆動部は、前記各走査線に、これらの走査線に前記能動素子の前記入力電極と前記出力電極との間を導通させる走査信号を順次供給する走査信号発生回路と、前記表示データに対応した前記反射輝度階調電圧の反射部駆動信号を発生する反射部信号発生回路と、前記表示データに対応した前記透過輝度階調電圧の透過部駆動信号を発生する透過部信号発生回路と、前記反射部用能動素子の前記制御電極が接続された前記走査線への前記走査信号の供給に同期して前記反射部駆動信号を前記各信号線に供給し、前記透過部用能動素子の前記制御電極が接続された前記走査線への前記走査信号の供給に同期して前記透過部駆動信号を前記各信号線に供給する駆動信号供給回路と、を備えていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記走査線は、各画素行毎に１本ずつ設けられ、前記信号線は、各画素列毎に２本ずつ設けられ、前記各画素にそれぞれ対応する反射部用と透過部用との前記一対の能動素子の両方の前記制御電極が、前記１本の走査線に接続され、前記一対の能動素子のうち、前記反射部用能動素子の前記入力電極が、前記２本の信号線の一方に接続され、前記透過部用能動素子の前記入力電極が前記２本の信号線の他方に接続されており、
   前記駆動部は、前記各走査線に、これらの走査線に前記能動素子の前記入力電極と前記出力電極との間を導通させる走査信号を順次供給する走査信号発生回路と、前記表示データに対応した前記反射輝度階調電圧の反射部駆動信号を発生し、前記走査線への前記走査信号の供給に同期して、前記反射部用能動素子の前記入力電極が接続された前記一方の信号線に前記反射部駆動信号を供給する反射部信号発生回路と、前記表示データに対応した前記透過輝度階調電圧の透過部駆動信号を発生し、前記走査線への前記走査信号の供給に同期して、前記透過部用能動素子の前記入力電極が接続された前記他方の信号線に前記透過部駆動信号を供給する透過部信号発生回路と、を備えていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

Images