(57)【要約】【課題】液晶層から出射する光のコントラストが高く、薄型化が図られる電気光学装置を提供する。【解決手段】電気光学装置１０は、配列方向が制御される液晶分子を含む液晶層１３を備える。また、電気光学装置１０は、液晶層１３の一側に配置される偏光板１５と、液晶層１３に対して偏光板１５とは反対側に配置される光源としての有機ＥＬ装置２０と、液晶層１３と光源２０との間に配置され、入射光を偏光により透過光と反射光とに分離する平面型偏光ビームスプリッタ１７とを備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光板と、
光源と、
前記偏光板と前記光源との間に配置された、液晶分子を含む液晶分子を含む液晶層と、
前記液晶層と前記光源との間に配置され、入射光を透過光と反射光とに分離する平面型偏光ビームスプリッタと、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気光学装置において、
前記平面型偏光ビームスプリッタと前記光源との間に配置され、光に位相差を与える波長補正板を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電気光学装置において、
前記光源は、有機ＥＬ装置を含むことを特徴とする電気光学装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電気光学装置において、
前記有機ＥＬ装置は、発光色が異なる複数種類の有機ＥＬ素子を含むことを特徴とする電気光学装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうちのいずれかに記載の電気光学装置において、
前記偏光板及び前記液晶層を介して入射された光が、前記平面型偏光ビームスプリッタで反射され、前記液晶層を介して取り出される反射モードと、
前記光源からの光が、前記平面型偏光ビームスプリッタを透過し、前記液晶層を介して取り出される透過モードと、を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気光学装置において、
前記反射モードにおいて、前記液晶層に対して電界が印加されないこと、を特徴とする電気光学装置。
【請求項７】
請求項５に記載の電気光学装置において、
前記反射モードにおいて、前記液晶層に対して、電界が印加されること、を特徴とする電気光学装置。
【請求項８】
請求項５に記載の電気光学装置において、
前記反射モードと前記透過モードとの間で、前記液晶層に対する印加電圧を変えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうちのいずれかに記載の電気光学電気光学装置において、
前記液晶層と前記平面型偏光ビームスプリッタとの間に配置され、前記平面型偏光ビームスプリッタで反射した光を拡散する拡散板を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示手段として備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶層を有する電気光学装置、及びこの電気光学装置を有する電子機器に関し、特に、液晶層から出射する光のコントラストを高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶層を有する電気光学装置では、液晶層から出射する光のコントラストを高めるために、液晶層の背面側に光源を配置し、必要に応じてこの光源からの光を用いる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２９２４１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、液晶層を介した光の出射制御を可能とするために、液晶層と光源との間に光吸収型の偏光板が配置される。そのため、光源の光の一部が偏光板に吸収され、光の利用効率が低い。
【０００５】
また、上記した技術では、光源の光を液晶層に導く構成要素の薄型化が図りにくいという課題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、液晶層から出射する光のコントラストが高く、薄型化が図られる電気光学装置、及びこの電気光学装置を備える電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学装置は、本発明の電気光学装置は、偏光板と、光源と、前記偏光板と前記光源との間に配置された、液晶分子を含む液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層と前記光源との間に配置され、入射光を透過光と反射光とに分離する平面型偏光ビームスプリッタと、を備えることを特徴とする。
この電気光学装置では、液晶層の一側に偏光板が配置され、その反対側に平面型偏光ビームスプリッタが配置される。光源からの光は平面型偏光ビームスプリッタを介して偏光することから、液晶層と光源との間に光吸収型の偏光板を配置しなくても、液晶層を介した光の出射制御が可能となる。この場合、光源からの光のうち、平面型偏光ビームスプリッタを透過した光以外の成分は反射されるので、その光を再利用することにより、光の利用効率が高まる。これにより、液晶層から出射する光のコントラストを高めることができる。
【０００８】
例えば、前記平面型ビームスプリッタと前記光源との間に、光に位相差を与える波長補正板を配置することにより、平面型偏光ビームスプリッタで反射した光を、平面型偏光ビームスプリッタに透過させることが可能となる。こうした光の再利用により、光源からの光の利用効率が確実に高まる。波長補正板としては、例えば、円偏光板あるいはλ／４板などが用いられる。
【０００９】
また、上記の電気光学装置において、前記光源は、有機ＥＬ装置を含むとよい。
有機ＥＬ装置は高輝度で自発光であり、薄型化に適していることから、光源が有機ＥＬ装置を含むことにより、電気光学装置の薄型化を図ることができる。
【００１０】
この場合において、前記有機ＥＬ装置は、発光色が異なる複数種類の有機ＥＬ素子を含んでもよい。
これにより、液晶層から出射する光の色を変化させることが可能となる。
【００１１】
また、上記の電気光学装置において、前記偏光板及び前記液晶層を介して入射された光が、前記平面型偏光ビームスプリッタで反射され、前記液晶層を介して取り出される反射モードと、前記光源からの光が、前記平面型偏光ビームスプリッタを透過し、前記液晶層を介して取り出される透過モードと、を有してもよい。
これにより、自然光や室内照明光等の外光を利用して液晶層の前面から入射する光を反射させて表示を行うとともに、暗い場所などにおいて、液晶層の背面側の光源からの光を液晶層に入射させて表示を行う、いわゆる半透過反射型の表示を行うことが可能となる。この場合、周囲の明るさに応じて反射モードと透過モードとを切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができる。
【００１２】
この場合、前記反射モードにおいて、前記液晶層に対して電界が印加されない構成としてもよく、あるいは、前記反射モードにおいて、前記液晶層に対して、電界が印加される構成としてもよい。
前者の構成では、電界無印加状態の領域が明るく表示され、電界印加状態の領域が暗く表示される、いわゆるノーマリホワイトとなる。後者の構成ではその逆、つまり電界無印加状態の領域が暗く表示され、電界印加状態の領域が明るく表示されるノーマリブラックとなる。
【００１３】
ここで、前者の構成では、前記透過モードの際に、前記液晶層が電界印加状態となることで、前記平面型偏光ビームスプリッタを透過した前記光源からの光が前記液晶層を介して取り出され、ノーマリブラックとなる。また、後者の構成では、前記透過モードの際に、前記液晶層が電界無印加状態となることで、前記平面型偏光ビームスプリッタを透過した前記光源からの光が前記液晶層を介して取り出され、ノーマリホワイトとなる。つまり、上記の各構成では、通常、反射モードと透過モードとの間で、明暗が逆転する（コントラストの反転）ことになる。
【００１４】
この場合、例えば、前記反射モードと前記透過モードとの間で、前記液晶層に対する印加電圧を変えることにより、反射モードと透過モードとの間での明暗の表示状態を同一に保つことが可能となる。
【００１５】
さらに、上記の電気光学装置においては、前記液晶層と前記平面型偏光ビームスプリッタとの間に前記平面型偏光ビームスプリッタで反射した光を拡散する拡散板を配置するのが好ましい。
拡散板の配置により、平面型偏光ビームスプリッタで反射する光の特性の向上が図られる。
【００１６】
本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を表示手段として備えることを特徴とする。
この電子機器では、表示手段の表示コントラストの向上が図られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
図１は、本発明の電気光学装置の構成例を模式的に示している。この電気光学装置１０は、一対の透明基板１１，１２の間に配置される液晶層１３を備えており、この液晶層１３を介して表示を行う。
【００１８】
各基板１１，１２には、それぞれ不図示のアクティブ素子としてのＴＦＴと、透明電極（ＩＴＯなど）と、配向膜とが形成されており、その形成面が液晶層１３を挟んで互いに対向して配されている。液晶層１３に含まれる液晶分子は、透明基板１１，１２の間の電界の印加状態に応じて、その配列方向が制御される。図１の例では、電界無印加状態における液晶分子の配列のねじれ（ツイスト角）が約９０°となっている。また、上記基板１１，１２、及び液晶層１３等を含んで液晶セル１４が構成される。液晶のツイスト角については、ＴＦＴなどのアクティブ素子を用いて駆動する場合には９０度ツイストで良いが、アクティブ素子を用いない単純マトリックス駆動する場合には２７０度辺りまでツイストするＳＴＮモードを用いることになる。本発明はＳＴＮにも摘要可能である。
【００１９】
液晶セル１４の表側、基板１１の外面には、光吸収型の偏光板１５が配置されている。偏光板１５は、ヨウ素や有機染料などの二色性の材料を吸着させ、延伸・配向したものからなり、吸収二色性を有する。つまり、二色性の配列と同方向の偏光成分を吸収し、他方の偏光成分を透過する。
【００２０】
液晶セル１４の他側、基板１１の外側には、液晶セル１４に対して光を発するバックライトとしての光源２０が配置されている。また、この光源２０と液晶セル１４との間には、液晶セル１４の側から順に、拡散板１６、平面型偏光ビームスプリッタ１７、及び波長補正板１８が配置されている。
【００２１】
平面型偏光ビームスプリッタ１７は、反射や複屈折などの光学的な現象を利用して、入射光を偏光により透過光と反射光とに分離するものであり、例えば、屈折率の異なる透明な薄膜を積層した構造からなる。本例では、平面型偏光ビームスプリッタ１７は、入射光のうち、一方向の偏光成分を反射しそれと直交する偏光成分を透過するように構成されている。この特性は、図１における平面型偏光ビームスプリッタ１７の上下いずれの側から入射する光に対しても機能する。
【００２２】
拡散板１６は、液晶セル１４と平面型偏光ビームスプリッタ１７との間に配置され、入射光を拡散する機能を有する。平面型偏光ビームスプリッタ１７の表面は鏡面状態にあることから、平面型偏光ビームスプリッタ１７に隣接して拡散板１６を配置することにより、平面型偏光ビームスプリッタ１７への外部の像の映り込みなどが抑制され、光学的な品質の向上が図られる。なお、拡散板１６は、平面型偏光ビームスプリッタ１７に隣接して配置されているが、平面型偏光ビームスプリッタ１７に対して光の取り出し側に配置されていればよく、例えば、偏光板１５の上に配置されてもよい。この構成であると、表示装置表面での外光の映り込みも防止できる。この場合、この拡散板表面に減反射コーティングするとさらに映りこみを減らすことができる。偏光板１５が最も表側に配置される場合、偏光板１５表面に対して減反射コーティング（減反射処理）を施してもよい。
【００２３】
波長補正板１８は、平面型偏光ビームスプリッタ１７と光源２０との間に配置され、入射光に位相差を与える機能を有する。本例では、波長補正板１８として、入射光に対して、可視光の１／４波長の位相差を付与するλ／４板が用いられる。波長補正板（λ／４板）１８は、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過する光源２０からの光の強度が最大となるように、平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の方向に応じて配置される。具体的には、波長補正板（λ／４板）１８の延伸軸方向と平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸（透過光に対する偏光軸）の軸方向とが一致するように配置される。なお、本発明において、波長補正板１８は、入射光の偏光状態を変化させることができればよく、λ／４板に限定されない。
【００２４】
光源２０は、本例では、発光物質を含む発光層を陽極及び陰極の電極層で挟んだ構成の有機ＥＬ装置からなる。有機ＥＬ装置では、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された電子とを発光能を有する発光層内で再結合し、励起状態から失括する際に発光する。
【００２５】
本例では、有機ＥＬ装置２０は、ＴＦＴなどの回路素子が形成された透明基板２１上に、画素電極（陽極）２２、正孔注入層（正孔輸送層）２３、発光層２４、電子輸送層２５、対向電極（陰極）２６、及び不図示の封止部等が順次積層された構造からなる。また、画素電極２２はＩＴＯなどの透明電極からなり、対向電極２６は金属膜などの反射性のある膜からなる。この有機ＥＬ装置２０では、回路素子部の駆動制御により、画素電極２２及び対向電極２６に挟まれた発光層２４が発光し、その光が基板２１を通過して液晶セル１４に向けて出射される。また、発光層２４から対向電極２６側に向けて発した光は対向電極２６により反射され基板２１を通過して液晶セル１４に向けて出射される。発光層２４は、白の光を発する白色発光材料からなる発光層としてもよく、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）などの複数の色に対応する複数種類の発光層を含んでもよい。
【００２６】
ここで、本例の有機ＥＬ装置２０は、発光層２４で発した光が画素電極２２側から出射されるが、発光層２４で発した光が対向電極２６側から出射されてもよい。この場合、液晶セル１４に対向して対向電極２６が配置されるとともに、対向電極２６の形成材料として、透明な材料が用いられる。さらに、画素電極２２として、反射性の膜を用いるかあるいは画素電極２２上に反射膜が形成される。なお、本発明において、有機ＥＬ装置の構成は上述したものに限定されない。例えば、電子輸送層を省略してもよい。
【００２７】
図２は、上記した電気光学装置１０の表示原理を説明するための図である。
本例の電気光学装置１０は、自然光や室内照明光等の外光を利用して液晶層の前面から入射する光を反射させて表示を行う反射モードと、暗い場所などにおいて、液晶層の背面側の光源（本例では有機ＥＬ装置）からの光を液晶層に入射させて表示を行う透過モードとを有しており、いわゆる半透過反射型の表示を行う。そのため、周囲の明るさに応じて反射モードと透過モードとを切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができる。
【００２８】
図２の例では、前述したように液晶層１３のツイスト角は９０°である。また、偏光板１５の偏光軸の軸方向と平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向（透過光に対する偏光軸）とが同一方向に配されている。
【００２９】
図２に示す反射モードにおいては、外光の偏光成分が偏光板１５を介して液晶層１３に入射する。液晶層１３を無電界印加状態にすると、入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って９０°ねじられ、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と直交することから、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射され、再び液晶層１３及び偏光板１５を通過して出射する。
【００３０】
また、液晶層１３を電界印加状態にすると、入射した偏光は、電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と同一であることから、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過し、波長補正板１８等により減衰する。
【００３１】
このように、図２に示す反射モードにおいては、液晶層１３が電界無印加状態となることで、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光が液晶層１３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が明るく表示され、電界印加状態の領域が暗く表示される、いわゆるノーマリホワイトとなる。
【００３２】
一方、図２に示す透過モードにおいては、光源である有機ＥＬ装置２０から液晶セル１４に向けて光が出射される。そして、その光が波長補正板１８を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射し、偏光によって透過光と反射光とに分離される。平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光は、波長補正板１８を通過し、有機ＥＬ装置２０の対向電極２６（図１参照）で反射され、再び波長補正板１８を通過して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は波長補正板１８を複数回通過し、繰り返し位相差が与えられる。その結果、偏光成分が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と同一となり、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過する。すなわち、最終的には、有機ＥＬ装置２０の発光光のほぼすべてが平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過し、偏光として液晶セル１４に入射する。
【００３３】
続いて、液晶層１３を無電界印加状態にすると、液晶層１３に入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って９０°ねじられ、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と直交することから、偏光板１５に吸収される。また、液晶層１３を電界印加状態にすると、液晶層１３に入射した偏光は電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と同一であることから、偏光板１５を通過して出射する。
【００３４】
すなわち、図２に示す透過モードにおいては、液晶層１３が電界印加状態となることで、有機ＥＬ装置２０の発光光が液晶層１３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が暗く表示され、電界印加状態の領域が明るく表示される、いわゆるノーマリブラックとなる。
【００３５】
本例の電気光学装置１０では、光源（有機ＥＬ装置２０）からの光を平面型偏光ビームスプリッタ１７を介して偏光することから、液晶層１３と光源との間に光吸収型の偏光板を配置しなくても、液晶層１３を介した光の出射制御が可能となる。また、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光を再利用し、光源からの光をほぼすべて利用するので、光の利用効率が高い。そのため、液晶層１３から出射する光のコントラスト（表示コントラスト）が高い。
【００３６】
図３は、上記の電気光学装置の表示の様子を示している。
前述したように、本例の電気光学装置では、反射モードにおいては、液晶層に対して電界無印加状態の領域が明るく表示され、電界印加状態の領域が暗く表示され（ノーマリホワイト）、透過モードにおいては、電界無印加状態の領域が暗く表示され、電界印加状態の領域が明るく表示される（ノーマリブラック）。つまり、反射モードと透過モードとの間で、明暗が逆転（コントラストの反転）することになる。
【００３７】
この場合、反射モードと透過モードとの間で、液晶層に対する印加電圧を変え、電界制御を反転させることにより、反射モードと透過モードとの間での明暗表示（コントラスト）を同一に保つことが可能となる。すなわち、反射モードにおいて電界無印加状態である領域を、透過モードにおいて電界印加状態とし、逆に、反射モードにおいて電界印加状態である領域を、透過モードにおいて電界無印加状態とする。これにより、反射モードで明るく表示された領域は、透過モードにおいても明るく表示され、反射モードで暗く表示された領域は、透過モードにおいても暗く表示される。
【００３８】
また、本例の電気光学装置では、液晶層に対して光を発する光源（バックライト）として、有機ＥＬ装置を用いる。有機ＥＬ装置は高輝度で自発光であり、薄型化に適していることから、光源として有機ＥＬ装置を用いることにより、電気光学装置の薄型化が図られる。さらに、有機ＥＬ装置が、それぞれ所定の色に対応する複数種類の発光層を含むことにより、液晶層から出射する光の色を変化させることが可能となる。
【００３９】
図４は、有機ＥＬ装置の発光層の構成例を示す図である。
図４において、発光層２４は、Ｒ（赤）の光を発する発光層２４ａ、Ｇ（緑）の光を発する発光層２４ｂ、及びＢ（青）の光を発する発光層２４ｃの３種類を含み、それらが順に繰り返し配列された構成からなる。この発光層２４を備える有機ＥＬ装置２０では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類の発光層２４ａ，２４ｂ，２４ｃをすべて発光させることにより、白の光を発することができる。また、１種類の発光層だけを発光させることにより、その発光層に対応する色の光を発することができる。また、３種類の発光層の相対的な発光強度を変化させることにより、色調を任意に調整することができる。このように、有機ＥＬ装置２０をバックライトとして備える電気光学装置では、液晶層から出射する光の色を変化させ、表示性能の向上を図ることができる。
【００４０】
図５は、図２に示した電気光学装置１０の変形例を示している。図５の例では、偏光板１５の偏光軸の軸方向と平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向（透過光に対する偏光軸）とが互いに直交する方向に配されている。なお、他の構成は図２と同じであり、液晶層１３のツイスト角は９０°である。
【００４１】
図５に示す反射モードにおいては、外光の偏光成分が偏光板１５を介して液晶層１３に入射する。液晶層１３を無電界印加状態にすると、入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って９０°ねじられ、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と同一であることから、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過し、波長補正板１８等により減衰する。
【００４２】
また、液晶層１３を電界印加状態にすると、入射した偏光は電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と直交することから、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射され、再び液晶層１３及び偏光板１５を通過して出射する。
【００４３】
すなわち、図５に示す反射モードにおいては、液晶層１３が電界印加状態となることで、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光が液晶層１３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が暗く表示され、電界印加状態の領域が明るく表示される、いわゆるノーマリブラックとなる。
【００４４】
一方、図５に示す透過モードにおいては、液晶層１３を無電界印加状態にすると、液晶層１３に入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って９０°ねじられ、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と同一であることから、偏光板１５を通過して出射する。また、液晶層１３を電界印加状態にすると、液晶層１３に入射した偏光は電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と直交することから、偏光板１５に吸収される。
【００４５】
すなわち、図５に示す透過モードにおいては、液晶層１３が電界印加状態となることで、有機ＥＬ装置２０の発光光が液晶層１３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が明るく表示され、電界印加状態の領域が暗く表示される、いわゆるノーマリホワイトとなる。
【００４６】
このように、図５に示す電気光学装置では、反射モードにおいてノーマリブラック、透過モードにおいてノーマリホワイトとなり、図２に示す電気光学装置１０に対して各モードにおける表示の明暗が逆転する。なお、図５に示す電気光学装置においても、反射モードと透過モードとの間で、液晶層に対する印加電圧を変え、電界制御を反転させることにより、反射モードと透過モードとの間での明暗表示（コントラスト）を同一に保つことが可能である。
【００４７】
図６は、図２に示した電気光学装置１０の他の変形例であり、９０°以上のツイスト角を用いたＳＴＮ式の液晶セルを備えている。図６の例では、液晶セルは、電界無印加状態における配列のねじれ（ツイスト角）が約２７０°となる液晶分子を含む液晶層５３を備えている。また、偏光板１５の偏光軸の軸方向と平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向（透過光に対する偏光軸）とが同一方向に配されている。なお、既に説明したものと同一の機能を有する構成要素には同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００４８】
図６に示す反射モードにおいては、外光の偏光成分が偏光板１５を介して液晶層５３に入射する。液晶層５３を無電界印加状態にすると、入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って２７０°ねじられ、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と直交することから、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射され、再び液晶層５３及び偏光板１５を通過して出射する。
【００４９】
また、液晶層５３を電界印加状態にすると、入射した偏光は、電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と同一であることから、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過し、波長補正板１８等により減衰する。
【００５０】
このように、図６に示す反射モードにおいては、液晶層５３が電界無印加状態となることで、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光が液晶層５３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が明るく表示され、電界印加状態の領域が暗く表示される、いわゆるノーマリホワイトとなる。
【００５１】
一方、図６に示す透過モードにおいては、光源である有機ＥＬ装置２０から液晶セルに向けて光が出射される。そして、その光が波長補正板１８を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射し、偏光によって透過光と反射光とに分離される。平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光は、波長補正板１８を通過し、有機ＥＬ装置２０の対向電極２６（図１参照）で反射され、再び波長補正板１８を通過して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は波長補正板１８を複数回通過し、繰り返し位相差が与えられる。その結果、偏光成分が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と同一となり、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過する。すなわち、最終的には、有機ＥＬ装置２０の発光光のほぼすべてが平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過し、偏光として液晶セルに入射する。
【００５２】
続いて、液晶層５３を無電界印加状態にすると、液晶層５３に入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って２７０°ねじられ、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と直交することから、偏光板１５に吸収される。また、液晶層５３を電界印加状態にすると、液晶層５３に入射した偏光は電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と同一であることから、偏光板１５を通過して出射する。
【００５３】
すなわち、図６に示す透過モードにおいては、液晶層５３が電界印加状態となることで、有機ＥＬ装置２０の発光光が液晶層５３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が暗く表示され、電界印加状態の領域が明るく表示される、いわゆるノーマリブラックとなる。
【００５４】
このように、図６に示す電気光学装置では、図２に示す電気光学装置と同様に、反射モードにおいてノーマリホワイト、透過モードにおいてノーマリブラックとなる。また、ツイスト角が２７０°のＳＴＮ式の液晶セルを備えることから、高いコントラストが得られる。なお、図６に示す電気光学装置においても、反射モードと透過モードとの間で、液晶層に対する印加電圧を変え、電界制御を反転させることにより、反射モードと透過モードとの間での明暗表示（コントラスト）を同一に保つことが可能である。
【００５５】
図７は、図２に示した電気光学装置１０の別の変形例であり、図６と同様にＳＴＮ式の液晶セルを備えている。図７の例では、偏光板１５の偏光軸の軸方向と平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向（透過光に対する偏光軸）とが互いに直交する方向に配されている。また、他の構成は図６と同じであり、液晶層５３のツイスト角は２７０°である。なお、既に説明したものと同一の機能を有する構成要素には同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００５６】
図７に示す反射モードにおいては、外光の偏光成分が偏光板１５を介して液晶層５３に入射する。液晶層５３を無電界印加状態にすると、入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って２７０°ねじられ、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と同一であることから、平面型偏光ビームスプリッタ１７を透過し、波長補正板１８等により減衰する。
【００５７】
また、液晶層５３を電界印加状態にすると、入射した偏光は電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、拡散板１６を介して平面型偏光ビームスプリッタ１７に入射する。この光は偏光方向が平面型偏光ビームスプリッタ１７の偏光軸の軸方向と直交することから、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射され、再び液晶層５３及び偏光板１５を通過して出射する。
【００５８】
すなわち、図７に示す反射モードにおいては、液晶層５３が電界印加状態となることで、平面型偏光ビームスプリッタ１７で反射した光が液晶層５３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が暗く表示され、電界印加状態の領域が明るく表示される、いわゆるノーマリブラックとなる。
【００５９】
一方、図７に示す透過モードにおいては、液晶層５３を無電界印加状態にすると、液晶層５３に入射した偏光は液晶分子のねじれに沿って２７０°ねじられ、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と同一であることから、偏光板１５を通過して出射する。また、液晶層５３を電界印加状態にすると、液晶層５３に入射した偏光は電界方向に配列が揃った液晶分子に沿って直進し、偏光板１５に入射する。この光は偏光方向が偏光板１５の偏光軸の軸方向と直交することから、偏光板１５に吸収される。
【００６０】
すなわち、図７に示す透過モードにおいては、液晶層５３が電界印加状態となることで、有機ＥＬ装置２０の発光光が液晶層５３を介して取り出される。つまり、この場合、電界無印加状態の領域が明るく表示され、電界印加状態の領域が暗く表示される、いわゆるノーマリホワイトとなる。
【００６１】
このように、図７に示す電気光学装置では、反射モードにおいてノーマリブラック、透過モードにおいてノーマリホワイトとなり、図６に示す電気光学装置に対して各モードにおける表示の明暗が逆転する。また、図６と同様に、ツイスト角が２７０°のＳＴＮ式の液晶セルを備えることから、高いコントラストが得られる。なお、図７に示す電気光学装置においても、反射モードと透過モードとの間で、液晶層に対する印加電圧を変え、電界制御を反転させることにより、反射モードと透過モードとの間での明暗表示（コントラスト）を同一に保つことが可能である。
【００６２】
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、本発明の電気光学装置を表示手段として備えている。
図８（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８（ａ）において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図８（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図８（ｂ）において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図８（ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図８（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図８（ａ）〜（ｃ）に示すそれぞれの電子機器は、本発明の表示装置を表示手段として備えているので、表示コントラストが高く、品質に優れた表示を実現することができる。
【００６３】
なお、上述した実施形態例において、上記液晶セルとしては、（追加：９０度ツイストの他、９０度以上のツイスト角を用いた所謂ＳＴＮ液晶セルでも良い。また、）パッシブマトリクス方式の他に、アクティブマトリクス方式を採用してもよい。
また、カラー表示、白黒表示のいずれでもよい。カラー表示に対応する場合、液晶セルにカラーフィルタを配置するとよい。
また、液晶セルの駆動に合わせて、有機ＥＬ装置の発光色を制御することにより、カラー表示を行ってもよい（フィールドシーケンシャル方式など）。
あるいは、反射モードと透過モードとで、カラー表示と白黒表示とを切り替えてもよい。例えば、反射モードにおいては白黒表示とし、透過モードにおいてはカラー表示としてもよい。この場合、有機ＥＬ装置の発光色を制御することにより、透過モードにおけるカラー表示を行うことが可能である。
有機ＥＬ装置の表示は、バックライトとしての全面発光としてもよく、絵や文字が表示可能なピクセル発光としてもよい。
【００６４】
また、上記平面型偏光ビームスプリッタとして、無機化合物で形成され所定方向にラビング処理された屈折率等方性を有する層と、有機化合物で形成され屈折率異方性を有する層とを、複数層に亘って交互に積層したものを用いてもよい。この積層体は、例えば、特定方向にラビング処理された無機層と、この無機層上に製膜された有機層とを、複数層（数十〜数百層）に亘って交互に積層することにより形成される。有機層は、ラビング方向が同一になるように複数積層されており、この構成により入射光に対してラビング方向に応じた偏光成分を透過し、残りの半分の偏光成分を反射する。無機層としては、例えば、屈折率等方性の透光性を有する材料（例えばチッ化ケイ素；Ｓｉ３Ｎ４等のセラミックス）が用いられる。また、有機層としては、特定の方向に屈折率異方性を有する透光性の材料（例えば上記液晶性有機化合物）が用いられる。ここで、無機層を構成する材料のガラス転移温度をＴｇ、有機層を構成する材料が液晶層をなす温度をＴＬＣとすると、これらの材料は、Ｔｇ＞ＴＬＣなる関係が成立するように選択される。
また、上記平面型偏光ビームスプリッタとして、コレステリック液晶をセルに封入したパネルを用いてもよい。
【００６５】
また、上記波長補正板（λ／４板）として、カイラル成分を所定方向に配向させた液晶性有機化合物の層を、カイラル性成分の配向方向を所定角度ずらせて複数層積層したものを用いてもよい。この積層体は、例えば厚さ５μｍ程度の液晶性有機化合物をラビング処理してカイラル成分を添加した層を、ラビング配向方向が９０°ずれるように積層して所定の厚さに製膜し、紫外線を照射して固化させることにより形成され、入射した光の偏光方向を４５°ねじる１／４波長板と同等に機能する。液晶性有機化合物としては、液晶性アクリレートモノマーや液晶ポリマーを用いることができる。
【００６６】
また、上記透明基板の材料としては、ガラスの他に、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトンなどのプラスチックなどの透明材料が採用可能である。
【００６７】
また、上記画素電極（陽極）の材料としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）の他に、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛−バナジウム（ＺｎＶ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）などの単体や、これらの化合物或いは混合物や、金属フィラーが含まれる導電性接着剤などが用いられる。画素電極の形成は、好ましくはスパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着法によって行われる。あるいは、スピンコータ、グラビアコータ、ナイフコータなどによる印刷や、スクリーン印刷、フレキソ印刷などを用いて画素電極を形成してもよい。
【００６８】
また、上記正孔注入層（正孔輸送層）の形成方法としては、例えば、カルバゾール重合体とＴＰＤ：トリフェニル化合物とを共蒸着して１０〜１０００ｎｍ（好ましくは、１００〜７００ｎｍ）の膜厚に形成する。他の形成方法として、例えばインクジェット法により、正孔注入、輸送層材料を含む組成物インクを基体上に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行って形成してもよい。なお、組成物インクとしては、例えばポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸等の混合物を、水等の極性溶媒に溶解させたものを用いることができる。
【００６９】
また、上記発光層は、例えば、インクジェット法により、材料を含む組成物インクを基体上に吐出した後に乾燥処理及び熱処理を施すことで形成される。発光層を構成する発光材料としては、フルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、その他ベンゼン誘導体に可溶な低分子有機ＥＬ材料、高分子有機ＥＬ材料等を用いることができる。
【００７０】
また、上記電子輸送層としては、例えば、金属と有機配位子から形成される金属錯体化合物、好ましくは、Ａｌｑ３（トリス（８−キノリノレート）アルミニウム錯体）、Ｚｎｑ２（ビス（８−キノリノレート）亜鉛錯体）、Ｂｅｂｑ２（ビス（８−キノリノレート）ベリリウム錯体）、Ｚｎ−ＢＴＺ（２−（ｏ−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾール亜鉛）、ペリレン誘導体などを１０〜１０００ｎｍ（好ましくは、１００〜７００ｎｍ）の膜厚になるように蒸着して積層したものが用いられる。
【００７１】
また、上記対向電極（陰極）は、例えば、積層構造からなり、下部の陰極層としては、電子輸送層あるいは発光層に効率的に電子注入を行えるように、上部の陰極層よりも仕事関数の低い金属、例えばカルシウム等が用いられる。また、上部陰極層は、下部陰極層を保護するもので、下部陰極層よりも仕事関数が相対的に大きいもので構成することが好ましく、例えばアルミニウム等が用いられる。これら下部陰極層及び上部陰極層は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが発光層の熱、紫外線、電子線、プラズマによる損傷を防止できる点で好ましい。
【００７２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気光学装置の構成例を模式的に示す図。
【図２】図１の電気光学装置の表示原理を説明するための図。
【図３】図１の電気光学装置の表示の様子を示す図。
【図４】有機ＥＬ装置の発光層の構成例を示す図。
【図５】図２の電気光学装置の変形例を示す図。
【図６】図２の電気光学装置の変形例を示す図。
【図７】図２の電気光学装置の変形例を示す図。
【図８】（ａ）は本発明の電子機器を携帯電話に適用した例を示す図、（ｂ）は腕時計型電子機器に適用した例を示す図（ｃ）は携帯型情報処理装置に適用した例を示す図。
【符号の説明】
１０…電気光学装置、１３、５３…液晶層、１４…液晶セル、１５…偏光板、１６…拡散板、１７…平面型偏光ビームスプリッタ、１８…波長補正板、２０…有機ＥＬ装置（光源）、２４…発光層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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