(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、
前記基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面上に、表面に凹凸を形成した支持層を備え、前記支持層の表面上に透明電極と反射板を重ねて形成すると共に当該反射板を前記支持層の凹凸に従った形状を反映して凹凸を有するように形成してなり、前記透明電極の面積と前記反射板の面積とが異なる
ことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記透明電極の端面は前記反射板の端面より外側に位置し、前記一方の基板の前記液晶層とは異なる側に照明装置が配置されてなり、前記照明装置から出射された光が前記反射板の形成されない領域を通して前記液晶層側へ出射することを特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記透明電極はストライプ形状であり、前記透明電極は前記反射板より幅広であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記一方の基板には、スイッチング素子と、該スイッチング素子に接続される前記透明電極である画素電極とを有し、前記画素電極の端面は前記反射板の端面より外側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記画素電極毎に反射板が形成されてなることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記反射板が９０重量％以上のアルミニウムを含んでいることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項７】
前記反射面が９０重量％以上の銀を含んでいることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項８】
前記反射板と前記透明電極との間にバッファ層が形成されてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項９】
前記一対の基板のうちいずれかの基板にカラーフィルタ層が形成されてなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の液晶装置を搭載した電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶装置に係り、特に、反射型表示と透過型表示とを切り換えて表示することのできる液晶装置の構造及びこの液晶装置を用いた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射型液晶装置は消費電力が小さいために携帯機器や装置の付属的表示部などに多用されているが、外光を利用して表示を視認可能にしているため、暗い場所では表示を読みとることができないという問題点があった。このため、明るい場所では通常の反射型液晶装置と同様に外光を利用するが、暗い場所では内部の光源により表示を視認可能にした形式の液晶装置が提案されている。これは、特開昭５７−０４９２７１号公報などに記載されているように、液晶セルの観察側と反対側の外面に偏光板、半透過反射板、バックライトを順次配置した構成をとっている。この液晶装置では、周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。
【０００３】
別の液晶装置としては、反射型表示の明るさを向上させた特開平８−２９２４１３号公報に記載されたものがある。この液晶装置は、液晶セルの観察側と反対側の外面に半透過反射板、偏光板、バックライトを順次配置した構成をとっている。周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して偏光板と半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。このような構成にすると、液晶セルと半透過反射板の間に偏光板がないため、前述した液晶装置よりも明るい反射型表示が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に記載されている液晶装置は、液晶層と半透過反射板との間に透明基板が介在するため、二重映りや表示のにじみなどが発生してしまう。
【０００５】
また、近年の携帯機器やＯＡ機器の発展に伴って液晶表示のカラー化が要求されるようになっており、反射型液晶装置を用いるような機器においてもカラー化が必要な場合が多い。ところが、上記公報に記載されている液晶装置とカラーフィルタを組み合わせた方法では、半透過反射板を液晶セルの後方に配置しているため、液晶層やカラーフィルタと半透過反射板との間に液晶セルの厚い透明基板が介在し、視差によって二重映りや表示のにじみなどが発生してしまい、十分な発色を得ることができないという問題点がある。この問題を解決するために、特開平９−２５８２１９号公報などに記載されているような液晶層と接するように反射板を配置する反射型カラー液晶装置が提案されている。しかし、この液晶装置は周囲が暗くなると表示を認識することができない。
【０００６】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、反射型表示と透過型表示とを切換え可能な液晶装置において、視差による二重映りや表示のにじみなどが発生しない半透過反射型カラー液晶装置を提供することにある。また、この液晶装置を用いた電子機器を提供することにある。
【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、本発明が講じた手段は以下の通りである。
【０００８】
本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶装置であって、前記基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面上に、表面に凹凸を形成した支持層を備え、前記支持層の表面上に透明電極と反射板を重ねて形成すると共に当該反射板を前記支持層の凹凸に従った形状を反映して凹凸を有するように形成してなり、前記透明電極の面積と前記反射板の面積とが異なることを特徴とする。
さらに、前記透明電極の端面は前記反射板の端面より外側に位置し、前記一方の基板の前記液晶層とは異なる側に照明装置が配置されてなり、前記照明装置から出射された光が前記反射板の形成されない領域を通して前記液晶層側へ出射することを特徴とする。
さらに、前記透明電極はストライプ形状であり、前記透明電極は前記反射板より幅広であることを特徴とする。
さらに、前記一方の基板には、スイッチング素子と、該スイッチング素子に接続される前記透明電極である画素電極とを有し、前記画素電極の端面は前記反射板の端面より外側に位置することを特徴とする。
さらに、前記画素電極毎に反射板が形成されてなることを特徴とする。
具体的には、本発明の液晶装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面に電極が形成されてなり、前記電極上に反射板が形成されてなり、前記電極の面積と前記反射板の面積とが異なることを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすることにより、反射板により外光を反射することができ、反射板が形成されていないところでは背面からの光を透過させることができ、半透過の液晶装置を構成することができる。
【００１０】
また、前記反射板には開口部が形成されてなり、前記一方の基板の前記液晶層とは異なる側に照明装置が配置されてなり、前記照明装置から出射された光を少なくとも前記開口部を通して前記液晶層側へ出射する構成とすることが好ましい。このような構成とすることにより、一対の基板から構成される液晶セルの背面に照明装置を配置し、それからの光を反射板が形成されていない電極の領域から透過させることができ、暗い場所でも光源からの光で明るい表示を得ることが可能となる。
【００１１】
また、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面に電極が形成されてなり、前記電極上に反射板が形成されてなり、少なくとも前記電極によって構成される画素内では前記電極の端面が前記反射板の端面と同じ位置もしくは前記反射板の端面より内側に形成されてなり、前記反射板には開口部が形成されてなることを特徴とする。
【００１２】
このような構成とすることにより、開口部から液晶層側へ光を導入することができる。このとき、反射型表示と透過型表示では液晶セルの電圧−反射率（透過率）特性が異なる場合が多いので、反射型表示時と透過型表示時で駆動電圧を異ならせ、各々で最適化したほうが好ましい。
【００１３】
また、開口部の大きさは、画素面積に対して１０〜２５％程度であることが好ましい。このようにすることで、人間が認識することが困難であり、開口部を設けたことで生じる表示品質の劣化を抑えることができ、反射型表示と透過型表示を同時に実現できる。
【００１４】
また、前記電極はストライプ形状であり、前記電極上に前記電極の幅よりも広い前記反射板が形成されてなる構成とすることが好ましい。このような構成とすることにより、反射板が広いため反射領域が広がる。
【００１５】
また、前記反射板には開口部が形成されてなり、前記一方の基板の前記液晶層とは異なる側に照明装置が配置されてなり、前記照明装置から出射された光を少なくとも前記開口部を通して前記液晶層側へ出射する構成であるため、反射型及び透過型いずれの場合も明るい表示を得ることができる。
【００１６】
また、一対の基板間に液晶層が挟持されてなり、前記基板のうち一方の基板の前記液晶層側の面に電極が形成されてなり、前記電極上に反射板が形成されてなり、少なくとも前記電極によって構成される画素内では、前記電極の端面が前記反射面の端面より外側にあることを特徴とする。
【００１７】
このような構成とすることにより、反射板に開口部を設ける必要がなく、反射板が形成されていない領域から光を液晶層側へ導入することができる。
【００１８】
なお、前記一方の基板にはスイッチング素子が形成されてなり、該スイッチング素子に接続して画素電極が形成されてなり、該画素電極上に反射板が形成されてなる構成とすることが好ましい。このような構成とすることにより高精細なマトリックス表示を得ることができる。
【００１９】
また、隣接する前記画素間に形成されてなる前記反射板の幅は前記画素内に形成されてなる前記反射板の幅より小さい構成とすることが好ましい。このような構成とすることにより、画素以外の領域で不要な反射を防止することができ、コントラスト低下を防止することができる。
【００２０】
また、前記画素毎に反射板が形成されてなる構成とすることも好ましい。すなわち、画素領域のみに反射板を形成するため、画素間には反射板がなくコントラストの低下は生じない。
【００２１】
また、前記反射板が９０重量％以上のアルミニウム、もしくは前記反射面が９０重量％以上の銀を含んでいることが好ましい。反射特性を向上するためにはこのような特性を有する材料を用いることが好ましいのである。
【００２２】
また、前記反射板と前記電極との間にバッファ層が形成されてなることが好ましい。アルミニウム系の材料と一般的なＩＴＯなどの透明な電極に用いられる材料は、直に接するような構造を取ると、接触抵抗がオーミックにならない等の問題がある。上記のような手段により、前記反射板と前記透明電極との接触抵抗がオーミックになり、アルミニウム等を用いた反射板を配線電極として用いることが可能となった。
【００２３】
また、前記一対の基板のうちいずれかの基板にカラーフィルタ層が形成されてなる構成とすることにより、カラー表示を可能とするものである。カラーフィルタ層は、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長範囲のすべての光に対して２５％以上の透過率を有しているのが好ましい。このようにすることで、明るい反射型カラー表示と透過型カラー表示を実現することができる。
【００２４】
また、前記一方の基板の前記液晶層とは異なる側に少なくとも一層の位相差板が配置されてなる構成とすることが好ましい。また、前記他方の基板の前記液晶層とは異なる側に少なくとも一層の位相差板が配置されてなる構成とすることも可能である。このような構成とすることにより液晶装置に生じる着色を解消したり、液晶装置の視角特性を補償することが可能となる。なお、配置位置はどちらであっても良く、両方に複数枚の位相差板を配置することも可能である。更には補償目的の異なる位相差板を配置することも当然の事ながら可能である。
【００２５】
また、前記一方の基板の前記液晶層側と異なる側に散乱板を配置することが好ましい。このような構成とすることにより、反射板での写り込みを防止することができる。さらに前記一対の基板のいずれかの基板の液晶層側、または前記一対の基板の液晶層側に、散乱機能を有する層を設けた構成とすることも可能である。
【００２６】
また、前記一方の基板と前記一方の基板上に形成した電極との間に散乱層を設けた構成とすることも可能である。
【００２７】
前記反射板は凹凸を有する構成とすることにより、写り込みを防止することができる。このような液晶装置を電子機器に搭載することも可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る実施形態について説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る液晶装置の第１実施形態の構造を示す概略縦断面図である。この実施形態は基本的に単純マトリクス型の液晶表示装置に関するものであるが、同様の構成によりアクティブマトリクス型の装置や他のセグメント型の装置、その他の液晶装置にも適用することは可能である。
【００３０】
この実施形態では、２枚の透明基板１０１，１０２の間に液晶層１０３が枠状のシール材１０４によって封止された液晶セルが形成されている。液晶層１０３は、所定のツイスト角を持つネマチック液晶で構成されている。上側の透明基板１０１の内面上には、複数のストライプ状の透明電極１０９がＩＴＯなどにより形成されていて、透明電極１０９の表面上には配向膜１１０が形成され、所定方向にラビング処理が施されている。
【００３１】
一方、下側の透明基板１０２の内面上には、例えばＩＴＯで形成された透明電極１１６、反射板１１１、カラーフィルタ１１４が順次形成され、このカラーフィルタ１１４には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層が所定パターンで配列されている。上記カラーフィルタ１１４の着色層毎に形成されたストライプ状の透明電極１１６、反射板１１１が上記透明電極１０９と交差するように複数配列されている。 ＭＩＭ素子やＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の装置である場合には、各透明電極１１６及び反射板１１１は例えば矩形状に形成され、アクティブ素子を介して配線に接続される。ただし、ＴＦＴ素子を備えた装置の場合は、透明電極１０９のパターニングは不要である。反射板１１１はＡｌ、Ｃｒ、Ａｇなどにより形成され、その表面は透明基板１０１の側から入射する光を反射する反射面となっている。カラーフィルター１１４の表面上には上記と同様の配向膜１１７が形成される。なお、反射板１１１には５μｍ角の開口部が設けてあり、開口部の総面積は反射板の総面積に対して約１０％の割合でランダムに設けてある。また、反射板１１１は分割反射面とした。
【００３２】
透明電極１１６と反射板１１１の間にはバッファ層（図示しない）を設けてある。透明電極１１６をＩＴＯ、反射板１１１をＡｌを用いて形成した場合、両者が直に接する構造とすると接触抵抗がオーミックにならない等の問題がある。本実施形態においては、透明電極１１６が配線電極を兼ねているので、上記バッファ層を設けることにより、反射型表示においても、良好な表示を得ることができた。なお、バッファ層の材料としては、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、ＴｉＮｘ等を列挙できる。透明電極１１６と反射板１１１同士が接触しても問題ない材料であれば、特にバッファ層は必要ない。
【００３３】
上側の透明基板１０１の外面上に偏光板１０５が配置され、偏光板１０５と透明基板１０１との間に位相差板１０６が配置されている。また、液晶セルの下側には、透明基板１０２の背後に位相差板１０８が配置され、この位相差板１０８の背後に偏光板１０７が配置されている。そして、偏光板１０７の下側には、白色光を発する蛍光管１１９と、この蛍光管１１９に沿った入射端面を備えた導光板１１８とを有するバックライトが配置されている。導光板１１８は裏面全体に散乱用の粗面が形成され、或いは散乱用の印刷層が形成されたアクリル樹脂板などの透明体であり、光源である蛍光管１１９の光を端面にて受けて、図の上面からほぼ均一な光を放出するようになっている。その他のバックライトとしては、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＥＬ（エレクトロルミネセンス）などを用いることができる。
【００３４】
この実施形態では、透過型表示のときに各ドット間の領域から光が漏れるのを防ぐために、カラーフィルタ１１４の各着色層の間に形成された遮光部であるブラックマトリクス層１１３が平面的にドット間にほぼ対応して設けられている。ブラックマトリクス層１１３は感光性ブラック樹脂で形成する。
【００３５】
反射型表示について説明する。外光は図１における偏光板１０５、位相差板１０６をそれぞれ透過し、液晶層１０３、カラーフィルタ１１４を通過後、反射板１１１によって反射され、再び偏光板１０５から出射される。このとき、液晶層１０３への印加電圧によって明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御することができる。
【００３６】
次に、透過型表示について説明する。バックライトからの光は偏光板１０７及び位相差板１０８によって所定の偏光となり、反射板１１１の開口部よりカラーフィルタ１１４、液晶層１０３に導入され、液晶層１０３を通過後、位相差板１０６を透過する。このとき、液晶層１０３への印加電圧に応じて、偏光板１０５を透過（明状態）する状態と吸収（暗状態）する状態、及びその中間の状態（明るさ）を制御することができる。
【００３７】
上述したような本実施例の構成によれば、二重映りや表示のにじみのない反射型表示と透過型表示とを切り換えて表示することのできるカラー液晶装置が実現できた。
【００３８】
（第２実施形態）
図２は本発明に係る液晶装置の第２実施形態の構造を示す概略縦断面図である。この実施形態は基本的に単純マトリクス型の液晶表示装置に関するものであるが、同様の構成によりアクティブマトリクス型の装置や他のセグメント型の装置、その他の液晶装置にも適用することは可能である。
【００３９】
この実施形態では、２枚の透明基板２０１，２０２の間に液晶層２０３が枠状のシール材２０４によって封止された液晶セルが形成されている。液晶層２０３は、所定のツイスト角を持つネマチック液晶で構成されている。上側の透明基板２０１の内面上にはカラーフィルタ２１３が形成され、このカラーフィルタ２１３には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層が所定パターンで配列されている。カラーフィルタの表面上には透明な保護膜２１２が被覆されており、この保護膜２１２の表面上に複数のストライプ状の透明電極２０９がＩＴＯなどにより形成されている。透明電極２０９の表面上には配向膜２１０が形成され、所定方向にラビング処理が施されている。
【００４０】
一方、下側の透明基板２０２の内面上には、上記カラーフィルタ２１３の着色層毎に形成されたストライプ状の透明電極２１６上に開口部を有するストライプ状の反射板２１１が上記透明電極２０９と交差するように複数配列されている。ＭＩＭ素子やＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の装置である場合には、各反射層２１１、透明電極２１６は例えば矩形状に形成され、アクティブ素子を介して配線に接続される。ただし、ＴＦＴ素子を備えた装置の場合は、透明電極２０９のパターニングは不要である。この反射板２１１はＣｒやＡｌなどにより形成され、その表面は透明基板２０１の側から入射する光を反射する反射面となっている。反射板２１１の表面上には上記と同様の配向膜２１７が形成される。
【００４１】
上側の透明基板２０１の外面上に偏光板２０５が配置され、偏光板２０５と透明基板２０１との間に位相差板２０６、散乱板２２０がそれぞれ配置されている。また、液晶セルの下側には、透明基板２０２の背後に位相差板２０８が配置され、この位相差板２０７の背後に偏光板２０８が配置されている。そして、偏光板２０８の下側には、白色光を発する蛍光管２１９と、この蛍光管２１９に沿った入射端面を備えた導光板２１８とを有するバックライトが配置されている。導光板２１８は裏面全体に散乱用の粗面が形成され、或いは散乱用の印刷層が形成されたアクリル樹脂板などの透明体であり、光源である蛍光管２１９の光を端面にて受けて、図の上面からほぼ均一な光を放出するようになっている。その他のバックライトとしては、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＥＬ（エレクトロルミネセンス）などを用いることができる。
【００４２】
反射型表示について説明する。外光は図２における偏光板２０５、位相差板２０６、散乱板２２０をそれぞれ透過し、カラーフィルタ２１３、液晶層２０３を通過後、反射板２１１によって反射され、再び偏光板２０５から出射される。このとき、液晶層２０３への印加電圧によって明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御することができる。
【００４３】
次に、透過型表示について説明する。バックライトからの光は偏光板２０７及び位相差板２０８によって所定の偏光となり、反射板２１１の形成されていない部分より液晶層２０３、カラーフィルタ２１３に導入され、その後、散乱板２２０、位相差板２０６を透過する。このとき、液晶層２０３への印加電圧に応じて、偏光板２０５を透過（明状態）する状態と吸収（暗状態）する状態、及びその中間の状態（明るさ）を制御することができる。
【００４４】
反射型表示と透過型表示について、図５及び図６を用いてもう少し詳しく説明する。図５は、ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置に本発明を適用したときの下側透明基板２０２の正面概略図である。５０１は走査線（または信号線）、５０２はＭＩＭ素子（またはＴＦＤ素子）、５０３はＡｌ反射板、５０４はＡｌ反射板に形成された開口部であり、５０３の下には端面が同じであるＩＴＯ透明電極が形成されており、バッファ層を介して５０３と導電接続されている。図６は、単純マトリクス型の液晶装置に本発明を適用したときの正面概略図である。６０１は液晶セルの上側透明基板内面のＩＴＯ透明電極、６０２は下側透明基板内面のＡｌ反射板、６０３はＡｌ反射板に形成された開口部であり、６０３の下にはＩＴＯ透明電極が形成されており、バッファ層を介して６０３と導電接続されている。反射型表示時は、反射板５０３、６０２によって液晶セルに入射した外光を反射させる。つまり、外光は反射板５０３、６０２に入射したものだけが液晶層に印加された電圧によって変調される。透過型表示時は、バックライトから液晶セルに入射した光のうち、反射板５０３、６０２以外に入射した光が、液晶層に導入される。しかし、画素電極またはドット電極以外に入射した光は、表示に関係がなく、透過型表示のコントラストを低下させるだけであるので、遮光膜（ブラックマトリクス層）や液晶層の表示モードをノーマリーブラックとすることで、遮断するようにした。Ａｌ反射板５０３、６０２と重なり合っていないＩＴＯ透明電極状の開口部５０４、６０３部分に入射するバックライトからの光によって、透過型の表示が可能になる。図６に示す本実施形態では、Ａｌ反射板６０２の形状を画素間のみ画素内に比べて細くなるようにした。これにより、反射型表示の際に画素部以外からの反射光を抑えることができるので、コントラストの低下を防ぐことができる。また、画素間をつないでおくことにより、６０２を配線電極として機能させることができる。本実施例においては、Ａｌを反射板としているため、配線電極の低抵抗化も実現できた。特にこれにこだわらず、６０２の形状を単純なストライプ状、或いは画素毎の分割反射面としても構わない。分割反射面とする場合は、６０２の下に形成される透明電極をストライプ状に形成する必要がある。６０２がストライプ状である場合は、この限りでない。
【００４５】
本実施例では、図６における上側透明基板内面のＩＴＯ透明電極６０１のライン幅（Ｌ）を１９８μｍ、下側基板内面のＡｌ反射板６０２のライン幅（Ｗ１）を５６μｍ、６０２に形成した開口部６０３の面積を３０（Ｗ２）μｍ×６６（Ｗ３）μｍとした。このようにすることで、液晶層に導入された外光のうち約７０％を反射し、バックライトから出射し、下側の透明基板に導入された光のうち約１０％を透過させることができた。本実施例においては、開口部を１画素当たり１個所設ける形としたが、上述した物より小さい開口部を複数個設ける形としても、同様の効果が得られる。形も矩形状である必要はない。
【００４６】
上述したような本実施例の構成によれば、二重映りや表示のにじみのない反射型表示と透過型表示とを切り換えて表示することのできるカラー液晶装置が実現できた。
【００４７】
液晶セルの上側の面に配置した散乱板２２０は、Ａｌ反射板２１１によって反射された反射光を広角に出射させることができるので、広視野角の液晶装置が実現できた。
【００４８】
（第３実施形態）
図３は本発明に係る液晶装置の第３実施形態の構造を示す概略縦断面図である。この実施形態は基本的に単純マトリクス型の液晶表示装置に関するものであるが、同様の構成によりアクティブマトリクス型の装置や他のセグメント型の装置、その他の液晶装置にも適用することは可能である。
【００４９】
この実施形態では、２枚の透明基板３０１、３０２の間に液晶層３０３が枠状のシール材３０４によって封止された液晶セルが形成されている。液晶層３０３は、所定のツイスト角を持つネマチック液晶で構成されている。上側の透明基板３０１の内面上にはカラーフィルタ３１３が形成され、このカラーフィルタ３１３には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色層が所定パターンで配列されている。カラーフィルタの表面上には透明な保護膜３１２が被覆されており、この保護膜３１２の表面上に複数のストライプ状の透明電極３０９がＩＴＯなどにより形成されている。透明電極３０９の表面上には配向膜３１０が形成され、所定方向にラビング処理が施されている。
【００５０】
一方、下側の透明基板３０２の内面上には、上記カラーフィルタ３１３の着色層毎に形成されたストライプ状の透明電極３１６上にこれ以上の面積を有するストライプ状の反射板３１１が上記透明電極３０９と交差するように複数配列されている。ＭＩＭ素子やＴＦＴ素子を備えたアクティブマトリクス型の装置である場合には、各反射層３１１、透明電極３１６は例えば矩形状に形成され、アクティブ素子を介して配線に接続される。ただし、ＴＦＴ素子を備えた装置の場合は、透明電極３０９のパターニングは不要である。この反射板３１１はＣｒやＡｌなどにより形成され、その表面は透明基板３０１の側から入射する光を反射する反射面となっている。反射板３１１の表面上には上記と同様の配向膜３１７が形成される。
【００５１】
上側の透明基板３０１の外面上に偏光板３０５が配置され、偏光板３０５と透明基板３０１との間に位相差板３０６、散乱板３２０がそれぞれ配置されている。また、液晶セルの下側には、透明基板３０２の背後に位相差板３０８が配置され、この位相差板３０８の背後に偏光板３０７が配置されている。そして、偏光板３０７の下側には、白色光を発する蛍光管３１９と、この蛍光管３１９に沿った入射端面を備えた導光板３１８とを有するバックライトが配置されている。導光板３１８は裏面全体に散乱用の粗面が形成され、或いは散乱用の印刷層が形成されたアクリル樹脂板などの透明体であり、光源である蛍光管３１９の光を端面にて受けて、図の上面からほぼ均一な光を放出するようになっている。その他のバックライトとしては、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＥＬ（エレクトロルミネセンス）などを用いることができる。
【００５２】
反射型表示について説明する。外光は図２における偏光板３０５、位相差板３０６、散乱板３２０をそれぞれ透過し、カラーフィルタ３１３、液晶層３０３を通過後、反射板３１１によって反射され、再び偏光板３０５から出射される。このとき、液晶層３０３への印加電圧によって明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御することができる。
【００５３】
次に、透過型表示について説明する。バックライトからの光は偏光板３０７及び位相差板３０８によって所定の偏光となり、反射層３１１の形成されていない部分より液晶層３０３、カラーフィルタ３１３に導入され、その後、散乱板３２０、位相差板３０６を透過する。このとき、液晶層３０３への印加電圧に応じて、偏光板３０５を透過（明状態）する状態と吸収（暗状態）する状態、及びその中間の状態（明るさ）を制御することができる。
【００５４】
反射型表示と透過型表示について、図７及び図８を用いて、さらに少し詳しく説明する。図７は、ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置に本発明を適用したときの下側透明基板３０２の正面概略図である。７０１は走査線（または信号線）、７０２はＭＩＭ素子（またはＴＦＤ素子）、７０３はＡｌ反射層、７０４はＡｌ反射層よりも面積が一回り広いＩＴＯ透明電極である。図８は、単純マトリクス型の液晶装置に本発明を適用したときの正面概略図である。８０１は液晶セルの上側透明基板内面のＩＴＯ透明電極、８０３は下側透明基板内面のＩＴＯ透明電極、８０２は８０３上にバッファ層を介して形成したＩＴＯ透明電極よりも面積が一回り小さいＡｌ反射板である。反射型表示時は、反射板７０３、８０３によって液晶セルに入射した外光を反射させる。つまり、外光は反射層７０３、８０３に入射したものだけが液晶層に印加された電圧によって変調される。透過型表示時は、バックライトから液晶セルに入射した光のうち、反射層７０３、８０３以外に入射した光が、液晶層に導入される。しかし、画素電極またはドット電極以外に入射した光は、表示に関係がなく、透過型表示のコントラストを低下させるだけであるので、遮光膜（ブラックマトリクス層）や液晶層の表示モードをノーマリーブラックとすることで、遮断するようにした。 Ａｌ反射層７０３、８０３と重なり合っていないＩＴＯ透明電極７０４、８０２部分に入射するバックライトからの光によって、透過型の表示が可能になる。本実施形態では、Ａｌ反射板の形状をライン形状としたが、特にどのような形状にしても構わない。
【００５５】
本実施例では、図８における上側透明基板内面のＩＴＯ透明電極８０１のライン幅（Ｌ）を２４０μｍ、下側基板内面のＡｌ反射板８０３のライン幅（Ｗ１）を６０μｍ、ＩＴＯ透明電極７０２のライン幅（Ｗ２）を７０μｍとした。このようにすることで、液晶層に導入された外光のうち約７５％を反射し、バックライトから出射し、下側の透明基板に導入された光のうち約８％を透過させることができた。
【００５６】
上述したような本実施例の構成によれば、二重映りや表示のにじみのない反射型表示と透過型表示とを切り換えて表示することのできるカラー液晶装置が実現できた。
【００５７】
液晶セルの上側の面に配置した散乱板３２０は、Ａｌ反射板３１１によって反射された反射光を広角に出射させることができるので、広視野角の液晶装置が実現できた。
【００５８】
（第４実施形態）
図４は本発明に係る液晶装置の第４実施形態の構造を示す概略縦断面図である。この実施形態は基本的に単純マトリクス型の液晶表示装置に関するものであるが、同様の構成によりアクティブマトリクス型の装置や他のセグメント型の装置、その他の液晶装置にも適用することは可能である。図４の構成は、図２の構成とほぼ同様であるが、反射板４１１及び透明電極４１６の下に、支持層４１５を設けている点が異なる。
【００５９】
この支持層４１５は、透明基板４０２の内面上に感光性樹脂をスピンコートなどにより塗布し、微細な開口部を有するマスクを介して調整された光量にて露光する。その後、必要に応じて感光性樹脂の焼成を行い、現像する。現像によってマスクの開口部に対応した部分が部分的に除去され、波形の断面形状を備えた支持層が形成される。ここで、上記フォトリソグラフィ工程によってマスクの開口部に対応する部分のみを除去したり、マスクの開口部に対応した部分のみを残したりし、その後、エッチングや加熱などによって凹凸形状を滑らかにして波形の断面形状を形成してもよく、また、一旦形成した上記支持層の表面状にさらに別の層を積層して表面をより滑らかに形成してもよい。
【００６０】
次に、支持層の表面上に透明電極をスパッタリングなどによって成膜し、その後ストライプ状にパターニングし、４１６を形成する。続いて、反射板４１１を形成する。ここで必要に応じて、４１１と４１６の間の接触抵抗がオーミックになるようにバッファ層を形成する。反射板の材料としては、Ａｌ、微量の他元素を添加したＡｌ、ＣｒＡｇ、Ａｕなどが用いられる。反射板４１１は、支持層の表面の波形凹凸に従った形状を反映して形成されるため、表面が全体的に粗面化されている。本実施形態においては、Ａｌに１．０重量％のＮｄを添加した物を用いて反射板を形成し、良好な反射板を得ることができた。
【００６１】
反射型表示について説明する。外光は図８における偏光板４０５、位相差板４０６をそれぞれ透過し、カラーフィルタ４１３、液晶層４０３を通過後、反射板４１１によって反射され、再び偏光板４０５から出射される。このとき、液晶層４０３への印加電圧によって明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御することができる。
【００６２】
次に、透過型表示について説明する。バックライトからの光は偏光板４０７及び位相差板４０８によって所定の偏光となり、反射板４１１の形成されていない部分より液晶層４０３、カラーフィルタ４１３に導入され、その後、位相差板４０６を透過する。このとき、液晶層４０３への印加電圧に応じて、偏光板４０５を透過（明状態）する状態と吸収（暗状態）する状態、及びその中間の状態（明るさ）を制御することができる。
【００６３】
上述したような本実施例の構成によれば、二重映りや表示のにじみのない反射型表示と透過型表示とを切り換えて表示することのできるカラー液晶装置が実現できた。
【００６４】
凹凸を付与した反射板４１１は、反射光を広角に反射させることができたので、広視野角の液晶装置が実現できた。本実施形態においては、感光性樹脂を用いて凹凸を形成する手法を用いたが、予めガラス基板を処理して凹凸を形成したものを用いても、同様の効果が得られる。
【００６５】
また反射板４１１及び透明電極４１６の形状を第３実施形態のような形としても、同様の効果を得ることができる。
【００６６】
最後に、上記の各実施形態に用いるカラーフィルタの着色層について述べる。各実施形態においては、反射型表示を行う場合、入射光が一旦カラーフィルタのいずれかの着色層を透過した後、液晶層を通過して反射層によって反射され、再び着色層を透過してから放出される。したがって、通常の透過型の液晶装置とは異なり、カラーフィルタを二回通過することになるため、通常のカラーフィルタでは表示が暗くなり、コントラストが低下する。そこで、各実施形態では、カラーフィルタ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の各着色層の可視領域における最低透過率が２５〜５０％になるように淡色化して形成している。着色層の淡色化は、着色層の膜厚を薄くしたり、着色層に混合する顔料若しくは染料の濃度を低くしたりすることによってなされる。このことによって、反射型表示を行う場合に表示の明るさを低下させないように構成することができる。
【００６７】
このカラーフィルタの淡色化は、透過型表示を行う場合にはカラーフィルタを一回しか透過しないため、表示の淡色化をもたらすが、本実施形態では反射層によってバックライトの光が遮られることが多いため、表示の明るさを確保する上でむしろ好都合である。
【００６８】
（第５実施形態）
次に電子機器の例を３つ示す。
【００６９】
本発明の液晶装置は、様々な環境下で用いられ、しかも低消費電力が必要とされる携帯機器に適している。
【００７０】
図９（ａ）は携帯電話であり、本体の前面上方部に表示部が設けられる。携帯電話は、屋内屋外を問わずあらゆる環境で利用される。特に自動車内で利用されることが多いが、夜間の車内は大変暗い。従って携帯電話に利用される表示装置は、消費電力が低い反射型表示をメインに、必要に応じて補助光を利用した透過型表示ができる半透過反射型液晶装置が望ましい。本発明の液晶装置は、反射型表示でも透過型表示でも従来の液晶装置より明るく、コントラスト比が高い。
【００７１】
図９（ｂ）はウォッチであり、本体の中央に表示部が設けられる。ウォッチ用途における重要な観点は、高級感である。本発明の液晶装置は、明るくコントラストが高いことはもちろん、光の波長による特性変化が少ないために色づきも小さい。従って、従来の液晶装置と比較して、大変に高級感ある表示が得られる。
【００７２】
図９（ｃ）は携帯情報機器であり、本体の上側に表示部、下側に入力部が設けられる。また表示部の前面にはタッチキーを設けることが多い。通常のタッチキーは表面反射が多いため、表示が見づらい。従って、従来は携帯型と言えども透過型液晶装置を利用することが多かった。ところが透過型液晶装置は、常時バックライトを利用するため消費電力が大きく、電池寿命が短かかった。このような場合にも本発明の液晶装置は、反射型でも半透過反射型でも、透過型でも表示が明るく鮮やかであるため、携帯情報機器に利用することが出来る。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示の二重映りやにじみなどの発生しない液晶装置において、外光が充分に存在する場合には反射型カラー表示として外光を取り入れて反射面により反射させることにより表示を行うことができるとともに、外光が充分にない場合にはバックライトを点灯して液晶表示を視認できるように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る液晶装置の第１実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図２】  本発明に係る液晶装置の第２実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図３】  本発明に係る液晶装置の第３実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
【図４】  本発明に係る液晶装置の構成を示した図である。
【図５】  ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置に本発明を適用したときの下側透明基板の正面概略図である。
【図６】  単純マトリクス型の液晶装置に本発明を適用したときの正面概略図である。
【図７】  ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス型液晶装置に本発明を適用したときの下側透明基板の正面概略図である。
【図８】  単純マトリクス型の液晶装置に本発明を適用したときの正面概略図である。
【図９】  本発明に係る液晶装置を搭載した電子機器の概略図である。（ａ）は携帯電話、（ｂ）は電子時計、（ｃ）は携帯用の情報機器、を示した図である。
【符号の説明】
１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２、４０１，４０２・透明基板
１０３、２０３、３０３、４０３・・液晶層
１０４、２０４、３０４、４０４・・シール材
１０５、１０７、２０５、２０７、３０５、３０７、４０５、４０７・・偏光板
１０６、１０８、２０６、２０８、３０６、３０８、４０６，４０８・位相差板
１０９、１１６、２０９、２１６、３０９、３１６、４０９，４１６・透明電極
１１１、２１１、３１１、４１１、５０３、６０２、７０３、８０２・・反射板
１１０、１１７、２１０、２１７、３１０、３１７、４１０、４１７・・配向膜
２１２、３１２、４１２・・保護膜
１１３・・ブラックマトリクス層（遮光膜）
１１４、２１３、３１３、４１３・・カラーフィルタ
４１５・・支持層
１１８、２１８、３１８、４１８・・導光板
１１９、２１９、３１９、４１９・・蛍光管
２２０、３２０・・散乱板
５０１、７０１・・走査線（信号線）
５０２、７０２・・ＭＩＭ素子
５０４、６０３・・開口部
６０１、８０１・・上側基板内面に形成された透明電極
７０４、８０３・・下側基板内面に形成された透明電極
【図１】
0003788028.tif 000002
【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】
0003788028.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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