液晶显示装置的制作方法

本发明涉及液晶显示装置，特别是涉及兼顾透射显示和反射显示的半透射型液晶显示装置。

背景技术：

作为提高室外目视确认性的液晶显示装置，已知能够以透射模式以及反射模式这两者对图像进行显示的半透射型液晶显示装置。对于该半透射型液晶显示装置，使得设置于液晶单元内部的反射金属膜实现图案化而形成反射区域和透射区域，将1个显示像素分割为反射区域和透射区域。而且，通过改变反射区域和透射区域的比例而实现光学特性的最优化。并且，将透明阶梯膜等设置于反射区域而改变反射区域和透射区域的单元间隙(多间隙化)，由此实现光学特性的最优化。

在这种具有多间隙的液晶显示装置中，在反射区域与透射区域之间形成有阶梯，因此在该阶梯的边界产生取向不良而引起漏光。因此，对比度会下降。另外，在为了防止对比度下降而对该阶梯部分进行遮光的情况下，有效开口率会下降。

另外，为了改变单元间隙而在反射区域需要透明阶梯膜，因此与透射型液晶显示装置等相比而制造工序会增加。并且，在透明阶梯膜形成于反射区域时，将反射区域汇集配置于局部等而对于反射区域的配置也会产生制约。特别是对于超过300ppi(pixelsperinch)的高精细面板而言，上述影响较大，非常难以将高精细面板形成为半透射型。

技术实现要素：

本发明提供能够兼顾反射显示和透射显示、且能够提高显示特性的液晶显示装置。

本发明的一个方式所涉及的液晶显示装置具有：第1基板和第2基板；液晶层，其填充于所述第1基板与所述第2基板之间；像素，其具有能够分别对红色、绿色、蓝色以及白色进行显示的第1子像素至第4子像素，所述第1子像素至所述第4子像素分别具有反射区域以及透射区域，所述反射区域的液晶层的厚度和所述透射区域的液晶层的厚度相同；开关元件，其以与所述子像素对应的方式设置于所述第1基板；反射膜，其设置于所述反射区域、且隔着绝缘膜而设置于所述开关元件的上方；像素电极，其设置于所述反射区域以及所述透射区域、且隔着绝缘膜而设置于所述反射膜的上方；红色滤波器、绿色滤波器、蓝色滤波器和白色滤波器，它们以与所述第1子像素至第4子像素分别对应的方式设置于所述第2基板；第1层叠部件，其设置于所述第1基板的所述液晶层的相反侧、且包含第1相位差板以及第1偏光板；以及第2层叠部件，其设置于所述第2基板的所述液晶层的相反侧、且包含第2相位差板、使光扩散的扩散部件以及第2偏光板。

发明的效果

根据本发明，能够提供如下液晶显示装置，其能够兼顾反射显示和透射显示、且能够提高显示特性。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的液晶显示装置的框图。

图2是第1实施方式所涉及的显示面板的电路图。

图3是第1实施方式所涉及的显示面板的俯视图。

图4是第1实施方式所涉及的显示面板的俯视图。

图5是第1实施方式所涉及的显示面板的俯视图。

图6是沿着图3中的a-a′线的显示面板的剖面图。

图7是沿着图3中的b-b′线的显示面板的剖面图。

图8是表示像素的排列例的概略图。

图9是表示像素的排列例的概略图。

图10是表示像素的排列例的概略图。

图11是表示像素的排列例的概略图。

图12是对灰度数据的变换动作进行说明的图。

图13是对第1实施方式所涉及的液晶显示装置的规格的一个例子进行说明的图。

图14是对第1实施方式所涉及的液晶显示装置的特性进行说明的图。

图15是对灰度数据的变换动作进行说明的图。

图16是对灰度数据的变换动作进行说明的图。

图17是第2实施方式所涉及的显示面板的俯视图。

图18是沿着图17中的a-a′线的显示面板的剖面图。

图19是沿着图17中的b-b′线的显示面板的剖面图。

图20是对第2实施方式所涉及的液晶显示装置的规格的一个例子进行说明的图。

图21是对第2实施方式所涉及的液晶显示装置的特性进行说明的图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式进行说明。其中，附图是示意性的或概念性的图，各附图的尺寸以及相对比等未必与实际情形相同。另外，即使在附图彼此间表示相同部分的情况下，有时也以彼此不同的尺寸关系、相对比进行表示。特别是下面所示的几个实施方式，举例示出了用于使本发明的技术思想实现具体化的装置以及方法，并不根据结构部件的形状、构造、配置等限定本发明的技术思想。此外，在下面的说明中，对具有相同的功能及结构的要素标注相同的标号，并仅在必要的情况下进行重复说明。

[第1实施方式]

[1]液晶显示装置的整体结构

图1是本发明的第1实施方式所涉及的液晶显示装置10的框图。液晶显示装置10具有显示面板11、背光灯(照明装置)12、扫描驱动器(扫描线驱动电路)13、信号驱动器(信号线驱动电路)14、通用电极驱动器(通用电极驱动电路)15、电压产生电路16、照度传感器17、存储器部18以及控制部19。

显示面板11具有多个子像素排列成矩阵状的像素阵列。如后所述，1个显示要素(像素)由红色、绿色、蓝色以及白色这4个子像素构成。在显示面板11配设有：多条扫描线gl，它们分别沿行方向(x方向)延伸；以及多条信号线sl，它们分别沿列方向(y方向)延伸。子像素配置于扫描线gl与信号线sl的交叉区域。

背光灯12是将光向显示面板11的背面照射的面光源。作为背光灯12，例如使用正下方型或者侧光型(边缘光型)的led背光灯。

扫描驱动器13与多条扫描线gl连接。扫描驱动器13基于从控制部19发送的垂直控制信号，将用于使子像素中包含的开关元件实现接通/断开的扫描信号向显示面板11发送。

信号驱动器14与多条信号线sl连接。信号驱动器14从控制部19接收水平控制信号、以及显示数据。信号驱动器14基于水平控制信号而将与显示数据对应的灰度信号(驱动电压)向显示面板11发送。

通用电极驱动器15生成通用电压vcom并将该通用电压vcom向显示面板11供给。电压产生电路16生成液晶显示装置10的动作所需的各种电压并向各电路供给。

照度传感器17对液晶显示装置10的周围环境的照度进行测定。照度传感器17可以安装于任意位置。

存储器部18例如具有易失性存储器、以及非易失性存储器。存储器部18作为控制部19的作业区域而起作用。另外，存储器部18以非易失的方式对在由控制部19执行的控制中使用的程序进行存储。控制部19能够利用储存于存储器部18的程序而执行后述的控制。

控制部19从外部接收影像数据dat。控制部19基于影像数据dat而生成各种控制信号，将这些控制信号向各电路发送。控制部19具有数据变换部19a以及参数设定部19b。

数据变换部19a利用影像数据dat而生成子像素的显示动作所需的灰度数据。具体而言，在影像数据dat中针对每个像素而包含红色、绿色以及蓝色这3种颜色的灰度数据。数据变换部19a将红色、绿色以及蓝色这3种颜色的灰度数据变换为红色、绿色、蓝色以及白色这4种颜色的灰度数据。基于4种颜色的灰度数据而对多个像素进行驱动。

参数设定部19b接收由照度传感器17测定出的照度数据。参数设定部19b利用照度数据而设定用于对影像进行显示的参数α。

[2]像素的电路结构

下面，对显示面板11中包含的像素的电路结构进行说明。图2是图1所示的显示面板11的电路图。图2中提取示出了4个子像素。

子像素20具有开关元件(有源元件)21、液晶容量(液晶元件)clc、以及蓄积容量cs。作为开关元件21，例如采用tft(thinfilmtransistor)，另外采用n沟道tft。

tft21的源极与信号线sl电连接，其栅极与扫描线gl电连接，其漏极与液晶容量clc电连接。作为液晶元件的液晶容量clc由像素电极、通用电极、以及夹于上述电极之间的液晶层构成。

蓄积容量cs与液晶容量clc并联连接。蓄积容量cs具有如下功能，即，抑制在像素电极产生的电位变动，并且直至施加与接下来的信号对应的驱动电压为止的期间保持施加于像素电极的驱动电压。蓄积容量cs由像素电极、蓄积电极(蓄积容量线)、以及夹于上述电极之间的绝缘膜构成。利用通用电极驱动器15对通用电极以及蓄积电极施加通用电压vcom。

[3]显示面板11的结构

下面，对显示面板11的结构进行说明。在本实施方式中，举出半透射型显示面板为例进行说明。半透射型显示面板在1个子像素内具有：通过反射外部光而对图像进行显示的反射区域；以及通过使背光灯的光透射而对图像进行显示的透射区域。

图3至图5是第1实施方式所涉及的显示面板11的俯视图。图3是主要表示tft基板侧的结构的俯视图，图4是提取示出蓄积电极的俯视图，图5是主要表示cf基板侧的结构的俯视图。图6是沿着图3至图5中的a-a′线的显示面板11的剖面图。图7是沿着图3至图5中的b-b′线的显示面板11的剖面图。此外，在图4及图5中，由点划线所示的辅助线表示对子像素进行区分的边界。

背光灯12具有发光元件12a以及导光部件12b。发光元件12a例如由白色led(light-emittingdiode)构成。导光部件12b将来自发光元件12a的照明光作为面光源而向显示面板11照射。导光部件12b例如具有按顺序层叠的反射片、导光板以及扩散片。

发光元件12a可以由高显色led构成。高显色led能够发出更接近自然光(太阳光)的白色光。具体而言，高显色led的光谱(分光分布)针对蓝色、绿色、以及红色分别具有光强度的峰值。例如绿色荧光体以及红色荧光体与蓝色led组合而构成高显色led。利用高显色led而能够提高液晶显示装置10的显示特性。

显示面板11具有：形成有开关元件(tft)以及像素电极等的tft基板30；以及形成有滤色器等且与tft基板30相对配置的滤色器基板(cf基板)31。tft基板30以及cf基板31分别由透明基板(例如玻璃基板或者塑料基板)构成。tft基板30与背光灯12相对配置，来自背光灯12的照明光从tft基板30侧向显示面板11射入。

液晶层32填充于tft基板30以及cf基板31之间。具体而言，液晶层32封入于由tft基板30以及cf基板31、密封件(未图示)包围的显示区域内。密封件例如由紫外线硬化树脂、热硬化树脂、或者紫外线·热并用型硬化树脂等构成，在制造工艺中涂敷于tft基板30或者cf基板31之后，通过照射紫外线、或者加热等而使其硬化。

对于构成液晶层32的液晶材料，根据施加于tft基板30以及cf基板31之间的电场对液晶分子的取向进行操作而使得光学特性变化。本实施方式的显示面板11是利用垂直取向(va：verticalalignment)型液晶的va模式。即，作为液晶层32而使用具有负的介电各向异性的负型(n型)的向列型液晶，液晶分子在无电压(无电场)时相对于基板面大致垂直地取向。对于va模式下的液晶分子排列而言，液晶分子的长轴(导向件，director)在无电压时垂直地取向，在施加有电压(施加有电场)时，液晶分子的导向件朝向水平方向倾斜。此外，液晶模式可以是同质模式或者tn(扭曲向列，twistednematic)模式，但根据提高对比度(白色(最大亮度)/黑色(最小亮度))的观点，va模式最优。

在tft基板30的液晶层32侧，与多个子像素20对应地设置有多个tft21。如后所述，tft21具有：与扫描线gl电连接的栅极电极；设置于栅极电极上的栅极绝缘膜；设置于栅极绝缘膜上的半导体层；以及在半导体层上设置为彼此分离的源极电极和漏极电极。源极电极与信号线sl电连接。

在tft基板30上分别设置有沿x方向延伸的多个栅极电极33。在x方向上排列的1行的多个子像素20共享1个栅极电极33。栅极电极33作为扫描线gl而起作用。在栅极电极33上以及tft基板30上设置有栅极绝缘膜34。

在栅极绝缘膜34上设置有与多个子像素20对应的数量的多个半导体层35。作为半导体层35，例如使用非晶硅层。

在1个半导体层35上以及栅极绝缘膜34上，设置有在y方向上彼此分离的源极电极36a以及漏极电极37a。具体而言，源极电极36a形成为与半导体层35的一部分重叠、且沿y方向延伸。漏极电极37a形成为与半导体层35的一部分重叠、且沿与源极电极36a相反的方向延伸。如图3所示，例如，源极电极36a具有与沿y方向延伸的延伸部相比而与半导体层35重叠的端部的宽度更大的t字形状，同样地，漏极电极37a具有与沿y方向延伸的延伸部相比而与半导体层35重叠的端部的宽度更大的倒t字形状。

在栅极绝缘膜34上设置有分别沿y方向延伸的多条信号线sl。信号线sl配置于在x方向上相邻的子像素20的边界部分。在y方向上排列的1列的多个子像素20与1条信号线sl共通连接。连接电极36b以沿x方向延伸的方式设置于栅极绝缘膜34上，将源极电极36a和信号线sl电连接。

在栅极绝缘膜34上设置有与漏极电极37a的端部电连接、且沿y方向延伸的连接电极37b。例如为了即使在产生制造工序中的对接偏差的情况下，也可靠地补偿与像素电极43的电连接，连接电极37b的端部的面积增大。在源极电极36a、连接电极36b、信号线sl、漏极电极37a以及连接电极37b上、且在栅极绝缘膜34上设置有绝缘膜38。

在绝缘膜38上设置有蓄积电极39。为了避免图3的俯视图变得繁琐，提取出蓄积电极39在图4中示出。蓄积电极39只要在局部与像素电极重叠则可以形成为任意形状。随着蓄积电极39和像素电极重叠的面积增大，蓄积容量cs增大。与施加于后述的通用电极的通用电压相同的电压施加于蓄积电极39。蓄积电极39针对每个子像素20而具有开口部39a。

在蓄积电极39上设置有分别沿x方向延伸的多个反射膜40。反射膜40对从液晶层32侧射入的光进行反射。反射膜40配置为将tft21覆盖。由此，利用反射膜40对tft21进行遮光，因此能够抑制tft21进行误动作。对反射膜40施加与施加于通用电极的通用电压相同的电压。

子像素20中的设置有反射膜40的区域成为反射区域ra，除此以外的区域成为透射区域ta。在图3的结构例中，子像素20具有中央部的透射区域ta、以及透射区域ta的上下侧的2个反射区域ra1、ra2。即，子像素20的反射区域ra是包含反射区域ra1、ra2的区域。在本实施方式中，将反射区域ra以及透射区域ta的液晶层32的厚度(单元间隙)设为相同(扁平间隙化)。对于单元间隙，利用后述的隔离件57在整个显示区域保持均匀性。

在本实施方式中，例如透射区域ta的面积大于反射区域ra的面积。另外，优选反射区域ra的面积大于或等于透射区域ta的面积的1成。在重视基于透射区域ta的显示(透射显示)的情况下，反射膜40以将tft21覆盖的最小面积而形成。由此，能够增大透射区域ta的面积，因此能够提高基于透射的显示特性。优选单元间隙设定为最适合于透射显示。

在反射膜40、蓄积电极39以及绝缘膜38上设置有绝缘膜41。在绝缘膜41上设置有沿y方向延伸的像素电极43。本实施方式中的子像素20大致与像素电极43的区域对应。像素电极43经由接触插塞42而与连接电极37b的端部电连接。接触插塞42从设置于蓄积电极39的开口部39a通过。

在像素电极43上设置有对液晶层32的取向进行控制的取向膜44。取向膜44由在初始状态(电压未施加于液晶层32的状态)下使得液晶层32的液晶分子大致垂直地取向的材料构成。

下面，对cf基板31侧的结构进行说明。在cf基板31的液晶层32侧设置有遮光用的黑底(也称为黑色掩模、遮光膜)45。黑底45配置于在x方向上相邻的2个子像素20的边界部。黑底45具有将颜色不同的滤色器之间的不需要的光遮蔽而提高对比度的功能。

在cf基板31上以及黑底45上设置有多个滤色器46。多个滤色器(彩色部件)46具有多个红色滤波器46r、多个白色滤波器46w、多个绿色滤波器46g以及多个蓝色滤波器46b。在作为光的三原色的红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)的基础上进一步追加白色(w)而构成本实施方式的滤色器。相邻的红色、白色、绿色以及蓝色这4种颜色的组合构成显示的单位(像素)，1个像素中的红色、白色、绿色以及蓝色的任意单色的部分是称为子像素(subpixel)的最小驱动单位。tft21以及像素电极43针对每个子像素而设置。能够分别显示出红色、白色、绿色以及蓝色的子像素记作20r、20w、20g以及20b。

红色滤波器46r、白色滤波器46w、绿色滤波器46g以及蓝色滤波器46b沿x方向呈周期性地配置，它们的组合配置为矩阵状。此外，在本实施方式中，作为像素的排列，举例示出了条纹排列，但当然也可以应用其他排列。后文中对像素的排列进行叙述。

在滤色器46以及黑底45上设置有通用电极47。通用电极47针对所有像素都通用且形成为平面状。从通用电极驱动器15对通用电极47施加通用电压vcom。此外，为了提高平坦性，可以在滤色器46以及黑底45上设置由透明的绝缘材料构成的外覆膜(平坦化膜)。

在通用电极47上设置有多个凸起48。多个凸起48分别设置为与多个子像素(即，多个像素电极43)对应。凸起48配置于子像素(或者像素电极43)的中央附近。凸起48的形状例如为圆锥、前端倒圆后的圆柱、圆锥台、或者上表面倒圆后的圆锥台。凸起48由透明的树脂构成。凸起48对液晶层32的取向进行控制。

本实施方式的液晶显示装置10应用了多区域方式。在多区域方式中，将1个子像素分割为多个区域(domain)，在多个区域中改变液晶分子倾斜的方向。形成于通用电极47的凸起48对液晶分子倾斜的方向进行控制。即，多个液晶分子以凸起48为中心呈放射状地倾斜。通过采用多区域方式，能够大幅降低视场角依赖性而增大视场角。

在通用电极47以及凸起48上设置有对液晶层32的取向进行控制的取向膜49。取向膜49由在初始状态(电压未施加于液晶层32的状态)下使得液晶层32的液晶分子大致垂直地取向的材料构成。

利用多个隔离件57将液晶层32的厚度(单元间隙)设定为最优。隔离件57的数量以及配置可以任意设定。隔离件57在绝缘膜41与通用电极47之间配置为与它们接触。隔离件57具有圆柱形状、且由透明的树脂构成。

在tft基板30的与液晶层32的相反侧按顺序层叠有相位差板50、偏光板51、扩散部件52以及提高亮度薄膜53。在cf基板31的与液晶层32的相反侧按顺序层叠有相位差板54、扩散部件55以及偏光板56。相位差板50以及偏光板51构成圆偏光板，相位差板54以及偏光板56构成圆偏光板。

偏光板(直线偏光片)51、56分别在与光的行进方向正交的平面内具有彼此正交的透射轴以及吸收轴。偏光板51、56分别使具有随机方向的振动面的光中的、具有与透射轴平行的振动面的直线偏光(直线偏射的光分量)透射，并将具有与吸收轴平行的振动面的直线偏光(直线偏射的光分量)吸收。偏光板51、56配置为透射轴彼此正交、即正交尼克尔状态。

相位差板50、54分别具有折射率各向异性，在与光的行进方向正交的平面内，具有彼此正交的滞后相位轴以及提前相位轴。相位差板50、54分别具有如下功能，即，使得分别从滞后相位轴和提前相位轴透射的规定波长的光之间产生规定的延迟(在将λ设为透射的光的波长时，为λ/4的相位差)。即，相位差板50、54由1/4波长板(λ/4板)构成。相位差板50的滞后相位轴设定为相对于偏光板51的透射轴大致成45°的角度。相位差板54的滞后相位轴设定为相对于偏光板56的透射轴大致成45°的角度。

此外，对前述的偏光板以及相位差板进行规定的角度包含能够实现期望的动作的误差、以及因制造工序而引起的误差。例如，前述的大致45°设为包含45°±5°的范围。例如，前述的正交设为包含90°±5°的范围。

扩散部件52、55具有使透射光向随机的方向扩散(散射)而使得透射光实现均匀化的功能。扩散部件52、55由扩散粘接件、扩散薄膜或者扩散板等构成。在作为扩散部件52、55而采用扩散粘接件的情况下，在使入射光扩散的功能的基础上，扩散粘接件还具有对其两侧的部件进行粘接的功能。此外，扩散部件55和相位差板54的层叠顺序可以相反。

扩散部件55特别是使得由反射膜40反射的反射光进行扩散，从而由观察者观察到该扩散的反射光。关于反射区域ra的反射显示，利用扩散部件55能够提高反射率以及视场角。

提高亮度薄膜53具有提高来自背光灯12的光的利用效率、且提高液晶显示装置10的亮度的功能。提高亮度薄膜53由反射型偏光薄膜、或者棱镜片材等构成。提高亮度薄膜53使得需要由偏光板51吸收的光(与偏光板51的吸收轴平行的光)向背光灯12侧反射。对于利用提高亮度薄膜53向背光灯12侧反射的光，利用背光灯12进行反射而实现再利用。

(材料的示例)

作为栅极电极33、源极电极36a、连接电极36b、信号线sl、漏极电极37a以及连接电极37b，例如采用铝(al)、钼(mo)、铬(cr)、钨(w)中的任意者、或者含有这些元素的大于或等于1种的合金等。作为反射膜40，例如采用铝(al)。蓄积电极39、接触插塞42、像素电极43以及通用电极47由透明电极构成，例如采用ito(氧化铟锡)。栅极绝缘膜34、绝缘膜38以及绝缘膜41由透明的绝缘材料构成，例如采用硅氮化物(sin)。

(像素的排列)

在本实施方式中，1个显示要素(像素)22具有显示红色(r)的子像素20r、显示白色(w)的子像素20w、显示绿色(g)的子像素20g以及显示蓝色(b)的子像素20b。子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b分别由红色滤波器46r、白色滤波器46w、绿色滤波器46g以及蓝色滤波器46b进行彩色显示。

图8至图11是表示像素22的排列例的概略图。在图8至图11中，由实线将像素22包围而示出。

图8是条纹排列。子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b在x方向上呈周期性地配置。在各列配置有相同颜色的子像素。即，子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b配置为纵条纹状。由子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b构成的1个像素22大致构成为正方形。

在图9所示的排列例中，在奇数行和偶数行改变子像素的排列。例如，在奇数行，按照子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b的顺序配置，在偶数行，按照子像素20g、子像素20b、子像素20r以及子像素20w的顺序配置。由子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b构成的1个像素22大致构成为正方形。

在图10所示的排列例中，子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b排列成2行2列。而且，由2行2列构成的像素22配置为矩阵状。由子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b构成的1个像素22大致构成为正方形。

在图11所示的排列例中，在奇数行和偶数行改变子像素的排列。例如，在奇数行，按照子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b的顺序配置，在偶数行，按照子像素20b、子像素20r、子像素20w以及子像素20g的顺序配置。并且，奇数行和偶数行彼此错开1/2间距。由子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b构成的1个像素22大致构成为正方形。

此外，滤色器的排列例并不限定于图8至图11的排列，只要由在行方向以及/或者列方向上相邻的4种颜色的滤色器构成1个显示要素即可。另外，可以任意设定子像素20r、子像素20w、子像素20g以及子像素20b的排列。

[4]动作

下面，对以上述方式构成的液晶显示装置10的动作进行说明。本实施方式所涉及的液晶显示装置10针对每个像素而从外部装置接收红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)这3种颜色的灰度数据。而且，液晶显示装置10在将3种颜色的灰度数据变换为红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)以及白色(w)这4种颜色的灰度数据之后，利用这4种颜色的灰度数据进行影像的显示。有时将红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)这3种颜色记作“rgb”，并将红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)以及白色(w)这4种颜色记作“rgbw”。下面，分为第1实施例以及第2实施例对液晶显示装置10的动作进行说明。

[4-1]第1实施例

控制部19从外部装置接收影像信号dat。在影像信号dat中针对每个像素而包含红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)这3种颜色(rgb)的灰度数据(灰度值)dr、dg、db。数据变换部19a将3种颜色的灰度数据dr、dg、db变换为红色(r)、绿色(g)、蓝色(b)以及白色(w)这4种颜色(rgbw)的灰度数据dr、dg、db、dw。3种颜色的灰度数据dr、dg、db、4种颜灰度数据dr、dg、db、dw均为大于或等于0的整数。

利用数据变换部19a如下式那样进行从3种颜色的灰度数据(输入信号)dr、dg、db向4种颜色的灰度数据(变换信号)dr、dg、db、dw的变换。

dr＝dr

dg＝dg

db＝db

dw＝[dr·dg·db/(z-1)²]

“z”为灰度数(最大灰度)。括弧“[]”代表整数(实现了整数化的值)、即实现了整数化的运算。整数化是舍去小数点以下的值的运算，即，对未超过括弧内的值的最大整数进行计算(例如[1.2]＝1)。另外，整数化例如可以是对小数点以下的值进行四舍五入的运算、或者使得小数点以下的值进位的运算。此外，以非易失的方式将数据变换用的算式、程序储存于存储器部18。

例如在64灰度(z＝64)的情况下，如图12那样对4种颜色的灰度数据dr、dg、db、dw进行计算。作为一个例子，“(dr，dg，db)→(dr，dg，db，dw)”变为“(0，0，0)→(0，0，0，0)”、“(63，0，0)→(63，0，0，0)”、“(63，63，0)→(63，63，0，0)”、“(63，63，63)→(63，63，63，63)”。

下面说明的显示色是由子像素20r、20w、20g、20b构成的像素22所显示的颜色。在像素22以最大灰度对由红色(r)、绿色(g)、以及蓝色(b)构成的光的三原色中的任意者进行显示的情况下，控制部19将白色的灰度设为零。另外，在像素22以最大灰度对由青色(c)、品红色(m)以及黄色(y)构成的颜色的三原色的任意者进行显示的情况下，控制部19将白色的灰度设为零。红色的最大灰度为“(dr，dg，db，dw)＝(63，0，0，0)”。绿色的最大灰度为“(dr，dg，db，dw))＝(0，63，0，0)”。蓝色的最大灰度为“(dr，dg，db，dw)＝(0，0，63，0)”。青色的最大灰度为“(dr，dg，db，dw)＝(0，63，63，0)”。品红色的最大灰度为“(dr，dg，db，dw)＝(63，0，63，0)”。黄色的最大灰度为“(dr，dg，db，dw)＝(63，63，0，0)”。换言之，在1个像素22中，在3种颜色的灰度数据(输入信号)dr、dg、db中的至少1个为零的情况下，控制部19将白色的灰度设为零。

另外，控制部19以像素22为基准，随着由红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)构成的光的三原色的各颜色的纯度降低而增大白色的强度。并且，控制部19以像素22为基准，随着由青色(c)、品红色(m)以及黄色(y)构成的颜色的三原色的各颜色的纯度降低而增大白色的强度。换言之，以像素22为基准，在原色(包含红色、绿色、蓝色、青色、品红色以及黄色)的各颜色的纯度最大(最大灰度)的情况下，dw＝0，除此以外，增加白色。另外，在xy色度图中，在利用直线将由红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)构成的光的三原色的色度坐标连结的三角形中，在表示原色(红色、绿色、蓝色、青色、品红色以及黄色)的周缘部，白色的灰度较小，随着接近白色点(白色坐标)，白色的灰度增大。

在显示白色的情况下，rgbw全部都为最大灰度、即“(dr，dg，db，dw)＝(63，63，63，63)”。

通过这种显示控制能够提高原色的色彩再现性、且提高白色的强度。

图13是对第1实施方式所涉及的液晶显示装置10的规格的一个例子进行说明的图。在图13中，示出了滤色器的结构(cf结构)、反射区域和透射区域的相对比、滤色器的色彩规格(cf色彩规格)、以及液晶层厚(单元间隙)。第1对比例是采用了rgb这3种颜色的滤色器的液晶显示装置，第1实施方式是采用了rgbw这4种颜色的滤色器的液晶显示装置。反射区域和透射区域的相对比中的“a”表示子像素的反射区域的面积，具体而言，表示在晶体管区域(tft所占的区域)中形成的反射膜的面积。透射区域“b”是从子像素减除晶体管区域“a”的区域。在图13中，将子像素中的透射区域b所占的面积设为最大。在滤色器的色彩规格中，以ntsc(nationaltelevisionstandardscommittee)比表示滤色器的色彩再现性。液晶层厚例如为3.8μm，是重视透射显示的值。

图14是对第1实施方式所涉及的液晶显示装置10的特性进行说明的图。图14的特性与应用了图13的规格的液晶显示装置对应。在图14中，示出了反射率、透射率以及色彩再现性(ntsc比)。在将第1对比例设为“1.0”的情况下，反射率以及透射率表示第1实施方式的相对比。色彩再现性(ntsc比)表示透射区域的特性。

根据图14能够理解，第1实施方式所涉及的液晶显示装置10与第1对比例相比，能够将反射率以及透射率分别提高1.3倍左右。换言之，在第1实施方式中实现了第1对比例的反射率以及透射率的情况下，能够与反射率以及透射率的提高相应地提高滤色器的颜色纯度，其结果，能够提高显示面板的色彩再现性。另外，可以降低背光灯的亮度，在该情况下，能够降低耗电量。

[4-2]第2实施例

第2实施例与液晶显示装置10周围的照度相应地改变了影像的亮度。换言之，在室内以及室外这两者观察画面的情况下，提高了显示特性。

照度传感器17对液晶显示装置10的周围的照度进行测定。参数设定部19b从照度传感器17接收照度数据。参数设定部19b利用照度数据而设定参数α。在照度较低的情况下(设想为室内)，参数设定部19b重视颜色纯度而减小参数α，在照度较高的情况下(设想为室外)，重视画面的亮度而增大参数α。

数据变换部19a将rgb这3种颜色的灰度数据dr、dg、db变换为rgbw这4种颜色的灰度数据dr、dg、db、dw。利用数据变换部19a如下式那样，进行从3种颜色的灰度数据(输入信号)dr、dg、db向4种颜色的灰度数据(变换信号)dr、dg、db、dw的变换。

dr＝dr

dg＝dg

db＝db

dw＝[-αx²+{1+α(z-1)}x]

x＝dr·dg·db/(z-1)²

参数α具有“0≤α≤{1/(z-1)²}”的关系。

例如在64灰度(z＝64)、参数α＝0.0048的情况下(设想为室内)，如图15那样对4种颜灰度数据dr、dg、db、dw进行计算。作为一个例子，“(dr，dg，db)→(dr，dg，db，dw)”为“(43，56，43)→(43，56，43，30)”、“(23，3，60)→(23，3，60，1)”。

例如在64灰度(z＝64)、参数α＝0.0159的情况下(设想为室外)，如图16那样对4种颜色的灰度数据dr、dg、db、dw进行计算。作为一个例子，“(dr，dg，db)→(dr，dg，db，dw)”为“(43，56，43)→(43，56，43，41)”、“(23，3，60)→(23，3，60，2)”。

在第2实施例中，能够与液晶显示装置10的周围环境的照度(参数α)相应地使白色的灰度数据dw变化。具体而言，在周围环境昏暗时，增强白色的束缚、即减小灰度数据dw。在周围环境明亮时，减弱白色的束缚、即增大灰度数据dw。如果周围环境明亮，则昏暗地看到画面，因此增大白色的亮度而使得画面更明亮。

并且，与第1实施例相同地，在像素22以最大灰度对由红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)构成的光的三原色的任意者进行显示的情况下，控制部19将白色的灰度设为零。另外，在像素22以最大灰度对由青色(c)、品红色(m)以及黄色(y)构成的颜色的三原色的任意者进行显示的情况下，控制部19将白色的灰度设为零。

另外，控制部19以像素22为基准，随着由红色(r)、绿色(g)以及蓝色(b)构成的光的三原色的各颜色的纯度降低而增大白色的强度。并且，控制部19以像素22为基准，随着由青色(c)、品红色(m)以及黄色(y)构成的颜色的三原色的各颜色的纯度降低而增大白色的强度。在显示白色的情况下，rgbw全部都为最大灰度、即“(dr，dg，db，dw)＝(63，63，63，63)”。

通过这种显示控制能够提高原色的色彩再现性、且提高白色的强度。

[5]第1实施方式的效果

如以上详细叙述，在第1实施方式中，液晶显示装置10具有能够对红色、绿色、蓝色以及白色分别进行显示的由4个子像素20r、20g、20b、20w构成的像素22。子像素20r、20g、20b、20w分别具有反射区域ra以及透射区域ta，反射区域ra中的液晶层32的厚度与透射区域ta中的液晶层32的厚度相同。在tft基板30的反射区域ra，以将开关元件21覆盖的方式设置有反射膜40。在反射区域ra以及透射区域ta、且在反射膜40的上方，隔着绝缘膜41而设置有像素电极43。以与子像素20r、20g、20b、20w分别对应的方式在cf基板31设置有红色滤波器46r、绿色滤波器46g、蓝色滤波器46b以及白色滤波器46w。在tft基板30的液晶层32的相反侧，设置有包含相位差板50以及偏光板51在内的第1层叠部件，在cf基板31的液晶层32的相反侧，设置有包含相位差板54、使光扩散的扩散部件55以及偏光板56在内的第2层叠部件。

因此，根据第1实施方式，能够兼顾反射显示和透射显示、且能够提高显示特性。另外，由在红色滤波器、绿色滤波器以及蓝色滤波器这3种颜色的基础上追加白色滤波器的4种颜色进行显示。因而，与由3种颜色进行显示的情况相比，能够实现明亮的显示。另外，能够不使1种颜色的纯度降低地提高反射率以及透射率。

另外，控制部19针对每个像素，从外部装置接收红色、绿色、以及蓝色这3种颜色的灰度数据dr、dg、db，将这3种颜色的灰度数据变换为红色、绿色、蓝色以及白色这4种颜色的灰度数据dr、dg、db、dw。由此，能够不变更外部装置的规格地实现使用4种颜色的影像显示。

另外，利用照度传感器17对周围环境的照度进行测定，利用该测定出的照度数据使得显示白色的子像素20w的灰度变化。由此，即使在室外以及室内这两者使用液晶显示装置10的情况下，也能够提高液晶显示装置10的显示特性。

另外，能够不改变反射区域和透射区域之间的单元间隙(扁平间隙)地实现最优的反射显示以及透射显示。由此，当前(多间隙)，不会产生在反射区域和透射区域的边界所产生的取向不良，无需基于漏光对策的遮光，因此能够防止开口率降低。另外，无需形成用于改变反射区域和透射区域之间的单元间隙的透明阶梯膜等，因此能够削减工艺工序而实现成本的降低。

另外，本实施方式的构造对于超过300ppi的高精细面板非常有效，在高精细面板中也可以应用半透射型的构造。

另外，通过配置由λ/4板构成的相位差板50、54，能够使反射显示的光学设计实现最优化，并且在透射显示中也能够将在直线偏光板中未取出的向偏光板的轴向倾斜的液晶分子的区域的光取出。由此，能够提高透射区域的透射率。

另外，在cf基板31侧设置有扩散部件55。扩散部件55使得由反射膜40反射的反射光进行扩散，观察者观察到该扩散的反射光。利用扩散部件55能够提高反射区域的反射显示中的反射率以及视场角。

[第2实施方式]

第2实施方式是提高反射区域的显示特性的液晶显示装置的结构例，在室外使用液晶显示装置的情况下，进一步提高了显示特性。

图17是本发明的第2实施方式所涉及的显示面板11的俯视图。图18是沿着图17中的a-a′线的显示面板11的剖面图。图19是沿着图17中的b-b′线的显示面板11的剖面图。此外，第1实施方式中说明的图4(提取示出蓄积电极的俯视图)、以及图5(主要示出cf基板侧的结构的俯视图)还应用于第2实施方式。

在蓄积电极39上设置有分别沿x方向延伸的多个反射膜40。在第2实施方式中，与第1实施方式相比，反射膜40的面积更大。反射膜40构成子像素20的反射区域ra。除了反射膜40的结构以外，与第1实施方式相同。

子像素20具有：中央部的透射区域ta；以及透射区域ta的上下侧的2个反射区域ra1、ra2。即，像素20的反射区域ra由反射区域ra1、ra2构成。在第2实施方式中，设为反射区域ra的面积大于透射区域ta的面积，因此能够提高基于反射的显示特性。即，第2实施方式是重视基于反射区域ra的显示的结构例。第2实施方式是设想主要在室外使用的重视在室外使用的液晶显示装置。优选单元间隙设定为最适合于反射显示。第2实施方式中的单元间隙设定为小于第1实施方式中的单元间隙。

图20是对第2实施方式所涉及的液晶显示装置10的规格的一个例子进行说明的图。第2对比例是使用rgb这3种颜色的滤色器的液晶显示装置，第2实施方式是使用rgbw这4种颜色的滤色器的液晶显示装置。滤色器的色彩规格例如为ntsc比20％。液晶层厚例如为2.0μm，是重视反射显示的值。

反射区域和透射区域的相对比设定为“(a+0.75b)：0.25b”。与第1实施方式相同地，“a”是晶体管区域(tft所占的区域)的面积，“b”是从子像素减除晶体管区域“a”后的透射区域的面积。在第2实施方式中，将第1实施方式的透射区域的3/4进一步分配给反射区域。

图21是对第2实施方式所涉及的液晶显示装置10的特性进行说明的图。图21的特性与应用了图20的规格的液晶显示装置对应。在将第2对比例设为“1.0”的情况下，反射率以及透射率表示第2实施方式的相对比。色彩再现性(ntsc比)表示透射区域的特性。

根据图21能够理解，第2实施方式所涉及的液晶显示装置10与第2对比例相比，能够将反射率以及透射率分别提高1.3倍左右。换言之，在第2实施方式中实现了第2对比例的反射率以及透射率的情况下，能够与反射率以及透射率的提高相应地提高滤色器的颜色的纯度，其结果，能够提高显示面板的色彩再现性。另外，可以降低背光灯的亮度，在该情况下，能够降低耗电量。

如以上详细叙述，根据第2实施方式，能够实现半透射型的液晶显示装置，并且能够进一步提高基于反射的显示特性。其他效果与第1实施方式相同。

上述各实施方式示出了半透射型液晶显示装置的结构例，但也可以应用于不具有反射膜的透射型液晶显示装置。

本发明并不限定于上述实施方式，在实施阶段，可以在未脱离其主旨的范围内进行各种变形。另外，可以适当地组合实施各实施方式，在该情况下能够获得组合效果。并且，上述实施方式中包含各种发明，通过从公开的多个技术特征中选择的组合能够提炼出各种发明。例如，在即使从实施方式中所示的所有技术特征中删除几项技术特征也能够解决问题并获得效果的情况下，也可以将删除了该技术特征的结构提炼为发明。