CN1133890C - 半透射反射型液晶装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种无损于反射显示的亮度、且能进行有效地透射显示的半透射反射型的液晶装置。它备有：将液晶组成物(105)夹在具有透明电极(104)的一对基片(103、106)之间互相相对构成的液晶面板；配置在上述液晶面板的观察者一侧的偏振片(101)；相对于上述液晶面板配置在上述偏振片的另一侧的反射偏振镜(108)和照明装置(109、10)，上述反射偏振镜具有反射规定状态的偏振光分量的光而透射与其不同的偏振光分量的光的功能，而且上述照明装置在不发光时，实际上是黑色的。

Description

半透射反射型液晶装置
技术领域
本发明涉及液晶装置。更具体地说，涉及利用照明装置的通/断，能切换透射显示和反射显示的所谓半透射反射型的液晶装置。还涉及作为显示部安装了该液晶装置的电子设备。
背景技术
液晶装置基本上是一种受光型的显示装置，所以如果在暗处观察反射型的液晶装置，就需要某种辅助光源。因此设计了一种将照明装置配置在液晶面板背面，根据需要来切换使用透射显示和反射显示的液晶装置。这就是所谓的半透射反射型的液晶装置。
用图11说明现有的半透射反射型的液晶装置的结构。在图11中，1101是上侧偏振片，1102是相位差膜，1103是上侧玻璃片，1104是透明电极，1105是液晶层，1106是下侧玻璃片，1107是下侧偏振片，1108是半透射反射片，1109是照明装置。半透射反射片1108是将例如灰白色颜料珠分散在树脂中制成的片，具有使入射光量的70％反射、30％透射(在其它类型中50％反射，50％透射)的功能。通过照明装置的通/断，进行反射显示和透射显示的切换。
其次，用图12说明照明装置1109的结构。在图12中，1201和1202是光漫射片1203是导光片，1204是光源，1205是光反射片。光散射体1206印刷在导光片的表面上。光散射片1201、1202虽然多半这样采用多层，但也有的只用一层。另外也有的将棱镜片配置在光散射片1201的下方。该照明装置的光散射片散射白色光，导光片透明，光反射片呈光亮的白色，所以该照明装置在不发光时外观上呈白色。
可是，在上述现有的半透射反射型的液晶装置中，入射到半透射反射片上的光的一部分透过半透射反射片，所以存在由于只一部分光透过而使反射显示变暗(与单纯的反射型液晶装置相比，亮度约为其50％～70％)的课题。再者，从照明装置射出的光由于通过半透射反射片而衰减，所以透射显示变暗，其结果是存在照明装置的光的利用效率下降的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无损于反射显示的亮度、且能进行有效地利用照明装置的光的可照亮地透射显示的液晶装置。
为了解决上述课题，本发明提供了一种半透射反射型液晶装置，备有：将液晶层夹在一对基片之间构成的液晶面板；配置在与上述液晶面板的观察者侧相反一侧并反射规定方向的偏振光分量的光，使与该规定方向不同的偏振光分量的光透过的反射偏振镜；和相对于上述反射偏振镜，配置在上述液晶面板相反一侧、具有将光射出到上述反射偏振镜一侧的发光部的照明装置；上述照明装置具有吸收来自上述反射偏振镜侧的光的光吸收能力，并且在非发光时的辉度率在40％以下。
本发明还提供了一种半透射反射型液晶装置，备有：将液晶层夹在一对基片之间构成的液晶面板；和设置在上述液晶面板的背面侧、具有将光射出到上述液晶面板侧的发光部的照明装置；上述液晶层使规定的第一偏振光反射，并且可以转换将与上述第一偏振光不同的第二偏振光透过的第一显示状态，和几乎将全部光透过的第二显示状态；上述照明装置在非发光时具有光吸收能力。
在进行反射显示时，从液晶面板一侧入射到反射偏振镜上的光中呈规定状态的偏振光分量的光几乎能100％地反射到液晶面板一侧。就是说，在透过液晶面板的光是规定方向的偏振光分量的光的情况下，能获得亮显示状态。另一方面，从液晶面板一侧入射到反射偏振镜上的光中与规定状态的偏振光分量不同的光透过反射偏振镜出射到具有光吸收能力的照明装置一侧。就是说，在透过液晶面板的光是与规定方向的偏振光分量不同的光的情况下，能获得暗显示状态。
另外，在进行透射显示时，从照明装置射出的光中与规定状态的偏振光分量不同的光透过反射偏振镜出射到液晶面板一侧。另一方面，从照明装置射出的光中呈规定状态的偏振光分量的光由反射偏振镜反射到照明装置一侧，但其一部分被照明装置的表面等散射或反射，所以该偏振光状态发生变化，某部分透过反射偏振镜。就是说，从照明装置射出的光的大部分透过反射偏振镜，所以照明装置的光的利用效率变好，结果，能获得亮的透射显示。
作为本发明的反射偏振镜，最好采用双折射性的介质多层膜。此外，还可以利用将胆甾醇层夹在1/4波片之间构成的反射偏振镜等。
另外，本发明的在不发光时具有光吸收能力的照明装置，可以采用备有将光出射到反射偏振镜一侧的发光部和吸收从反射偏振镜一侧入射的光的光吸收体的照明装置。
在此情况下，最好将光吸收体设在实际上透明的发光部的背面。如果这样构成，则在进行透射显示时，来自发光部的光不会被光吸收体吸收，而能出射到反射偏振镜一侧。进行反射显示时，从反射偏振镜一侧入射到照明装置的光透过发光部，然后被光吸收体吸收。作为这样的照明装置的具体例可以举出将光吸收体配置在EL(电致发光)元件的背面的照明装置等。
另外，本发明的在不发光时具有光吸收能力的照明装置，还能利用备有光源、将来自光源的光出射到反射偏振镜一侧的导光体、以及吸收从反射偏振镜一侧入射的光的光吸收体的照明装置。在此情况下，最好将光吸收体设在导光体的背面。如果这样构成，则在进行透射显示时，来自发光部的光不会被光吸收体吸收，而能出射到反射偏振镜一侧。进行反射显示时，从反射偏振镜一侧入射到照明装置的光透过导光体，然后被光吸收体吸收。作为这样的照明装置的具体例可以举出把荧光管或LED(发光二极管)和将光吸收体配置在背面的导光板组合起来的照明装置等。
另外，作为照明装置，也可以利用有机LED、VFD(荧光显示管)、LED阵列或平面CRT等照明装置，在此情况下，即使不另外设置光吸收体，也有不发光时具有光吸收能力的优点。这是因为这些照明装置可以构成其本身不发光时具有光吸收能力的结构。
另外，本发明中的所谓“光吸收能力”，是指进行反射显示时，能将来自液晶面板的入射光吸收得与亮显示状态相比，能获得充分暗的显示的暗显示状态的程度的光吸收功能而言。更具体地说，照明装置在不发光时的辉度率在40％以下为好，最好在20％以下。另外，照明装置在不发光时如果实际上是黑色的，则能获得最好的反差特性。另外，这里所说的辉度率按照JIS Z 8722(1982)“物体颜色的测定方法”之2(3)中的定义，是指“在同一条件下，照明及观测的物体的辉度和完全漫反射面上的辉度之比”。另外，该照明条件采用了相同的JIS Z 8722(1982)之4.3.1(3)中定义的条件c。所谓条件c，即指“从所有的方向均匀地照亮试样，接收与试样表面的法线构成的角度在10°以下的方向的反射光”。
另外，如果采用本发明的液晶装置，则其特征在于备有：将液晶夹在一对基片之间构成的液晶面板、以及配置在上述液晶面板的背面的不发光时具有光吸收能力的照明装置，上述液晶面板可以切换反射规定状态的偏振光分量的光而透射与其不同的偏振光分量的光的第一状态和几乎透射全部光的第二状态。
如果采用本发明的液晶装置，则在反射显示时的第一状态下，入射到液晶面板上的光中呈规定状态的偏振光分量的光在液晶面板内反射，能获得亮显示状态。在反射显示时的第二状态下，入射到液晶面板上的光几乎全部透过液晶面板，出射到照明装置一侧。这里，由于照明装置不发光时具有光吸收能力，所以能获得暗显示状态。
另外，在透射显示时的第一状态下，从照明装置射出的光中与规定状态的偏振光分量不同的偏振光分量的光透过液晶面板，但规定状态的偏振光分量的光被液晶面板反射，所以呈暗显示。另一方面，在第二状态下，从照明装置射出的光几乎全部透过液晶面板，所以呈亮显示。
一般来说，这种显示方式的液晶面板在第一状态下，反射规定波长范围的光，而透射与其不同的波长范围的光。就是说，在反射显示时的第一状态下呈有色显示，在反射显示时的第二状态下呈暗显示。另外，在透射显示时的第一状态下呈与反射显示时的第一状态下的有色显示不同的颜色的有色显示，在透射显示时的第二状态下呈白色显示。
另外，这种显示方式的液晶面板能详细地在SID92 DIGEST的759页至761页上展开。
本发明的液晶装置备有：由将液晶夹在一对基片之间构成的液晶面板；配置在上述液晶面板的观察者一侧的偏振片；相对于上述液晶面板配置在上述偏振片的另一侧、具有反射规定状态的偏振光分量的光而透射与其不同的偏振光分量的光的功能的反射偏振镜；以及相对于上述反射偏振镜配置在上述液晶面板的另一侧的照明装置，该液晶装置的特征在于：对应于上述照明装置的通断，改变从上述液晶面板射出的光的偏振轴。
在将反射偏振镜作为反射片使用的液晶装置中，反射显示时的光是由反射偏振镜反射的偏振光分量的光，以及与透射显示时透过反射偏振镜的偏振光分量的光不同的偏振光分量的光。就是说，反射显示时和透射显示时显示的明暗反转。
在本发明中，由于对应于照明装置的通断，能改变从液晶面板射出的光的偏振轴，所以能防止上述显示的明暗反转。其结果，在透射显示时和反射显示时能获得同样的显示。
具体地说，作为液晶面板是采用通过将电压加在多条数据线和多条扫描线的每个交叉部分形成的点上进行驱动的液晶面板，通过对应于上述照明装置的亮灯状态改变供给上述数据信号线的数据信号，能改变从液晶面板射出的光的偏振轴。
另外，通过变换上述数据信号，以便照明装置在亮灯时的显示颜色和灭灯时的显示颜色成为互补色的关系，即使在进行彩色显示时，也能防止反射显示时和透射显示时颜色的变化。
另外本发明的电子设备的特征在于安装了上述的液晶装置中的任意一种作为显示部。由于这样构成，所以与安装了现有的液晶装置的电子设备相比，消耗的电力变小，另外与安装了现有的液晶装置的电子设备相比，具有能获得亮的容易看的显示的优点。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1中的液晶装置的结构的主要部分的图。
图2是表示本发明的实施例1至实施例4中使用反射偏振镜的结构的主要部分的图。
图3是表示本发明的实施例1中的液晶装置的照明装置结构的图。
图4是说明本发明的实施例1中的液晶装置的功能用的图。
图5是表示本发明的实施例2中的液晶装置的照明装置的结构的图。(a)白色涂料印刷导光片，(b)是绉纹导光片，(c)是凹凸形状导光片，(d)是空气导光片。
图6是表示本发明的实施例3中的液晶装置的结构的主要部分的图。
图7是表示本发明的实施例4中的液晶装置的斜视图。
图8是表示本发明的实施例4中的液晶装置的显示颜色的图。
图9是表示本发明的实施例5中的液晶装置的结构的主要部分的图。
图10是表示本发明的实施例6中的电子设备的外观的图。(a)是便携式电话，(b)是手表，(c)是便携式信息机器。
图11是表示现有的半透射反射型的液晶装置的结构的主要部分的图。
图12是表示现有的半透射反射型的液晶装置中使用照明装置的结构的主要部分的图。
具体实施方式
以下根据附图详细说明本发明。
(实施例1)
图1是表示本发明的液晶装置的结构的主要部分的图。首先说明结构。在图1中，101是偏振片，102是相位差膜，103是上侧玻璃基片，104是透明电极，105是液晶层，106是下侧玻璃基片，107是光散射片，108是反射偏振镜，109是不发光时实际上透明的照明装置的发光部，110划影线的区是光吸收片。这里，101和102、102和103、106和107是互相离开描绘的，这是为了看图清楚，而实际上是用胶粘结在一起。另外，上侧玻璃基片103和下侧玻璃基片106之间也是离开很宽描绘的，这也是出于同样的理由，而实际上两者相向地保持数μm至十几μm窄的间隙。另外除了图示的结构部分以外，还有液晶取向膜或绝缘膜、防眩膜(アンチグレア膜)、隔离球、液晶驱动器IC、驱动电路等不可缺少的重要部分，但这些部分对于说明本申请的发明没有特别的必要，所以从略。
其次说明各构成部分。偏振片101具有吸收规定的线偏振光分量、而透射与其不同的偏振光分量的功能，与现有的液晶装置中通常使用的相同。
相位差膜102是例如聚碳酸酯树脂制的单轴延伸膜，特别用于补偿STN液晶的着色。在TN液晶的情况下多半省去。
液晶层105由扭转210°～270°的STN液晶组成物构成，但在显示容量小的情况下，可以使用扭转90°的TN液晶组成物。扭转角的大小由上下玻璃片上的取向处理的方向和液晶中添加的手征剂的数量决定。
光散射片107可以使用模压成形的塑料片或掺入了小珠的塑料片。另外也可以在106和108的粘结层中掺入小珠，以代替光散射片。光散射片是出于使稍接近于镜面的反射偏振镜的反射光漫射的目的而配置的，但即使没有它也能显示。另外它的位置除了在106和108之间以外，也可以在接近105的位置，或在102和103之间，或在101的上表面上。
作为反射偏振镜108，使用了双折射性的介质多层膜。该双折射性的介质多层膜具有反射规定的线偏振光分量、而透射与其不同的偏振光分量的功能。关于这种双折射性的介质多层膜的详细情况公开在国际公开的国际申请(国际申请号：WO97/01788)或特表平9-506985号公报中。另外，这种反射偏振镜由美国3M公司作为DBEF(商品名)在市场上出售，一般可以买到。
其次，说明反射偏振镜的制造方法。图2是说明反射偏振镜的结构的主要部分的图。反射偏振镜基本上是双折射性的介质多层膜，将两种高分子层201和202交替地重叠而成。这两种高分子中的一种从光弹性率大的材料中选择，另一种从光弹性率小的材料中选择，但这时要注意将两者延伸时正常光线的折射率大致相等。例如，作为光弹性率大的材料选择PEN(2，6-聚乙烯萘酯)，作为光弹性率小的材料选择coPEN(70-萘酯/30-对苯二酸酯·共聚酯)。交替地重叠这两种膜，沿图2中的正交坐标系203的x轴方向延伸约5倍时，x轴方向的折射率在PEN层中为1.88，在coPEN层中为1.64。另外，y轴方向的折射率在PEN和coPEN层中都为约1.64。如果光沿法线方向入射到该重叠膜上，沿y轴方向振动的光的分量直接透过膜。这是透射轴。另一方面，沿x轴方向振动的光的分量在限于满足某一定条件的情况下，在PEN层和coPEN层上反射。这是反射轴。该条件是PEN层的光路长度(折射率和膜厚之积)和coPEN层的光路长度之和等于光的波长的二分之一。如果将这样的PEN层和coPEN层分别重叠数十层、尽量达到百层以上，使厚度达到30μm左右，则能将沿x轴方向振动的光分量几乎全部反射。这样制成的反射偏振镜只能用所设计的单一的波长的光产生光偏振能。因此，通过将设计波长不同的多个反射偏振镜使轴一致地重叠起来，能在较宽的波长范围内具有光偏振能力。
该反射偏振镜与通常的偏振片+铝反射片构成的反射偏振装置相比较，能亮30％以上。其理由有二。其一是金属铝的反射率只有90％弱，而该反射偏振镜几乎能100％地反射规定的线偏振光。另一个理由是通常的吸收型的偏振片是利用碘等卤素物质或染料等二色性物质，其二色比未必高，大约要浪费20％的光。
作为反射偏振镜还可以使用呈胆甾醇相的液晶聚合物。它具有反射规定的圆偏振光分量而透射与其不同的偏振光分量的功能。关于这种反射偏振镜的详细情况公开在特开平8-271892号公报中。
作为图1中的照明装置109可以使用例如图3(a)所示的EL(电致发光)。在图3(a)中，301是玻璃基片，302是透明电极，303是第一绝缘层，304划影线的区是EL发光层，305是第二绝缘层，306是背面电池，307是背面密封玻璃，308划影线的区是光吸收片。EL发光层虽然可以采用将荧光粉分散在粘合剂中的一般的形式，但利用最近开发的有机超薄膜，在透明度方面是有利的。将ITO用作背面电极。因此该EL照明装置在不发光时实际上是透明的。另外也可以用聚脂等透明的高分子膜代替玻璃基片。
在该例中，虽然将光吸收片配置在EL照明装置的背后，但也可以在EL发光层的背后等位置。在图3(b)中，将光吸收片设在了EL照明装置的内部。在图3(b)中，311是玻璃基片，312是透明电极，313是第一绝缘层，314划影线的区是EL发光层，315是第二绝缘层，318是光吸收片，316是背面电池，317是背面密封玻璃。这时，背面电极316也可以是不透明的金属。通过重叠薄的金属氧化物，获得了光吸收片。
接着，用图4说明实施例1的液晶装置的功能。在图4中，401是偏振片，402是相位差膜，403是上侧玻璃基片，404是下侧玻璃基片，405是反射偏振镜，406是不发光时实际上透明的照明装置，407是光吸收片，408是关闭状态时的液晶，409是接通状态时的液晶。
首先考虑照明装置406不发光的情况、即反射显示的情况。从上方入射的光411和412由偏振片401变换成线偏振光。此后，分别由相位差膜和液晶面板进行调制，但入射到反射偏振镜405上时几乎变回到线偏振光。但是，在液晶面板接通状态时的区409和断开状态时的区408，该线偏振光互相正交。因此预先配置好反射偏振镜的轴，以便反射断开状态时的线偏振光，而透射接通状态时的线偏振光。在断开状态下，由反射偏振镜反射的线偏振光通过与先前相同的路径向上方射出，所以呈亮显示。另一方面，在接通状态下，透过反射偏振镜的线偏振光通过透明的照明装置406后，被光吸收体407吸收，所以呈暗显示。液晶面板在呈接通状态和断开状态的中间状态时，两者混合而呈中间色调的显示。
其次考虑照明装置发光的情况、即透射显示的情况。在液晶装置进行透射显示的情况下，可以认为周围非常暗，所以可以忽视从上方入射的光。从照明装置406发出的光413和414由反射偏振镜反射其中一方的线偏振光，其余的线偏振光透过。透过的线偏振光通过与反射显示相同的路径，进行亮～暗的显示。反射的线偏振光被光吸收片407吸收而消失，但一部分光在照明装置的表面等上散射后再次到达反射偏振镜上。与现有的半透射反射型的液晶装置相比较，本发明的液晶装置不使用半透射反射片，但效率却高出2～3倍。
但是这里存在一个难题。反射显示时反射偏振镜反射的线偏振光和透射显示时反射偏振镜透射的线偏振光，两者实际上不相同，而是互相正交。因此反射显示和透射显示时，显示的亮暗反转。如果明亮得可以忽视周围的光的程度，则两者混合显示时往往变得难以看清。另外，特别是在液晶面板中装有彩色滤光片进行彩色显示的情况下，不仅亮暗反转，而且颜色也反转，所以显示变得看不清楚。
为了解决这样的问题，在单色显示时，采用例如使照明装置的光的颜色与液晶面板的反射显示的颜色有很大的不同的方法是有效的。另外，在反射显示时和透射显示时，采用使液晶面板的显示反转、变换显示数据的方法也特别有效。在实施例4中将详细说明该方法。
其次，在以上说明的本发明的液晶装置中如下测定了照明装置在不发光时的辉度率。首先，试样是图1中的反射偏振镜108下面的构件即发光部109和光吸收片110。用积分球对其进行全方位照明，在法线方向测定其辉度。取其与按同样的方法测定的硫酸钡标准白色片的辉度之比，作为辉度率。测定的结果是17％～32％。为了参考，测定了现有的照明装置的辉度率为57％～78％，因此本发明中使用的照明装置的外观非常暗。由于使用了这样的照明装置，所以本发明的液晶装置在反射显示时获得了1∶5以上的高反差。
(实施例2)
实施例2是本发明的液晶装置的另一例。其结构与图1所示的实施例1中的液晶装置大致相同，但作为照明装置不是EL这样的面光源，而是利用图5所示的导光片方式的荧光管或LED(发光二极管)、电灯等。在图5(a)中，501是导光片，502是光源，503划影线的区是光吸收体，504是光散射体。导光片501采用了透明性好的丙稀树脂平板。光散射体504通过印刷白色涂料获得。光散射体仅是区域性的，所以导光体的透明度几乎没有什么损失。光散射体504的位置可以位于导光体501的表面，也可以位于其背面一侧。另外光散射体的配置要考虑照明面的均匀性，改变其密度分布。光源502除了冷阴极管以外，还可以自由选择热阴极射线管、LED、白炽灯等。在通常的透射型的液晶装置中使用的照明装置中，代替光吸收片503的，是设置光反射片，或在导光体501的上面设置光漫射片，但采用图5所示的结构，该照明装置在不发光时，实际上是黑色的。
通过使图5中的光散射体504的密度进行各种变化，能使照明装置在不发光时的辉度率发生各种变化。因此，与实施例1同样测定该辉度率，将与反射显示时的反差对应的结果示于表1。
[表1]
             辉度率            反差
             6.2％             8.1
             9.5％             8.2
             14.6％            8.0
             19.1％            7.8
             26.4％            7.4
             32.3％            6.9
             38.7％            6.3
             45.6％            5.8
             54.9％            4.7
             61.0％            3.6
             69.3％            2.1
表1中的结果随着所使用的液晶面板或照明而变化，但其趋势不变。辉度率越小，获得的反差越大。现有的照明装置的辉度率为57％～78％，如果将其减小一些，反差就能得到很大的改善。但是，如果使辉度率小于20％，其效果几乎饱和。因此，辉度率至少应在40％以下，最好在20％以下。
图5(b)也是导光片方式的照明装置之一例。511是导光片，512是光源，513是光吸收体，514是绉纹。所谓绉纹是小的凹坑，通过注射成形直接制成导光片。进入导光体的光从该绉纹向外射出。该照明装置在不发光时实际上也是黑色的。
图5(c)也是导光片方式的照明装置之一例。521是导光片，522是光源，523是光吸收体，524是凹凸形状。进入导光体的光由于该凹凸形状的作用向外射出。由于凹凸形状非常光滑，所以无损于导光体的透明性。进入导光体的光从该凹凸形状向外射出。该照明装置在不发光时实际上也是黑色的。
图5(d)也是广义的导光片方式的照明装置之一例。531是光吸收体，532是光源。这时导光体变成空气。该照明装置在不发光时实际上也是黑色的。该照明装置在照明面的均匀性上有问题，但具有极其便宜的特征。
(实施例3)
图6是表示本发明的另一实施例的液晶装置的结构的重要部分的图。首先说明结构。在图6中，601是偏振片，602是相位差膜，603是上侧玻璃基片，604是透明电极，605是液晶层，606是下侧玻璃基片，607是光散射片，608是反射偏振镜，609是照明装置。
构成要素的大部分与实施例1的液晶装置相同，但照明装置不同。该照明装置具有其本身不发光时实际上也是黑色的特征。作为这样的照明装置，在实施例3中是使用VFD(荧光显示管)，但除此以外也可以使用LED阵列或平面CRT等照明装置。如果使用这样的照明装置，在背面不配置光吸收片，能获得与实施例1的液晶装置相同的效果。
(实施例4)
在上述实施例中说明的液晶装置也可以进行彩色显示。下面给出其一例。
图7是本发明的另一实施例的液晶装置的斜视图。首先说明结构。在图7中，701是上侧偏振片，702是相对基片，703是液晶，704是元件基片，705是光散射片，706是反射偏振镜，707是导光片，708是光源，709是光吸收片，在相对基片702上设有彩色膜710和相对电极(扫描线)711，在元件基片704上设有信号线712、象素电极713、MIM元件714。这里701和702、704和705、705和706是分开描绘的，这是为了看图清楚，而实际上是用胶粘结在一起。另外相对基片702和元件基片704之间也是离开很宽描绘的，这也是出于同样的理由，而实际上只有数μm至十几μm的间隙。另外，图7表示液晶装置的一部分，所以图中只示出了3条扫描线1308和3条信号线1309交叉而成的3×3的矩阵，即9个点，实际上还有更多的点。
相对电极711和象素电极713由透明的ITO形成，信号线712由金属Ta形成。MIM元件是用金属Ta和金属Cr夹着绝缘膜Ta205构成的。液晶703是扭转90度的向列型液晶，上下偏振片的偏振光轴互相正交。这是一般的正常白色型TN方式的结构。另外彩色膜710是由加法混合色的三原色即红色(图中用“R”表示)、绿色(图中用“G”表示)和蓝色(图中用“B”表示)这3种颜色构成的，排列成镶嵌状。
另外，这里作为例子，举出了MIM有源矩阵方式的液晶装置，但也可以采用单纯矩阵方式的液晶装置，本发明的效果不变。在这种情况下，用与相对电极同样的长方形的ITO形成信号线，不设MIM元件和象素电极。另外采用使用扭转180度至270度的液晶的STN方式，代替TN方式。出于补偿STN方式的显示着色的目的，也可以备有相位差片。
其次，如实施例1中所述，在本发明的液晶装置中，反射显示和透射显示时，显示的明暗反转。特别是在进行彩色显示的情况下，不仅进行明暗反转，而且还引起颜色的反转，因此看不清显示。因此，在反射显示时和透射显示时，进行使液晶面板的显示反转的数据信号的变换。
说明其具体的方法。在本发明的液晶装置中，以数据信号为依据的数据信号电位通过信号线712供给液晶。该数据信号采用由数据信号变换装置将原始的数据信号a变换成数据信号b的信号。通过照明装置的通/断切换进行变换。表2中示出了该变换表。
[表2]
            背照光       数据信号a      数据信号b
            0            0              0
            0            1              1
            0            2              2
            0            3              3
            0            4              4
            0            5              5
            0            6              6
            0            7              7
            1            0              7
            1            1              6
            1            2              5
            1            3              4
            1            4              3
            1            5              2
            1            6              1
            1            7              0
左栏是表示照明装置的通断的栏，“0”表示断，“1“表示通。右侧的两个栏是数据信号，用从”0”到“7”的整数表示8个层次的信号。“0”是暗，“7”是亮，从“1”到“6”表示其中间的亮度。照明装置断开时，不变换数据信号a，接通时将数据信号a完全反转，成为数据信号b。变换表对于红、绿、蓝各点是通用的，所以如果这样变换，显示色反转(即显示互补色)。通过利用这样变换了的数据信号，能与明暗反转一起同时修正色的反转。
作为彩色显示的另一例，说明利用STN的双折射干涉的方法。例如在特开平6-175125号公报等中公开了液晶装置的详细说明。如果用这样构成的液晶装置的下侧偏振片和反射片代替反射偏振镜，并将图5等所示的照明装置配置在其后方，则能构成反射显示和透射显示都是亮的半透射反射型的液晶装置。该液晶装置仍然存在透射显示反转的课题。因此，仍然要变换数据信号，进行显示的修正。表3中示出了变换表。
[表3]
            背照光       数据信号a    数据信号b
            0            0            0
            0            1            1
            0            2            2
            0            3            3
            0            4            4
            0            5            5
            0            6            6
            0            7            7
            1            0            1
            1            1            0
            1            2            5
            1            3            6
            1            4            7
            1            5            2
            1            6            3
            1            7            4
左栏是表示照明装置的通断的栏，“0”表示断，“1“表示通。右侧的两个栏是数据信号，用从”0”到“7”的整数表示8个层次的信号。在利用双折射干涉的彩色液晶装置中，利用层次信号改变显示色。图8是表示在CIE1931XYZ色显示系统的色度坐标中的层次信号和显示色的关系图。与“0”对应的显示色是白色，与“1”对应的显示色是黑色，与“2”对应的显示色是红色，与“3”对应的显示色是深红色，与“4”对应的显示色是蓝色，与“5”对应的显示色是青色，与“6”对应的显示色是绿色，与“7”对应的显示色是黄色，照明装置在断开的情况下，不改变数据信号a，在接通的情况下，变换成显示数据信号a的互补色，变成数据信号b。该变换不是表2所示的单纯的反转。通过利用这样变换了的数据信号，能与明暗反转一起同时修正色的反转。
(实施例5)
图9是表示本发明的另一实施例的液晶装置的结构的重要部分的图。首先说明结构。在图9中，901是上侧玻璃基片，902是透明电极，903是手征向列型液晶层，904是下侧玻璃基片，905是不发光时实际上是透明的照明装置的发光部，906划影线的区是光吸收片。
在手征向列型液晶层903中，在可见光区显示选择反射那样进行间距(ピツチ)调整的液晶中，根据需要掺入聚合物后使用。该液晶层如果施加某一峰值的电压脉冲，则呈反射规定的圆偏振光分量、而透射与其不同的偏振光分量的状态。另外如果施加另一峰值的电压脉冲，则呈伴有极弱的散射的透明状态。在SID92 DIGEST的第759页至第761页中详细地公开了这种液晶模式。
作为照明装置905、906，能使用在实施例1中说明的EL或在实施例2中说明的导光方式的荧光管、LED或电灯等。另外还可以使用在实施例3中使用的不发光时其本身实际上是黑色的照明装置。
接着说明实施例5的液晶装置的功能。在图9中，首先考虑照明装置905不发光的情况、即反射显示的情况。从上方入射的光在液晶面板处于接通状态时，某一波长范围的一方的圆偏振光分量被反射，其余的偏振光分量透射。透射的偏振光分量被光吸收体906吸收，但反射的偏振光分量到达观察者，能获得闪烁的色显示(例如绿色显示)。液晶面板处于断开状态时，全部光透射，被光吸收体906吸收，所以获得黑色显示。
其次考虑照明装置发光的情况、即透射显示的情况。在半透射反射型液晶装置进行透射显示的情况下，可以认为周围非常暗，所以可以忽视从上方入射的光。当液晶面板处于接通状态时，从照明装置905发出的光在某一波长范围的一方的圆偏振光分量被反射，其余的偏振光分量透射而到达观察者，能获得色显示(例如紫色显示)。当液晶面板处于断开状态时，照明装置的光保持原样地透过，能获得亮的显示(例如白色显示)。
在实施例5中，与实施例1一样，在反射显示时和透射显示时也存在显示的亮暗和颜色的反转问题。因此，这时也采用使照明装置的光的颜色与液晶面板的反射显示的颜色有很大不同的方法等是有效的。
(实施例6)
给出3个本发明的第七方面的电子设备的例。本发明的液晶装置能在各种环境下使用，而且适用于要求耗电量低的便携式机器。
图10(a)是便携式电话，显示部1002设在本体1001的前侧的上方部位。便携式电话在室内、室外的任何环境下都能使用。而且，至少在备用状态下必须在200小时以上备有电池。因此便携式电话中使用的显示装置最好是主要进行耗电量小的反射显示、根据需要能进行利用辅助光的透射显示的半透射反射型的液晶装置。本发明的液晶装置不管是反射显示时还是透射显示时都比现有的半透射反射型的液晶装置亮和明显。
图10(b)是手表，显示部1004设在本体1003的中央。在手表的使用中的重要的观点是手表的样式。本发明的液晶装置通过改变照明装置的颜色，能无损于反射显示的易见性而感受各种颜色的透射显示的乐趣。与外壳的形象一致地进行各种彩色显示，有利于设计。
图10(c)是便携式信息机器，显示部1006设在本体1005的上侧，输入部1007设在下侧。便携式信息机器多半在显示部的前面设置触摸键，所以显示容易变暗。因此以往主要是使用反射型的液晶装置，或是透射型的液晶装置。可是前者在暗处看不见，后者耗电量大，存在电池寿命短的问题。本发明的液晶装置适合于这种用途，能用低功率进行亮的显示，如果点亮照明装置，在暗处也能看见。
如上所述，如果采用本发明，则能提供一种无损于反射显示的亮度、且能进行有效地透射显示的半透射反射型的液晶装置。

Claims (9)

1.一种半透射反射型液晶装置，其特征在于，备有：将液晶层夹在一对基片之间构成的液晶面板；配置在与上述液晶面板的观察者侧相反一侧并反射规定方向的偏振光分量的光，使与该规定方向不同的偏振光分量的光透过的反射偏振镜；和相对于上述反射偏振镜，配置在上述液晶面板的相反一侧、具有将光射出到上述反射偏振镜一侧的发光部的照明装置；上述照明装置具有吸收来自上述反射偏振镜侧的光的光吸收能力，并且在非发光时的辉度率在40％以下。
2.按照权利要求1所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，上述照明装置备有：光源；将来自光源的光向上述反射偏振镜一侧射出的导光体；吸收来自上述反射偏振镜一侧的光的光吸收体。
3.按照权利要求2所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，上述光源是萤光管或发光二极管。
4.按照权利要求1所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，相对于上述发光部，在与上述反射偏振镜相反的一侧配置光吸收体。
5.按照权利要求1所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，还具有在上述液晶面板的观察者侧配置的偏振光板。
6.按照权利要求1所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，上述反射偏振镜由叠层具有复折射率的电介质构成。
7.按照权利要求1所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，上述反射偏振镜具有胆甾醇结构层和1/4波片。
8.按照权利要求1所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于，上述照明装置的发光部含电致发光层。
9.一种半透射反射型液晶装置，其特征在于，备有：将液晶层夹在一对基片之间构成的液晶面板；和设置在上述液晶面板的背面侧、具有将光射出到上述液晶面板侧的发光部的照明装置；上述液晶层使规定的第一偏振光反射，并且可以转换将与上述第一偏振光不同的第二偏振光透过的第一显示状态，和将全部光透过的第二显示状态；
上述照明装置在非发光时具有光吸收能力。
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