CN1262746A - 液晶装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

在暗的环境下,当点亮背照灯15时,从导光板15b的表面射出的白色光,通过偏振片12、相位差板14,向液晶单元的内部入射,通过反射电极7的开口部后,被导入液晶层3内。导入液晶层3的光,通过滤色器5后被导出到液晶单元以外,并依次通过相位差板13、偏振片11后向外部射出。在亮的环境下,从偏振片13入射的光,在通过液晶层3后,由反射电极7反射,并再次通过偏振片11后向外部射出。

Description

液晶装置及电子设备

技术领域

本发明涉及液晶装置技术领域，尤其是涉及能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示的液晶装置的结构及采用了这种液晶装置的电子设备的技术领域。

背景技术

以往，反射型液晶装置，由于耗电量小，被广泛地应用于携带式设备或装置附属的显示部等，但因利用外来光使显示为可视状态，所以存在着在暗的地方不能看清显示的问题。因此，提出一种在亮的地方与通常的反射型液晶装置一样利用外来光而在暗的地方则借助于内部光源使显示为可视状态的液晶装置形式。如特开昭57-049271号公报、特开昭57-049271号公报、特开昭57-049271号公报等所述，这种液晶装置采用在液晶板的观察侧和相反一侧的外表面上依次配置偏振片、半透反射板、背照灯的结构。在该液晶装置中，当周围明亮时，使外来光射入并利用由半透反射板反射后的光进行反射型显示，而当周围变暗时，进行将背照光点亮并借助于透过半透反射板的光使显示为可视状态的透射型显示。

作为另一种液晶装置，有在特开平8-292413号公报中公开的使反射型显示的亮度得到提高的形式。这种液晶装置，采用在液晶板的观察侧和相反一侧的外表面上依次配置半透反射板、偏振片、背照灯的结构。当周围明亮时，使外来光射入并利用由半透反射板反射后的光进行反射型显示，而当周围变暗时，进行将背照光点亮并借助于透过半透反射板的光使显示为可视状态的透射型显示。当采用这种结构时，因液晶单元与半透反射板之间没有偏振片，所以能够获得比前述液晶装置明亮的反射型显示。

发明的公开

但是，在上述特开平8-292413号公报所公开的液晶装置中，透明衬底介于液晶层和半透反射板之间，所以存在着发生重影或显示模糊等这样的问题。

另外，随着近年来携带式设备及0A设备的发展，要求液晶装置彩色化，对于采用反射型液晶装置的设备，在很多情况下也要求彩色化。可是，在将上述公报所公开的液晶装置与滤色器组合的方法中，由于在液晶板的后面配置着半透反射板，所以使液晶板的厚的透明衬底介于液晶层或滤色器与半透反射板之间，因而存在着因视差而发生重影或显示模糊等且不能形成足够的彩色的问题。

为解决上述问题，在特开平9-258219号公报中提出一种将反射板配置成与液晶层接触的反射型彩色液晶装置。但是，在该液晶装置中，当周围变暗时，不能看清显示。

另一方面，在特开平7-318929号公报中提出一种在液晶单元的内表面上设置了兼作半透反射膜使用的象素电极的半透反射型液晶装置。但是，在该液晶装置中，由于采用了散布着针孔缺陷、凹入缺陷等微细缺陷部或微细开口的金属薄膜等半透反射膜，在缺陷部或开口部的周围产生的倾斜电场的影响下将使液晶定向不良，因而存在着许多技术问题，即，不能达到足够的对比度或亮度、在反射型显示和透射型显示中都很难防止因光的波长分散而引起的着色、很难在防止象素电极间隙的白色脱漏或提高对比度的同时使反射型显示时的亮度也得到提高等，因而存在着不能进行高质量的图象显示的问题。另外，在其制造中还需要附加特殊的工序，因此，对该技术领域中的减低制造成本这样的一般要求也很难满足。

本发明是鉴于上述问题而开发的，其课题是提供一种可以对反射型显示和透射型显示进行切换并能显示高质量图象而不会因视差造成重影或显示模糊等的半透反射型液晶装置及采用了该液晶装置的电子设备。

本发明的上述课题，由第1液晶装置完成，该第1液晶装置备有：一对透明的第1和第2衬底；夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层；在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上形成的透明电极；在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上形成的开有长方形狭缝的反射电极；及配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置。

按照本发明的第1液晶装置，在反射型显示时，反射电极，将从第1衬底侧入射的外来光反射到液晶层侧。这时，因反射电极配置在第2衬底的液晶层侧，所以在液晶层与反射电极之间几乎没有间隙，因此，不会发生因视差造成的重影或显示模糊等。另一方面，在透射型显示时，使由照明装置射出的从第2衬底侧入射的光源光通过狭缝透射到液晶层侧。因此，在暗处可以用光源光进行明亮的显示。

特别是，由于在反射电极上开有长方形的狭缝，所以，在以较大的距离相对配置的限定着狭缝短边的反射电极的边缘部(即，在狭缝的长边两端彼此相对的反射电极的边缘部)与透明电极之间的倾斜电场(以下，称作狭缝短边的倾斜电场)施加在液晶层上。与此同时，在以较接近的距离相对配置的限定着狭缝长边的反射电极的边缘部(即，在狭缝的短边的两端彼此相对的反射电极的边缘部)与透明电极之间的倾斜电场(以下，称作狭缝长边的倾斜电场)施加在液晶层上。并且，该狭缝短边的倾斜电场与狭缝长边的倾斜电场，在衬底面内分量的方向相互正交。因此，当这两种倾斜电场作用于狭缝附近的液晶分子时，液晶分子的运动方向，由这两种倾斜电场在各位置上的强度规定。这里，假如狭缝是正方形，则这两种倾斜电场平衡地存在，因此，在某些位置上两者的强度关系有时会发生逆转，因而液晶分子的运动方向在各位置上不能保持一定，所导致的结果是，在较大的区域上发生液晶定向不良。即，在该区域内将产生显示缺陷。而且，这种定向不良，在这两种倾斜电场以相同强度施加作用时最为显著。相反，如果其中一个的强度大于另一个，则在两者施加作用的区域内的液晶分子的运动，因受该较强的倾斜电场支配而保持一定。然而，在本发明中，狭缝短边的(其衬底面内的分量与狭缝的纵向平行的)倾斜电场，随着狭缝长边的长度而减弱。与此相反，狭缝长边的(其衬底面内的分量与狭缝的纵向正交的)倾斜电场，随着狭缝短边的缩短而相对增强。所以，在本发明中，液晶分子的运动，受狭缝长边的倾斜电场支配。因此，可以减低该狭缝附近区域的液晶定向不良，因而能减少显示缺陷。另外，由于利用狭缝长边的倾斜电场部分地进行液晶驱动，所以能够降低液晶驱动时的阈值电压，因而还可以降低液晶装置的耗电量。

特别是，当即使不考虑狭缝短边的倾斜电场而只对狭缝长边的倾斜电场采取与倾斜电场相应的对策或有效的利用(例如，为在实用中减低因倾斜电场引起的液晶定向不良对显示图象的不利影响或以倾斜电场对液晶进行良好的驱动而进行的各种动作参数的设定、构成要素的规格设定、装置设计等)时，也仍可以减低作为整体由倾斜电场引起的液晶定向不良，或可以有效地利用倾斜电场而进行良好的液晶驱动。假如狭缝为正方形，则为了对倾斜电场进行处理，必需考虑两种倾斜电场，因而使液晶装置的设计、制造等变得非常困难，此外，对两种倾斜电场都有效地利用，实际上几乎是不可能的。

作为上述反射电极的材料，采用以Al(铝)为主要成分的金属，但如果是Cr(铬)或Ag(银)等能够反射可见光区域的外来光的金属，则对该材料没有特别的限定。尤其是，由于反射电极既有反射外来光的功能又有对液晶施加电压的功能，所以，与分别形成反射膜和象素电极的情况相比，在装置结构上、制造上、或设计上都是有利的，并能使成本降低。

另外，长方形的狭缝，可以很容易地通过采用抗蚀剂的光刻/显影工序/剥离工序制作。即，可以在形成反射电极的同时形成狭缝，所以无需增加制造工序数。狭缝的宽度，最好是在0.01μm以上、20μm以下。进一步，更为理想的是在1μm以上、5μm以下。因此，由于观察者很难辨识这样的结构，所以能够在抑制因设置狭缝而造成的显示质量恶化的同时实现反射型显示和透射型显示。此外，在形成狭缝时其相对于反射电极的面积比最好是在5％以上、30％以下。按照这种结构，可以抑制反射型显示时的亮度降低，同时，可以由通过反射电极的狭缝导入液晶层的光实现透射型显示。

作为第1液晶装置的驱动方式，可以采用无源矩阵驱动方式、TFT(Thin Film Diode：薄膜二极管)有源矩阵驱动方式、TFD(Thin FilmDiode：薄膜二极管)有源矩阵驱动方式、分段驱动方式等众所周知的各种驱动方式。

在本发明的第1液晶装置的一种实施形态中，上述反射电极，以规定间隙按条形形成多个电极，上述狭缝，沿上述反射电极的纵向延伸。

按照这种形态，如果对狭缝长边的倾斜电场进行处理，则同时也就可以对因反射电极的间隙的倾斜电场进行处理，此外，在形成反射电极时可以很容易地形成狭缝，而且此时所需的光刻掩模设计也变得简单，所以在装置结构上、制造上、或设计上都是非常有利的。

在按条形形成该反射电极的形态中，上述透明电极，沿着与上述反射电极正交的方向以规定间隙按条形形成多个电极，上述狭缝，延伸到与上述透明电极的间隙相对的位置。

按照这种结构，限定着以较大距离相对配置的狭缝短边的反射电极的边缘部，位于不形成透明电极的区域、即位于离开在透明电极与反射电极之间施加电压的反射电极部分的位置，所以，可以极为显著地减低由如上所述的短到适当程度的狭缝短边的倾斜电场的影响。

在按条形形成该反射电极的形态中，上述狭缝，延伸跨过多个象素。

按照这种结构，限定着以较大距离相对配置的狭缝短边的反射电极的边缘部，在每个象素上都不存在，所以，可以极为显著地减低在该反射电极的边缘部与透明电极之间施加于液晶层的由如上所述的在本发明中短到适当程度的狭缝短边的倾斜电场的影响。

在这种情况下，进一步，上述狭缝，可延伸到图象显示区域以外。

按照这种结构，限定着以较大距离相对配置的狭缝短边的反射电极的边缘部，在图象显示区域内不存在，所以，几乎可以将由如上所述的短到适当程度的狭缝短边引起的倾斜电场的影响完全消除。

在按条形形成该反射电极的形态中，上述狭缝的宽度与上述反射电极的间隙可大体上相等。

按照这种结构，如果对狭缝长边的倾斜电场谋求相应的对策或有效的利用，则对反射电极的间隙引起的倾斜电场的相应对策或有效利用基本相同，此外，在形成反射电极时可以很容易地形成狭缝，而且此时所需的光刻掩模设计也变得简单，所以在装置结构上、制造上、或设计上都是非常有利的。这里，所谓「大体上相等」的含义是，狭缝宽度与反射电极的间隙的相等程度，可以使对倾斜电场采取相同的对策时狭缝长边的倾斜电场的影响和反射电极的间隙引起的倾斜电场的影响在显示上相等，或其相等的程度可以使两者由线宽相等的光刻掩模形成。

在本发明的第1液晶装置的另一种实施形态中，上述狭缝的宽度，为4μm以下。

由本申请的发明人进行的实验和研究的结果表明，液晶的阈值电压，随狭缝的宽度而变化，更具体地说，当狭缝宽度大于4μm时，在反射型显示方式与透射型显示方式之间液晶阈值电压有很大的区别，因此，当进行这两种方式的显示时很难或不可能设定可以得到良好对比度或浓淡度变化的驱动电压。其原因可考虑为当狭缝宽度超过4μm时为驱动与狭缝相对的液晶部分需要强的电场。但是，按照本实施形态，由于狭缝宽度在4μm以下，所以，在反射型显示时和透射型显示时可以将液晶阈值电压设定为基本相等。例如，如果使狭缝宽度为2μm、并使反射电极的宽度为10μm，则当进行两种方式的显示时，能较为容易地设定可以得到足够的对比度或浓淡度变化的驱动电压。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，当位于上述透明电极和上述反射电极之间的大致中心位置的液晶分子的定向方向与上述狭缝的纵向所成的角度为ξ时，该角度的范围为-60°≤ξ≤+60°。

按照这种形态，由于位于透明电极和反射电极之间的大致中心位置的最易于运动的液晶分子的定向方向与狭缝的纵向与正交方向偏离30°以上，所以，当在透明电极与反射电极之间施加电压时，液晶分子的定向状态正常变化，而几乎不会随之形成倾斜的区域。因此，可以使液晶驱动时的阈值电压降低，因而能降低液晶装置的耗电量。此外，还可以避免发生因液晶层的倾斜区域造成的旋转位移等显示缺陷。假如该角度ξ不在-60°≤ξ≤+60°的范围内，则液晶分子的定向方向与狭缝的纵向几乎正交，所以将急剧地产生倾斜区域。因此，驱动电压也将上升。特别是，在-30°≤ξ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。倾斜区域，是与日本学术振兴会第142委员会编「液晶器件手册」(日刊工业新闻社)第254页所述现象相同的现象，但本说明书的倾斜区域是由电场的施加方向引起的现象，而不是因预倾斜角大小引起的。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，当上述反射电极附近的液晶分子的定向方向与上述狭缝的纵向所成的角度为δ时，该角度的范围为-30°≤δ≤+30°。

按照这种形态，附加了规定的预倾斜角的反射电极附近的液晶分子的定向方向与狭缝的纵向偏离正交而接近于平行，所以，衬底界面上的液晶分子几乎不可能因倾斜电场的影响而发生反向倾斜。因此，可以避免发生由反向倾斜引起的倾斜区域造成的旋转位移等显示缺陷。由此，可以使液晶驱动时的阈值电压降低，因而能降低液晶装置的耗电量。假如该角度δ在-30°≤δ≤+30°以外的范围上，则衬底界面上的液晶分子将在倾斜电场影响下发生显著的反向倾斜，因而产生显示缺陷。此外，驱动电压也将提高，从而使耗电量增加。特别是，在-10°≤δ≤+10°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，非驱动时，为暗(黑)状态。

按照这种形态，由于非驱动时为暗状态，所以，在透射型显示时可以抑制从液晶未被驱动的象素间或象点间的漏光，因而能获得对比度高的透射型显示。此外，在反射型显示时，可以抑制来自象素间或象点间的显示上不需要的反射光，所以能获得对比度高的显示。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面和上述第2衬底的上述液晶层一侧的面中的至少一个面上形成遮光层，使其至少部分地覆盖上述反射电极的间隙。

按照这种形态，在透射型显示时可以抑制从液晶未被驱动的象素间或点间的漏光，因而能获得对比度高的透射型显示。此外，在反射型显示时，可以抑制来自象素间或点间的显示上不需要的反射光，所以能获得对比度高的显示。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，还备有配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片、及配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板。

按照这种形态，在反射型显示时和透射型显示时都能主要是由第1偏振片进行良好的显示控制，并可以主要由第1相位差板抑制因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，还备有配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片、及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

按照这种形态，在透射型显示时可以主要由第2偏振片进行良好的显示控制，并可以主要由第2相位差板抑制因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

按照这种形态，可以形成层的厚度薄的半透反射型反射电极。根据实验，可以制作在该层厚的范围内透射率为1％以上、40％以下、反射率为50％以上、95％以下的半透反射型反射电极。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

按照这种形态，可以进行借助于外来光的反射型彩色显示及利用照明装置的透射型彩色显示。滤色器，最好对波长范围在380nm以上、780nm以下的所有的光具有25％以上的透射率。按照这种结构，可以实现明亮的反射型彩色显示及透射型彩色显示。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

按照这种形态，可以通过散射板使反射电极的镜面感显现为散射面(白色面)。此外，通过散射板的散射，可以进行宽视角显示。散射板的位置只要是在第1衬底的与液晶层相反的一侧，则设置在哪个位置都可以。如考虑到散射板的反向散射(当外来光入射时，向入射光侧的散射)的影响，则最好将其配置在偏振片与第1衬底之间。反向散射，是与液晶装置的显示无关的散射光，当存在该反向散射时，将使反射型显示的对比度降低。如果将其配置在偏振片与第1衬底之间，则反向散射光的光量可以由偏振片减小到大约一半。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，使上述反射电极凹凸不平。

按照这种形态，反射电极因凹凸不平而失去镜面感，并显现为散射面(白色面)。此外，通过凹凸不平引起的散射，可以进行宽视角显示。该凹凸的形状，可以用感光性的丙烯酸类树脂等在反射电极的基底上形成，或通过用氢氟酸使基底的玻璃衬底本身变得粗糙而形成。另外，从防止液晶的定向不良考虑，最好在反射电极的凹凸表面上进一步形成透明的平坦的膜从而使面向液晶层的表面(形成定向膜的表面)平坦化。

在本发明的第1液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，由反射层和透明电极层的层叠体构成。

按照这种形态，即使不是用具有反射性且具有导电性的单一的膜构成开有狭缝的反射电极，如果使反射层具有反射外来光的功能、且使透明电极层具有施加液晶驱动电压的功能，则也可以得到该反射电极。

本发明的上述课题，也由备有上述的本发明第1液晶装置的第1电子设备完成。

按照本发明的第1电子设备，可以实现采用了能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不会因视差造成重影或显示模糊的半透反射型液晶装置或半透反射型彩色液晶装置的各种电子设备。这种电子设备，无论在亮的地方还是在暗的地方，都能实现不受周围外来光影响的高画质显示。

本发明的上述课题，也由第2液晶装置完成，该液晶装置备有：一对透明的第1和第2衬底；夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层；在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上形成的透明电极；在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上形成的由半透反射层构成的反射电极；配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置；配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片；配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板；配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片；及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

按照本发明的第2液晶装置，在反射型显示时，反射电极，将从第1衬底侧入射的外来光反射到液晶层侧。这时，因反射电极配置在第2衬底的液晶层侧，所以在液晶层与反射电极之间几乎没有间隙，因此，不会发生因视差造成的重影或显示模糊等。另一方面，在透射型显示时，使由照明装置射出并从第2衬底侧入射的光源光通过由半透反射层构成的反射电极透射到液晶层侧。因此，在暗处可以用光源光进行明亮的显示。这种半透反射层，与上述的本发明第1液晶装置一样，可以由设有长方形狭缝或正方形微细开口等并可以使光透过一部分区域的反射膜构成，也可以由散布着针孔缺陷、凹入缺陷等微细缺陷部的金属薄膜等半透反射膜构成，并可以由在全部区域上呈现半透反射性的膜构成。或者，如后文所述，可以由按规定间隙形成多个的条形或岛状等的反射电极构成。

特别是，在第2液晶装置中备有第1偏振片及第1相位差板、第2偏振片及第2相位差板，所以，在反射型显示和透射型显示中都能由第1和第2偏振片进行良好的显示控制。并且，可以由第1相位差板减小因反射型显示时的光的波长分散而引起的着色等对色调的影响，同时可以由第2相位差板减小因透射型显示时的光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。此外，作为第2液晶装置的驱动方式，可以采用无源矩阵驱动方式、TFT有源矩阵驱动方式、TFD有源矩阵驱动方式、分段驱动方式等众所周知的各种驱动方式。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，非驱动时，为暗(黑)状态。

按照这种形态，由于非驱动时为暗状态，所以，在透射型显示时可以抑制从液晶未被驱动的象素间或象点间的漏光，因而能获得对比度高的透射型显示。此外，在反射型显示时，可以抑制来自象素间或象点间的显示上不需要的反射光，所以能获得对比度高的显示。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面和上述第2衬底的上述液晶层一侧的面中的至少一个面上形成遮光层，使其至少部分地覆盖上述反射电极的间隙。

按照这种形态，在透射型显示时可以抑制从液晶未被驱动的象素间或象点间的漏光，因而能获得对比度高的透射型显示。此外，在反射型显示时，可以抑制来自象素间或象点间的显示上不需要的反射光，所以能获得对比度高的显示。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

按照这种形态，可以形成层厚很薄的半透反射型反射电极。根据实验，可以制作在该层厚的范围内透射率为1％以上、40％以下、反射率为50％以上、95％以下的半透反射型的反射电极。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

按照这种形态，可以进行借助于外来光的反射型彩色显示及利用照明装置的透射型彩色显示。滤色器，最好对波长范围在380nm以上、780nm以下的所有的光具有25％以上的透射率。按照这种结构，可以实现明亮的反射型显示及透射型显示。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

按照这种形态，可以通过散射板使反射电极的镜面感显现为散射面(白色面)。此外，通过散射板的散射，可以进行宽视角显示。散射板的位置只要是在第1衬底的与液晶层相反的一侧，则设置在哪个位置都可以。如考虑到散射板的反向散射(当外来光入射时，向入射光侧的散射)的影响，则最好将其配置在偏振片与第1衬底之间。反向散射，是与液晶装置的显示无关的散射光，当存在该反向散射时，将使反射型显示的对比度降低。如果将其配置在偏振片与第1衬底之间，则反向散射光的光量可以由偏振片减小到大约一半。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，使上述反射电极凹凸不平。

按照这种形态，反射电极因凹凸不平而失去镜面感，并显现为散射面(白色面)。此外，通过凹凸不平引起的散射，可以进行宽视角显示。该凹凸的形状，可以用感光性丙烯酸类树脂等在反射电极的基底上形成，或通过用氢氟酸使基底的玻璃衬底本身变得粗糙而形成。另外，从防止液晶的定向不良考虑，最好在反射电极的凹凸表面上进一步形成透明的平坦膜从而使面向液晶层的表面(形成定向膜的表面)平坦化。

在本发明的第2液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，由反射层和透明电极层的层叠体构成。

按照这种形态，即使不是用具有反射性且具有导电性的单一的膜形成构成反射电极的半透反射层，如果使反射层具有反射外来光的功能、且使透明电极层具有施加液晶驱动电压的功能，则也可以得到构成该反射电极的半透反射层。

本发明的上述课题，也由备有上述的本发明第2液晶装置的第2电子设备完成。

按照本发明的第2电子设备，可以实现采用了能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不会因视差造成重影或显示模糊的半透反射型液晶装置或半透反射型彩色液晶装置的各种电子设备。这种电子设备，无论在明亮的地方还是在暗的地方，都能实现不受周围外来光影响的高画质显示。

本发明的上述课题，也由第3液晶装置完成，该液晶装置备有：一对透明的第1和第2衬底；夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层；在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上彼此相隔规定间隙形成的多个反射电极；在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上，在与上述反射电极相对的位置及与上述反射电极的间隙相对的位置上形成的透明电极；及配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置。

按照本发明的第3液晶装置，在反射型显示时，反射电极，将从第1衬底侧入射的外来光反射到液晶层侧。这时，因反射电极配置在第2衬底的液晶层侧，所以在液晶层与反射电极之间几乎没有间隙，因此，不会发生因视差造成的重影或显示模糊等。另一方面，在透射型显示时，使由照明装置射出并从第2衬底侧入射的光源光通过反射电极的间隙透射到液晶层侧。特别是，这里，可以利用在与反射电极的间隙相对的透明电极部分和反射电极之间产生的倾斜电场驱动液晶。因此，在暗处，通过用倾斜电场驱动透过反射电极的间隙的光源光，可以进行明亮的显示。同时，可以防止与反射电极的间隙相对的液晶部分未被驱动而造成的白色脱漏，并减低与反射电极的间隙有关的显示缺陷。与上述不同，由于不需要用一般称作黑底或黑屏蔽的遮光膜覆盖反射电极的间隙，所以在装置结构上、制造上、或设计上都是有利的，

作为第3液晶装置的驱动方式，可以采用无源矩阵驱动方式、TFT有源矩阵驱动方式、TFD有源矩阵驱动方式、分段驱动方式等众所周知的各种驱动方式。因此，反射电极，可根据采用的驱动方式，按条形形成多个电极、或按矩形形成多个电极。

反射电极的间隙宽度，最好是在0.01μm以上、20μm以下。进一步，更为理想的是在1μm以上、5μm以下。因此，由于观察者很难辨识这样的结构，所以能够抑制因设置间隙而造成的显示质量恶化，并可以同时实现反射型显示和透射型显示。此外，在形成间隙时其相对于反射电极的面积比最好是在5％以上、30％以下。按照这种结构，可以抑制反射型显示时的亮度降低，同时，可以由从反射电极的间隙导入液晶层的光实现透射型显示。特别是，即使在透射型显示时由倾斜电场驱动的液晶部分在整个液晶层中所占比例低，也能通过提高照明装置的光源亮度而由该液晶部分进行足够明亮的高质量显示。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，为按长条状形成的多个电极，当位于上述透明电极和上述反射电极之间的大致中心位置的液晶分子的定向方向与上述反射电极的纵向所成的角度为φ时，该角度的范围为-60°≤φ≤+60°。

按照这种形态，反射电极，按条形、矩形等长条状形成，且位于透明电极和反射电极之间的大致中心位置的最易于运动的液晶分子的定向方向与反射电极的纵向与正交方向偏离30°以上，所以，当在透明电极与反射电极之间施加电压时，液晶分子的定向状态正常变化，几乎不会随之形成倾斜区域。因此，可以使液晶驱动时的阈值电压降低，因而能降低液晶装置的耗电量。此外，还可以避免发生因液晶层的倾斜区域造成的旋转位移等显示缺陷。假如该角度φ不在-60°≤φ≤+60°的范围内，则液晶分子的定向方向与反射电极的纵向几乎正交，所以将急剧地产生倾斜区域。因此，驱动电压也将上升。特别是，在-30°≤φ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，当上述反射电极附近的液晶分子的定向方向与上述反射电极的纵向所成的角度为φ时，该角度的范围为-30°≤φ≤+30°。

按照这种形态，附加了规定的预倾斜角的反射电极附近的液晶分子的定向方向与反射电极的纵向偏离正交而接近于平行，所以，衬底界面上的液晶分子几乎不可能因倾斜电场的影响而发生反向倾斜。因此，可以避免发生由反向倾斜引起的倾斜区域造成的旋转位移等显示缺陷。由此，可以使液晶驱动时的阈值电压降低，因而能降低液晶装置的耗电量。假如该角度Ψ在-30°≤φ≤+30°以外的范围上，则衬底界面上的液晶分子将在倾斜电场的影响下发生显著的反向倾斜，因而产生显示缺陷。此外，驱动电压也将提高，从而使耗电量增加。特别是，在-10°≤φ≤+10°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，还备有配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片、及配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板。

按照这种形态，在反射型显示时和透射型显示时都能主要是由第1偏振片进行良好的显示控制，并可以主要由第1相位差板抑制因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，还备有配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片、及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

按照这种形态，在透射型显示时可以主要由第2偏振片进行良好的显示控制，并可以主要由第2相位差板抑制因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

按照这种形态，可以形成层厚很薄的半透反射型反射电极。根据实验，可以制作在该层厚的范围内透射率为1％以上、40％以下、反射率为50％以上、95％以下的半透反射型反射电极。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

按照这种形态，可以进行借助于外来光的反射型彩色显示及利用照明装置的透射型彩色显示。滤色器，最好对波长范围在380nm以上、780nm以下的所有的光具有25％以上的透射率。按照这种结构，可以实现明亮的反射型彩色显示及透射型彩色显示。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

按照这种形态，可以通过散射板使反射电极的镜面感显现为散射面(白色面)。此外，通过散射板的散射，可以进行宽视角显示。散射板的位置只要是在第1衬底的与液晶层相反的一侧，则设置在哪个位置都可以。如考虑到散射板的反向散射(当外来光入射时，向入射光侧的散射)的影响，则最好将其配置在偏振片与第1衬底之间。反向散射，是与液晶装置的显示无关的散射光，当存在该反向散射时，将使反射型显示的对比度降低。如果将其配置在偏振片与第1衬底之间，则反向散射光的光量可以由偏振片减小到大约一半。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，使上述反射电极凹凸不平。

按照这种形态，反射电极因凹凸不平而失去镜面感，并显现为散射面(白色面)。此外，通过凹凸不平引起的散射，可以进行宽视角显示。该凹凸的形状，可以用感光性丙烯酸类树脂等在反射电极的基底上形成，或通过用氢氟酸使基底的玻璃衬底本身变得粗糙而形成。另外，从防止液晶的定向不良考虑，最好在反射电极的凹凸表面上进一步形成透明的平坦膜从而使面向液晶层的表面(形成定向膜的表面)平坦化。

在本发明的第3液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，由反射层和透明电极层的层叠体构成。

按照这种形态，即使不是用具有反射性且具有导电性的单一的膜构成反射电极，如果使反射层具有反射外来光的功能、且使透明电极层具有施加液晶驱动电压的功能，则也可以得到该反射电极。

本发明的上述课题，也由备有上述的本发明第3液晶装置的第3电子设备完成。

按照本发明的第3电子设备，可以实现采用了能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不会因视差造成重影或显示模糊的半透反射型液晶装置或半透反射型彩色液晶装置的各种电子设备。这种电子设备，无论在明亮的地方还是在暗的地方，都能实现不受周围外来光影响的高画质显示。

本发明的上述课题，也由第4液晶装置完成，该液晶装置备有：(i)半透反射型液晶板，具有一对透明的第1和第2衬底、夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层、在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上形成的透明电极、在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上形成的由半透反射层构成的反射电极、配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置；(ii)驱动装置，用于驱动上述透明电极及反射电极；该液晶板在非驱动时为暗(黑)状态。

按照本发明的第4液晶装置，在反射型显示时，反射电极，将从第1衬底侧入射的外来光反射到液晶层侧。这时，因反射电极配置在第2衬底的液晶层侧，所以在液晶层与反射电极之间几乎没有间隙，因此，不会发生因视差造成的重影或显示模糊等。另一方面，在透射型显示时，使由照明装置发出的从第2衬底侧入射的光源光通过由半透反射层构成的反射电极透射到液晶层侧。因此，在暗处可以用光源光进行明亮的显示。这种半透反射层，与上述的本发明第1液晶装置一样，可以由设有长方形狭缝或正方形微细开口等并可以使光透过一部分区域的反射膜构成，也可以由散布着针孔缺陷、凹入缺陷等微细缺陷部的金属薄膜等半透反射膜构成，并可以由在全部区域上呈现半透反射性的膜构成。或者，像本发明的第3液晶装置一样，可以由按规定间隙形成多个的条形或岛状等的反射电极构成。

特别是，在第4液晶装置中，由驱动装置驱动透明电极和反射电极的液晶板，在非驱动时为暗状态。即以正常黑色模式进行驱动。因此，在透射型显示时可以抑制从液晶未被驱动的象素间或象点间的漏光，因而能获得对比度高的透射型显示。此外，在反射型显示时，可以抑制来自象素间或象点间的显示上不需要的反射光，所以能获得对比度高的显示。按照这种方式，由于不需要在与反射电极的间隙相对的位置上设置一般称作黑底或黑屏蔽的遮光膜，所以，可以提高透射型显示时及反射型显示时的对比度。此外，还可以防止发生因设置遮光膜而使反射型显示的亮度降低的情况。

作为第4液晶装置的驱动方式，可以采用无源矩阵驱动方式、TFT有源矩阵驱动方式、TFD有源矩阵驱动方式、分段驱动方式等众所周知的各种驱动方式

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，上述液晶板，还备有配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片、及配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板。

按照这种形态，在反射型显示时和透射型显示时都能主要是由第1偏振片进行良好的显示控制，并可以主要由第1相位差板抑制因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，上述液晶板，还备有配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片、及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

按照这种形态，在透射型显示时可以主要由第2偏振片进行良好的显示控制，并可以主要由第2相位差板抑制因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响。

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

按照这种形态，可以形成层的厚度薄的半透反射型反射电极。根据实验，可以制作在该层厚的范围内透射率为1％以上、40％以下、反射率为50％以上、95％以下的半透反射型反射电极。

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，上述液晶板，在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

按照这种形态，可以进行借助于外来光的反射型彩色显示及利用照明装置的透射型彩色显示。滤色器，最好对波长范围在380nm以上、780nm以下的所有的光具有25％以上的透射率。按照这种结构，可以实现明亮的反射型彩色显示及透射型彩色显示。

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，上述液晶板，在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

按照这种形态，可以通过散射板使反射电极的镜面感显现为散射面(白色面)。此外，通过散射板的散射，可以进行宽视角显示。散射板的位置只要是在第1衬底的与液晶层相反的一侧，则设置在哪个位置都可以。如考虑到散射板的反向散射(当外来光入射时，向入射光侧的散射)的影响，则最好将其配置在偏振片与第1衬底之间。反向散射，是与液晶装置的显示无关的散射光，当存在该反向散射时，将使反射型显示的对比度降低。如果将其配置在偏振片与第1衬底之间，则反向散射光的光量可以由偏振片减小到大约一半。

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，使上述反射电极凹凸不平。

按照这种形态，反射电极因凹凸不平而失去镜面感，并显现为散射面(白色面)。此外，通过凹凸不平引起的散射，可以进行宽视角显示。该凹凸的形状，可以用感光性的丙烯酸类树脂等在反射电极的基底上形成，或通过用氢氟酸使基底的玻璃衬底本身变得粗糙而形成。另外，从防止液晶的定向不良考虑，最好在反射电极的凹凸表面上进一步形成透明的平坦膜从而使面向液晶层的表面(形成定向膜的表面)平坦化。

在本发明的第4液晶装置的另一实施形态中，上述反射电极，由反射层和透明电极层的层叠体构成。

按照这种形态，即使不是用具有反射性且具有导电性的单一的膜组成构成反射电极的半透反射层，如果使反射层具有反射外来光的功能、且使透明电极层具有施加液晶驱动电压的功能，则也可以得到该反射电极。

本发明的上述课题，也由备有上述的本发明第4液晶装置的第4电子设备完成。

按照本发明的第4电子设备，可以实现采用了能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不会因视差造成重影或显示模糊的半透反射型液晶装置或半透反射型彩色液晶装置的各种电子设备。这种电子设备，无论在明亮的地方还是在暗的地方，都能实现不受周围外来光影响的高画质显示。

附图的简单说明

图1a是表示本发明的液晶装置的第1和第2实施例的简略结构的简略纵断面图。

图1b是简略地表示第1和第2实施例的简略结构的俯视图。

图2是表示第2实施例的偏振片、相位差板及液晶单元的研磨方向的关系的说明图及表示该时的液晶装置的驱动电压-反射率R/透射率T特性的特性图。

图3是表示本发明的液晶装置的第3实施例的第2透明衬底上的简略结构的简略放大断面图。

图4是表示本发明的液晶装置的第4实施例的简略结构的简略纵断面图。

图5a是表示本发明的液晶装置的第5实施例的简略结构的简略纵断面图。

图5b是表示本发明的液晶装置的第5实施例的简略结构的简略俯视图。

图6是表示本发明的液晶装置的第6实施例的开有狭缝的反射电极的一例的俯视图。

图7是表示第6实施例的开有狭缝的反射电极的另一例的俯视图。

图8是表示第6实施例的开有狭缝的反射电极的另一例的俯视图。

图9是表示第6实施例的开有狭缝的反射电极的另一例的俯视图。

图10是表示第6实施例的开有狭缝的反射电极的另一例的俯视图。

图11是表示第6实施例的开有狭缝的反射电极的另一例的俯视图。

图12是表示第6实施例的开有狭缝的反射电极的另一例的俯视图。

图13是用于说明本发明的液晶装置的第7和第9实施例的衬底间中央部的液晶定向方向的概念图。

图14是表示本发明第8实施例的液晶装置的结构的简略纵断面图。

图15是表示第8实施例的反射电极的一个具体结构例的俯视图。

图16是表示第8实施例的反射电极的另一具体结构例的俯视图。

图17是表示第8实施例的反射电极的另一具体结构例的俯视图。

图18是表示第8实施例的反射电极的变形例的俯视图。

图19是表示本发明第9实施例的当角度φ改变时的反射型显示中的对比度及透射型显示中的对比度的图表。

图20是表示第9实施例的当角度φ改变时的反射型显示中的对比度及透射型显示中的对比度的图表。

图21a是在本发明第10实施例中示意地将TFD驱动元件与象素电极等一起表示的俯视图。

图21b是图21a的B-B’断面图。

图22是在第10实施例中将液晶元件与驱动电路一起表示的等效电路图。

图23是示意地表示第10实施例的液晶元件的局部剖视斜视图。

图24是本发明第11实施例的构成液晶装置图象显示区域的按矩阵状形成的多个象素中的各种元件、配线等的等效电路图。

图25是第11实施例的形成有数据线、扫描线、象素电极等的透明衬底的多个邻接象素群的俯视图。

图26是图25的C-C’断面图。

图27是表示第1～第5实施例中滤色器的每个着色层的光透射率的曲线图。

图28是本发明第12实施例的各种电子设备的简略斜视图。

用于实施发明的最佳形态

以下，根据附图按每个实施例说明用于实施本发明的最佳形态。

(第1实施例)

参照图1a和图1b说明本发明的液晶装置的第1实施例。图1a是表示本发明第1实施例的结构的简略纵断面图，图1b是图1a所示第1实施例的简略俯视图。在图1b中，为易于看清电极配置，省略了图1a中示出的滤色器及黑底层，此外，为说明方便，也仅示出纵横的3个条形的电极，但在实际的液晶装置中设有数量非常多的条形电极。第1实施例，基本上涉及的是简单矩阵型液晶显示装置，但也可以按照同样的结构应用于有源矩阵型装置或另外的分段型装置、及其他液晶装置。

如图1a和图1b所示，在第1实施例中，形成周框状密封材料4将液晶层3密封在2个透明衬底1和2之间的液晶单元。液晶层3，由具有规定扭转角的向列液晶构成。在前透明衬底1的内表面上形成滤色器5，在该滤色器5上，按规定图案配置着R(红)、G(绿)、B(蓝)三色的着色层。在滤色器5的表面上，覆盖着透明的保护膜10，在保护膜10的表面上，由ITO(Indium Tin Oxide：铟、锡氧化物)膜等形成多个条形的透明电极6。在透明电极6的表面上，形成定向膜9，并按规定方向进行研磨处理。

另一方面，在后透明衬底2的内表面上，以与上述透明电极6交差的形式配置着多个在上述滤色器5的每个着色层形成的条形反射电极7。在备有TFD元件或TFT元件的有源矩阵型装置的情况下，各反射电极7，按矩形形状形成，并通过有源元件与配线连接。该反射电极7，由Cr或Al等形成，其表面用作反射从透明衬底1一侧入射的光的反射面。在反射电极7的表面上，形成与上述相同的定向膜19。在反射电极7上设有多个直径2μm的开口部7b(参照图1b)，开口部7b的总面积，以相对于反射电极7的总面积的大约10％的比例设置。

偏振片11配置在前透明衬底1的外表面上，在偏振片11与透明电极1之间，配置着相位差板13。此外，在液晶单元的后面，在透明衬底2的背后配置相位差板14，在该相位差板14的背后，配置着偏振片12。并且，在偏振片12的后面，配置着背照灯15，该背照灯15具有发出白色光的荧光管15a及备有沿着该荧光管15a的入射端面的导光板15b。导光板15b，是在整个背面形成用于散射的粗糙面或形成了散射用印刷层的丙烯酸类树脂等透明体，在结构上，以其端面接受作为光源的荧光管15a的光，并从图中的上表面射出基本均匀的光。作为其他的背照灯，可以采用LED(发光二极管)或EL(场致发光)等。

在第1实施例中，为防止在透射型显示时从各反射电极7之间的区域7a漏光，以使平面大致对应的方式设置着在滤色器5的各着色层之间形成的作为遮光部的黑底层5a。黑底层5a，覆盖Cr层或由感光性黑色树脂形成。

以下，说明按如上所述方式构成的第1实施例的动作。

首先，说明反射型显示。外来光，分别透过图1中的偏振片11、相位差板13、滤色器5，在通过液晶层3后，由反射电极7反射，并再次从偏振片11射出。这时，根据对液晶层3的施加电压，控制偏振片11的透过(亮状态)和吸收(暗状态)以及两者中间的亮度。

其次，说明透射型显示。来自背照灯15的光，由偏振片12及相位差板14变成规定的偏振光，并由反射电极7的开口部7b导入液晶层3，在通过液晶层3后，分别透过滤色器5、相位差板13。这时，根据对液晶层3的施加电压，控制偏振片11的透过(亮状态)和吸收(暗状态)以及两者中间的亮度。

按照上述的本实施例，可以实现能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不存在重影或显示模糊的彩色液晶装置。

特别是，在第1实施例中，备有作为第1偏振片一例的偏振片11和作为第1相位差板一例的相位差板13及作为第2偏振片一例的偏振片12和作为第2相位差板一例的相位差板14，所以，在反射型显示和透射型显示中都能利用偏振片11和偏振片12进行良好的显示控制。而且，可以由相位差板13减低反射型显示时因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响(即，用相位差板13实现反射型显示时的显示最佳化)，同时由相位差板14减低透射型显示时因光的波长分散而引起的着色等对色调的影响(即，在用相位差板13实现了反射型显示时的显示最佳化的条件下，进一步，用相位差板14实现透射型显示时的显示最佳化)。在本实施例中，对相位差板13和14各采用了1个，但也可以根据液晶单元的着色补偿或视角补偿而在各个位置上配置多个相位差板。如果采用多个相位差板，则更容易进行着色补偿或视角补偿的最佳化。

另外，在第1实施例中，设在反射电极7上的开口部7b，例如由有规则地配置在反射电极7的表面上的正方形微细开口或长方形狭缝等构成，或由散布在反射电极7上的针孔缺陷、凹入缺陷等微细的缺陷部构成，在该部分，光可透过反射电极7。关于这种开口部7b的结构，将在后面的第6实施例～第8实施例(参照图7～图11)中详细说明，所以，这里将其详细说明省略。

另外，在第1实施例中，使光从背照灯15通过设在反射电极7上的开口部7b导入，从而进行透射型显示，但是，对于使光通过反射电极7的间隙7a导入而进行透射型显示的结构(参照后文所述的第13实施例)，在反射型显示和透射型显示中也都能利用偏振片11和相位差板13及偏振片12和相位差板14进行良好的显示控制。同时，同样可以取得减低因光的波长分散而引起的着色的效果。

(第2实施例)

参照图1a和图1b说明本发明的液晶装置的第2实施例。即，第2实施例的基本结构，与第1实施例相同，第2实施例，是对第1实施例中的液晶、反射电极、定向膜及偏振片的材质或特性进行了具体限定的实施例。此外，第2实施例，基本上涉及的是简单矩阵型液晶显示装置，但也可以按照同样的结构应用于有源矩阵型装置或另外的分段型装置、及其他液晶装置。

特别是，在图1a和图1b所示的第2实施例中，对在透明电极6的表面上形成的定向膜9，按规定方向进行研磨处理，通过该研磨处理，使液晶层3的液晶分子在研磨方向具有大约85度的预倾斜角。在反射电极7的表面上，形成与上述相同的定向膜19，但对该定向膜19不进行研磨处理。作为反射电极7，采用以25nm的厚度溅射了添加了1.0重量％的Nd的Al的金属膜，该Al采用95重量％以上的材料，且将其膜厚设定在10nm以上、40nm以下。在上述第1实施例中，也可以使用这样的反射电极7。特别是，作为相位差板13和14，分别采用1/4波阻片。

另外，特别是，在第2实施例中，如图2(a)所示，将偏振片11和偏振片12的透射轴P1、P2设定为相同方向。将相位差板(即1/4波阻片)13和14的滞后轴C1和C2的方向，分别设定为相对于两个偏振片11和12的透射轴P1和P2顺时针方向转过θ＝45度后的方向。透明衬底1的内表面上的定向膜9的研磨处理的方向R1，也按与相位差板(即1/4波阻片)13和14的滞后轴C1和C2的方向一致的方向进行。该研磨方向R1，规定着液晶层3在施加电场时的倾斜方向。对液晶层3，采用了介质各向异性为负的向列液晶。

图2(b)示出按如上所述方式构成的第2实施例中的反射型显示时的反射率R的驱动电压特性、及透射型显示时的透射率T的驱动电压特性。在这种情况下，不施加电压时的显示，为暗(黑)状态。即，按照正常黑色模式驱动该液晶装置。如按这种方式进行驱动，则可以抑制液晶未被驱动时从反射电极7的间隙7a的漏光或不需要的反射光，所以，就没有形成黑底层5a的必要了。

以下，说明按如上方式构成的第2实施例的动作。

首先，说明反射型显示。外来光，分别透过图1中的偏振片11、相位差板13、滤色器5，在通过液晶层3后，由反射电极7反射，并再次从偏振片11射出。这时，根据对液晶层3的施加电压，控制偏振片11的透过(亮状态)和吸收(暗状态)以及两者中间的亮度。

其次，说明透射型显示。来自背照灯15的光，由偏振片12及相位差板14变成规定的偏振光(圆偏振光、椭圆偏振光或直线偏振光)，并由反射电极7的开口部7b导入液晶层3，在通过液晶层3后，分别透过滤色器5、相位差板13。这时，根据对液晶层3的施加电压，控制偏振片11的透过(亮状态)和吸收(暗状态)及其中间的亮度。

按照如上所述的本实施例的结构，可以实现能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不存在重影或显示模糊的彩色液晶装置。

(第3实施例)

参照图3说明本发明的液晶装置的第3实施例。图3是表示第3实施例中在第2透明衬底2的内表面上形成的结构的放大断面图。

如图3所示，第3实施例，与第1实施例比较，备有反射电极17，代替了反射电极7，其他结构与第1实施例相同。此外，第3实施例，基本上涉及的是简单矩阵型液晶显示装置，但也可以按照同样的结构应用于有源矩阵型装置或另外的分段型装置、及其他液晶装置。

即，在第3实施例中，反射电极17，例如，具有高低差约为0，8μm的凹凸。由凹凸不平而使反射电极17失去镜面感，并可以显现为散射面(白色面)。此外，通过由凹凸不平引起的散射，可以进行宽视角显示。

以下，说明反射电极17的制造方法。

反射电极17，通过旋转涂敷等在图1所示的透明衬底2的内表面上涂布感光性抗蚀剂，并通过具有微细开口部的掩模以经过调整的光量进行曝光。然后，根据需要进行感光性抗蚀剂的烧成并进行显影。通过显影有选择地将与掩模的开口部对应的部分除去后，形成具有如图所示的波状断面形状的支承层16。这里，通过上述光刻工序仅将与掩模的开口部对应的部分除去、或仅保留与掩模的开口部对应的部分，然后，通过蚀刻或加热对凹凸形状进行精细加工，即可形成如图所示的支承层16的波状断面形状，此外，也可以在已形成的上述支承层的表面上进一步层叠另外的层，以便更加光滑地形成表面。

接着，通过蒸镀、溅射等在支承层16的表面上覆盖薄膜状的金属，从而形成具有反射面的反射电极17。作为金属，可采用Al、CrAg、Au等。反射电极17，形成和呈现随着支承层16的表面波状凹凸起伏的形状，整个表面变得粗糙化。然后，根据需要覆盖由透明树脂构成的平坦膜18，再在其上层叠定向膜19。

由于备有如上所述的反射电极17，在进行反射型显示时，可以防止外来光通过直接反射映入，所以能够提高可视性而不减低显示的亮度。

在这种情况下，也可以在形成与反射电极17形状相同的反射层后，再形成透明电极。如果按这种方式由反射层和透明电极的层叠体构成反射电极并使反射层具有反射外来光的功能、且使透明电极具有施加液晶驱动电压的功能，则可以得到构成具有凹凸表面的反射电极的半透反射层。

(第4实施例)

参照图4说明本发明的液晶装置的第4实施例。图4是表示本发明第4实施例的结构的简略纵断面图。对图4中与图1a所示第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，其说明省略。

如图4所示，在第4实施例中，除与第1实施例相同的结构外，还在相位差板13与透明衬底1之间配置了一个透射型光漫射板21。作为光漫射板21，可采用将折射率不同的透明粒子分散到丙烯酸类树脂等透明衬底中的内部漫射型式、或使透明衬底的表面粗糙化(形成粗糙面)的表面漫射型式。其他结构，与第1实施例相同。

利用光漫射板21，在进行反射型显示时，也可以防止外来光通过反射电极7的直接反射映入，因而能提高可视性。光漫射板21，只要配置在反射层的前面，则其使用并不限定于图4所示的配置，也可以在反射电极或反射层的表面上以光漫射层的形式形成。

(第5实施例)

参照图5a和图5b说明本发明的液晶装置的第5实施例。图5a是表示本发明第5实施例的结构的简略纵断面图。图5b是图5a所示第5实施例的简略俯视图。在图5b中，为易于看清电极配置，省略了图5a中示出的滤色器及黑底层，此外，为说明方便，也仅示出纵横的3个条形的电极，但在实际的液晶装置中设有数量非常多的条形电极。对图5a和图5b中与图1a和图1b所示第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，其说明省略。此外，第5实施例，基本上涉及的是简单矩阵型液晶显示装置，但也可以按照同样的结构应用于有源矩阵型装置或另外的分段型装置、及其他液晶装置。

如图5a和图5b所示，在第5实施例中，与第1实施例比较，其不同之处在于，代替反射电极7，设置了形成多个微细的细孔17’a的反射电极17’，其他结构相同。在进行透射型显示时，借助微细的细孔17’a使来自背照灯15的光透过反射电极17’，从而使液晶显示为可视状态。细孔17’a可以用如下方法形成，即，在通过蒸镀或溅射等形成反射电极17’后，用光刻法形成备有开口部的抗蚀层，然后，通过蚀刻等形成。

在第5实施例中，在进行透射型显示时，可以利用细孔17’a提高显示的亮度，同时，与第3实施例一样，在进行反射型显示时可以防止外来光的映入。

(第6实施例)

参照图6～图12说明本发明的液晶装置的第6实施例。第6实施例的基本结构，与第1实施例相同，第6实施例，是对第1实施例中的反射电极7结构进行了具体限定的实施例。图6～图12是分别表示开有各种狭缝的反射电极的俯视图。此外，第6实施例，基本上涉及的是简单矩阵型液晶显示装置，但也可以按照同样的结构应用于有源矩阵型装置或另外的分段型装置、及其他液晶装置。

特别是，在图6所示的第6实施例中，在透明衬底1(参照图1)的内表面上，按长条形形成多个作为透明电极6一例的用作扫描线的透明电极801。在透明衬底2(参照图1)的内表面上，形成作为反射电极7一例的用作数据线的反射电极802。在反射电极(数据线)802上，设置着作为开口部7b一例的狭缝803。由分配用于R(红)、G(绿)、B(蓝)的各反射电极802与1个透明电极801重合的区域构成1个象点，并由邻接的RGB的3个象点构成1个大致成正方形的象素。对各反射电极802，在每个象点上开有4个狭缝803。

特别是，在第6实施例中，由于在反射电极802上开有长方形的狭缝803，所以，狭缝803的短边803a的(其衬底内的分量与狭缝803的纵向平行的)倾斜电场，随着狭缝803的长边的长度而减弱。即，狭缝附近的液晶分子的运动受狭缝803的长边803b的(其衬底内的分量与狭缝803的纵向正交的)倾斜电场支配。因此，可以减低因狭缝803的短边803a的倾斜电场与狭缝803的长边803b的倾斜电场不一致引起的液晶定向不良，因而可以减低作为整体由狭缝803的长边803b的倾斜电场引起的液晶定向不良，此外，还可以进一步将狭缝803的长边803b的倾斜电场有效地用于液晶的驱动。

其结果是，按照第6实施例，可以减少显示缺陷，同时可以降低液晶驱动时的阈值电压，因而还可以降低液晶装置的耗电量。特别是，如果仅对狭缝803的长边803b的倾斜电场采取相应的对策而无需考虑狭缝803的短边803a的倾斜电场，则可以使作为整体由倾斜电场引起的液晶定向不良进一步减低，或如果能有效地利用狭缝803的长边803b的倾斜电场，则作为整体可以实现对由狭缝803引起的倾斜电场的有效利用。

这种长方形的狭缝803，可以很容易地通过采用抗蚀剂的光刻/显影工序/剥离工序制作。即，在形成反射电极802时可以同时形成狭缝803。狭缝803的宽度，最好是在0.01μm以上、20μm以下。更为理想的是在4μm以下。因此，由于观察者很难辨识这样的结构，所以能够同时实现反射型显示和透射型显示而不会因设置狭缝803而造成显示质量的恶化。此外，在形成狭缝803时其相对于反射电极802的面积比最好是在5％以上、30％以下。按照这种结构，可以抑制反射型显示时的亮度降低，同时，可以由通过反射电极802的狭缝803导入液晶层的光实现透射型显示。

特别是，在第6实施例中，反射电极802，以规定间隙按条形形成多个电极，狭缝803，沿反射电极802的纵向(即图6中的纵向)延伸。因此，如果对由狭缝803引起的倾斜电场进行处理，则同时也就可以对由反射电极802的间隙802b引起的倾斜电场进行处理。此外，在形成反射电极802时可以很容易地形成狭缝803，同时此时所需的光刻掩模的设计也随之变得简单了。更具体地说，无需专门设定形成狭缝803的工序，只要使形成反射电极802的掩模还包括狭缝803的图案即可。

另外，在第6实施例中，狭缝803，延伸到与透明电极801的间隙801b相对的位置。因此，以较大的距离相对配置的限定着狭缝803的短边803a的反射电极802的边缘部，位于透明电极801的间隙801b、即位于在透明电极801与反射电极802之间施加电压的区域之外的位置，所以，可以极为显著地减低由引起液晶定向不良的狭缝803的短边803a的倾斜电场所造成的影响。

从以上的观点考虑，作为第6实施例的变形例，如图7所示，狭缝803，可以延伸跨过多个象素，进一步，也可以延伸到图象显示区域之外。按照这种结构，以较大距离相对配置的限定着狭缝803的短边803a(在图7中未示出)的反射电极802的边缘部，在每个象素上或图象显示区域内都不存在，因而可以极为显著地减低由引起液晶定向不良的狭缝803的短边803a的倾斜电场所造成的影响。

另外，作为第6实施例中的长方形狭缝803的变形例，例如，可以考虑如图8所示的每个象点上的2个狭缝803、如图9所示的纵向与反射电极702成直角(即，与透明电极701平行)的每个象点上的2个狭缝703、如图10所示的纵向与反射电极902成倾斜状态(即，与透明电极901成倾斜状态)的每个象点上的1个狭缝903、如图11所示的由纵向与反射电极1002平行和正交(即，与透明电极1001平行和正交)的联接多个长方形狭缝而成的狭缝1003等。

另外，在第6实施例中，如图12所示，在结构上也可以使在反射电极1201上形成的狭缝1202的宽度与反射电极1201的间隙(象点间的区域)1203大体上相等。即，当设间隙1203的宽度为L1、狭缝1202的宽度为L2时，如近似地使L1＝L2，则光刻掩模的设计不需要高的精度，因而可以使其设计变得更加容易。此外，几乎不存在因设置狭缝1202而造成的成本提高。

另外，在第6实施例中，与第2～第4实施例一样，也可以按正常黑色模式进行驱动、或设置散射板、或使反射电极凹凸不平。而当以正常黑色模式进行驱动时，可以不设黑底层5a。

(第7实施例)

参照图13及图6～图10说明本发明的液晶装置的第7实施例。

在第7实施例中，在与第6实施例同样的液晶装置中注重于夹持在2个透明衬底之间的液晶层的中央部液晶分子的定向方向。

首先，图13是用于说明衬底间中央部的液晶分子的定向方向的简略纵断面图。在2个衬底501、502之间使液晶503为规定的扭转定向状态。这时，将大致上位于衬底间中央部的液晶分子504的分子长轴方向定义为定向方向505。

在第7实施例中，如上述图6所示，当在反射电极(数据线)802与透明电极(扫描线)801之间产生电位差时，长方形狭缝803上的液晶发生倾斜电场，并由该倾斜电场驱动狭缝803上的液晶，从而可以进行透射型显示。这里，如图6中所示，将反射电极802的狭缝803的纵向(图6中的y方向)与上述衬底间中央部的液晶分子的定向方向804所成的角度定义为ξ。在-90°≤ξ≤-60°和60°≤ξ≤90°的范围上，将发生由反向倾斜区域引起的显示缺陷(旋转位移)，因而不能进行明亮的高画质透射型显示。其原因是，由于衬底间中央部的液晶分子的定向方向与反射电极的纵向接近于正交状态，所以出现了倾斜区域。因在上述范围内发生显示缺陷，所以使液晶驱动时的阈值电压升高。在-60°≤ξ≤+60°的范围内，可以避免由反向倾斜区域引起的旋转位移等显示缺陷，因而可以进行明亮的高画质透射型显示。此外，由于很少发生显示缺陷，所以能够使液晶驱动时的阈值电压降低，因而可以降低液晶装置的耗电量。特别是，在-30°≤ξ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

另外，在图7和图8中作为第6实施例的变形例示出的长方形狭缝803的情况下，也与图6的情况一样，其纵向与反射电极802平行，同样，在-60°≤ξ≤+60°的范围内，可以进行明亮的高画质透射型显示。特别是，在-30°≤ξ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

另外，在图9和图10中作为第6实施例的变形例分别示出的长方形狭缝703及903的情况下，在将反射电极702的狭缝703的纵向(图中的X方向)与上述衬底间中央部的液晶分子的定向方向704所成的角度定义为ξ、并将反射电极902的狭缝903的纵向904与上述衬底间中央部的液晶分子的定向方向905所成的角度定义为ξ时，角度ξ在-60°以上、+60°以下，也是理想的范围，特别是，在-30°≤ξ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

以上在第7实施例中说明的本发明的效果，在规定图13的衬底502附近的液晶分子定向方向506的情况下，可以使其效果更为可靠。具体地说，在将图6中的下侧衬底附近的液晶分子定向方向805与狭缝703的纵向(图中的Y方向)所成的角度定义为δ时，-30°≤δ≤+30°是所希望的范围。其原因是，在-30°≤δ≤+30°以外的范围内，衬底界面上的液晶分子将因倾斜电场的影响而发生反向倾斜，从而造成显示缺陷。通过将角度δ限定在-30°以上、+30°以下，能够降低液晶驱动时的阈值电压，因而可以降低液晶装置的耗电量。特别是，在-10°≤δ≤+10°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

同样，在图7～图10所示的变形例中，在将下侧衬底附近的液晶分子定向方向与狭缝的纵向所成的角度定义为δ时，通过将角度δ限定在-30°以上、+30°以下，也能降低液晶驱动时的阈值电压，因而可以降低液晶装置的耗电量。在这种情况下，特别是，在-10°≤δ≤+10°的范围内，也可以最大限度发挥上述的效果。

另外，在第6实施例中，与第2～第4实施例一样，也可以按正常黑色模式进行驱动、或设置散射板、或使反射电极凹凸不平。而当以正常黑色模式进行驱动时，可以不设黑底层5a。

(第8实施例)

参照图14～图18说明本发明的液晶装置的第8实施例。图14是表示本发明第8实施例的液晶装置的结构的简略纵断面图。图14中，对与图1a所示第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，其说明省略。此外，图15～图17，是表示反射电极的具体结构例的俯视图，图18是表示反射电极的变形例的俯视图。

如图14所示，在第8实施例中，与第1实施例相比，反射电极107，在结构尺寸上比透明电极6小一圈儿。此外，在备有TFD元件或TFT元件的有源矩阵型装置的情况下，各反射电极114，按矩形形状形成，并通过有源元件与配线连接。其他结构与第1实施例相同。

即，在第8实施例中，以比透明衬底1的内表面的透明电极6小的面积在透明衬底2的内表面上形成反射电极107，以便在结构上能够利用在两个电极间产生的倾斜电场驱动与不形成反射电极107的(因此能使来自背照灯15的光透过的)间隙部分107b相对的液晶层3的部分。

以下，说明按如上所述方式构成的第8实施例的动作。

首先，说明反射型显示。外来光，分别透过图14中的偏振片11、相位差板13、滤色器5，在通过液晶层3后，由反射电极107反射，并再次从偏振片11射出。这时，根据对液晶层3的施加电压，控制偏振片11的透过(亮状态)和吸收(暗状态)以及两者中间的亮度。

其次，说明透射型显示。来自背照灯15的光，由偏振片12及相位差板14变成规定的偏振光，并从不形成反射电极107的间隙部分107b导入液晶层3，在通过液晶层3后，分别透过滤色器5、相位差板13。这时，导入液晶层3的光，以大小不同的反射电极107与透明电极6形成的倾斜电场驱动液晶层3，其结果是，根据对液晶层3的施加电压，控制偏振片11的透过(亮状态)和吸收(暗状态)及两者中间的亮度。

按照上述的本实施例，可以实现能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不存在重影或显示模糊的彩色液晶装置。

在第8实施例中，将产生上述倾斜电场的透明电极6及反射电极107的具体结构例示于图15～图17。

首先，图15示出将本发明应用于TFD有源矩阵液晶装置时的结构例。在下侧衬底的内表面上形成扫描线202，进一步，按照各个象点形成TFD元件203及反射电极204。在上侧衬底的内表面上形成作为数据线的透明电极201。特别是，在各象素上的面积比反射电极204大，并且在不形成反射电极204的相对区域也形成透明电极201。因此，当施加液晶驱动电压时，由反射电极204与透明电极201的电位差在不形成反射电极204的间隙部分205(反射电极204的边缘部分)产生倾斜电场。利用该倾斜电场可以驱动反射电极204附近的液晶并进行透射型显示。

图16示出将本发明应用于简单(无源)矩阵液晶装置时的结构例。在下侧衬底的内表面上形成作为数据线的反射电极302。在上侧衬底的内表面上按长条形形成多个作为扫描线的透明电极301。当在反射电极302与透明电极301之间产生电位差时，在反射电极302的间隙即在上侧衬底上形成了透明电极(扫描线)301的间隙部分303上发生倾斜电场，利用该倾斜电场可以驱动与间隙部分303相对的液晶并进行透射型显示。

图17示出将本发明应用于TFT有源矩阵液晶装置时的结构例。在下侧衬底的内表面上形成选通线403及信号线402，进一步，按照各个象点形成TFT元件404及反射电极405。在上述衬底内表面上形成作为公用电极(对置电极)的透明电极401，在各象点上的面积比反射电极405大，并且在不形成反射电极405的相对区域也形成透明电极401。因此，由反射电极405与透明电极401的电位差在不形成反射电极405的间隙部分406(反射电极405的边缘部分)产生倾斜电场。利用该倾斜电场可以驱动反射电极405附近的液晶并进行透射型显示。

另外，作为第8实施例的变形例，如图18所示，可以在反射电极602上设置开口部603，并在与开口部603相对的区域也形成透明电极601。按照这种结构，当在反射电极602与透明电极601之间产生电位差时，也发生倾斜电场，利用该倾斜电场可以驱动开口部603的液晶并进行透射型显示。

另外，在第8实施例中，与第2～第4实施例一样，也可以按正常黑色模式进行驱动、或设置散射板、或使反射电极凹凸不平。而当以正常黑色模式进行驱动时，可以不设黑底层5a。

(第9实施例)

参照图13～图17说明本发明的液晶装置的第9实施例。

在第9实施例中，在与图13所示的第8实施例同样的液晶装置中注重于夹持在2个透明衬底之间的液晶层的中央部液晶分子的定向方向。

在第9实施例中，首先，当采用图15的电极配置时，如图15中所示，将反射电极204的纵向(图15中的Y方向)与上述衬底间中央部的液晶分子的定向方向206所成的角度定义为φ。在-90°≤φ≤-60°和60°≤φ≤90°的范围上，将发生由反向倾斜区域引起的显示缺陷(旋转位移)，因而不能进行明亮的高画质透射型显示。其原因是，由于衬底间中央部的液晶分子的定向方向与反射电极的纵向接近于正交状态，所以出现了倾斜区域。因在该范围内发生显示缺陷，所以使液晶驱动时的阈值电压升高。

这里，在图19的表中，给出当将如上所述定义的φ改变时的反射型显示中的对比度(即，白显示时的反射率与黑显示时的反射率的比值)及透射型显示中的对比度(即，白显示时的透射率与黑显示时的透射率的比值)。在这种情况下，液晶模式为左旋255度。从图19的表可以看出，为了使反射型显示时的高质量图象显示所需的对比度达到10以上、同时使透射型显示时的高质量图象显示所需的对比度达到5以上，必须满足-60°≤φ≤+60°的条件。即，在-60°≤φ≤+60°的范围内，可以避免由反向倾斜区域引起的旋转位移等显示缺陷，因而可以进行明亮的高画质透射型显示。此外，由于很少发生显示缺陷，所以能够使液晶驱动时的阈值电压降低，因而可以降低液晶装置的耗电量。特别是，在-30°≤φ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果，并以极高的对比度进行高质量的图象显示。

另外，当采用图16的电极配置时，如图16中所示，将反射电极302的纵向(图16中的Y方向)与上述衬底间中央部的液晶分子的定向方向304所成的角度定义为φ。在-90°≤φ≤-60°和60°≤φ≤90°的范围上，将发生由反向倾斜区域引起的显示缺陷(旋转位移)，因而不能进行明亮的高画质透射型显示。其原因是，由于衬底间中央部的液晶分子的定向方向与反射电极的纵向接近于正交状态，所以出现了倾斜区域。因在该范围内发生显示缺陷，所以使液晶驱动时的阈值电压升高。在-60°≤φ≤+60°的范围内，可以避免由反向倾斜区域引起的旋转位移等显示缺陷，因而可以进行明亮的高画质透射型显示。此外，由于很少发生显示缺陷，所以能够使液晶驱动时的阈值电压降低，因而可以降低液晶装置的耗电量。特别是，在-30°≤φ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

进一步，当采用图17的电极配置时，如图17中所示，将反射电极405的纵向(图17中的Y方向)与上述衬底间中央部的液晶分子的定向方向407所成的角度定义为φ。在-90°≤φ≤-60°和60°≤φ≤90°的范围上，将发生由反向倾斜区域引起的显示缺陷(旋转位移)，因而不能进行明亮的高画质透射型显示。其原因是，由于衬底间中央部的液晶分子的定向方向与反射电极的纵向接近于正交状态，所以出现了倾斜区域。因在该范围内发生显示缺陷，所以使液晶驱动时的阈值电压升高。在-60°≤φ≤+60°的范围内，可以避免由反向倾斜区域引起的旋转位移等显示缺陷，因而可以进行明亮的高画质透射型显示。此外，由于很少发生显示缺陷，所以能够使液晶驱动时的阈值电压降低，因而可以降低液晶装置的耗电量。特别是，在-30°≤φ≤+30°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

在第9实施例中说明的本发明的效果，在规定图13的衬底502附近的液晶分子定向方向506的情况下，可以使其效果更为可靠。具体地说，在将图15中的下侧衬底(TFD衬底)附近的液晶分子定向方向207与反射电极204的纵向所成的角度定义为φ时，-30°≤φ≤+30°是所希望的范围。其原因是，在-30°≤φ≤+30°以外的范围上，衬底界面上的液晶分子将因倾斜电场的影响而发生反向倾斜，从而造成显示缺陷。

这里，在图20的表中，给出当按如上所述定义的φ改变时的反射型显示中的对比度(即，白显示时的反射率与黑显示时的反射率的比值)及透射型显示中的对比度(即，白显示时的透射率与黑显示时的透射率的比值)。在这种情况下，液晶模式为左旋70度。从图20的表可以看出，为了使反射型显示时的高质量图象显示所需的对比度达到10以上、同时使透射型显示时的高质量图象显示所需的对比度达到5以上，必须满足-30°≤φ≤+30°的条件。即，在-30°≤φ≤+30°的范围内，衬底界面上的液晶分子几乎不可能因倾斜电场的影响而发生反向倾斜，因而几乎不发生显示缺陷。同样，当图16和图17中的下侧衬底附近的液晶分子定向方向305及408与反射电极302及405的纵向所成的角度φ分别在-30°以上、+30°以下时，可以避免由反向倾斜区域引起的旋转位移等显示缺陷。因此，可以使液晶驱动时的阈值电压降低，因而可以降低液晶装置的耗电量。特别是，在-10°≤φ≤+10°的范围内，可以最大限度发挥上述的效果。

另外，在第9实施例中，与第2～第4实施例一样，也可以按正常黑色模式进行驱动、或设置散射板、或使反射电极凹凸不平。而当以正常黑色模式进行驱动时，可以不设黑底层5a。

(第10实施例)

参照图21a～图23说明本发明的液晶装置的第10实施例。第10实施例，是适当地应用本发明的TFD有源矩阵液晶装置的实施例。

首先，参照图21a和图21b说明作为在本实施例中使用的2端子型非线性元件一例的TFD驱动元件附近的结构。这里，图21a是示意地将TFD驱动元件与象素电极等一起表示的俯视图。图21b是图21a的B-B’断面图。在图21b中，为了使各层或各构件的大小达到可以看清楚的程度，对各层或各个构件采用了不同的缩小比例尺。

在图21a和图21b中，TFD驱动元件40，以在透明衬底2上形成的绝缘膜41为基底而在其上形成，从绝缘膜41侧起按顺序由第1金属膜42、绝缘层44及第2金属膜46构成，并具有TFD(薄膜二极管)结构或MIN结构(金属-绝缘体-金属结构)。并且，TFD驱动元件40的第1金属膜42，与在透明衬底2上形成的扫描线61连接，第2金属膜46，与作为反射电极的另一例的由导电性反射膜构成的象素电极62连接。此外，在透明衬底2上也可以代替扫描线而形成数据线(如后文所述)，并与象素电极62连接，扫描线61则可以设置在对置衬底一侧。

透明衬底2，例如由玻璃、塑料等具有绝缘性和透明性的衬底构成。作为基底的绝缘膜41，例如由氧化钽构成。但是，形成绝缘膜41的主要目的在于，通在淀积第2金属膜46等后进行的热处理，防止第1金属膜42从基底剥离及防止杂质从基底扩散到第1金属膜42内。因此，当用例如石英衬底等具有优良耐热性和纯度的衬底构成透明衬底2从而不会发生上述剥离或杂质扩散的问题时，可以将绝缘膜41省去。第1金属膜42，由导电性金属薄膜构成，例如由钽单体或钽合金构成。绝缘膜44，例如由通过使第1金属膜42的表面在化成液中进行阳极氧化而形成的氧化膜构成。第2金属膜46，由导电性金属薄膜构成，例如由铬单体或铬合金构成。

特别是，在本实施例中，象素电极62，在结构上，设有如以上各实施例所述的长方形或正方形的狭缝、微细的开口等使光透过的区域，或在各象素上以比对置衬底上的透明电极小的面积形成，以使光可以从其间隙透过。

另外，在象素电极62、TFD驱动元件40、扫描线61等的面向液晶的一侧(图中上侧表面)，设有透明绝缘膜29，在其上设置着例如由聚酰亚胺薄膜等有机薄膜构成的进行过研磨处理等规定的定向处理的定向膜19。

以上，说明了作为2端子型非线性元件的TFD驱动元件的几个例子，但在本实施例的反射型液晶装置中也可以应用ZnO(氧化锌)变阻器、MSI(金属半导体)驱动元件、RD(环形二极管)等具有双向二极管特性的2端子型非线性元件。

以下，参照图22和图23说明在结构上备有按如上方式构成的TFD驱动元件的第10实施例即TFD有源驱动方式的半透反射型液晶装置的结构和动作。这里，图22是将液晶元件与驱动电路一起显示的等效电路图，图23是示意地表示液晶元件的局部剖视斜视图。

在图22中，在TFD有源驱动方式的半透反射型液晶装置内，配置在透明衬底2上的多条扫描线61，与构成扫描线驱动电路一例的Y驱动电路100连接，配置在其对置衬底上的多条数据线60，与构成数据线驱动电路一例的X驱动电路110连接。此外，Y驱动电路100及X驱动电路110，可以在透明衬底2或其对置衬底上形成，在这种情况下，构成驱动电路内装式半透反射型液晶装置。或者，Y驱动电路100及X驱动电路110，也可以由与半透反射型液晶装置分开设置的外部IC构成，并经规定的配线与扫描线61及数据线60连接，在这种情况下，构成不含驱动电路的半透反射型液晶装置。

在矩阵状的各象素区域内，扫描线60，与TFD驱动元件40的一个端子连接(参照图21a和图21b)，数据线60，通过液晶层3及象素电极62与TFD驱动元件40的另一个端子连接。因此，当对与各象素区域对应的扫描线61供给扫描信号并对数据线60供给数据信号时，该象素区域内的TFD驱动元件40变为导通状态，通过该TFD驱动元件40对位于象素电极62与数据线60之间的液晶层3施加驱动电压。于是，在亮处通过由象素电极62反射外来光而进行反射型显示，在暗处通过使来自背照灯的光源光透过象素电极62的狭缝等进行透射型显示。

在图23中，半透反射型液晶装置，备有透明衬底2及与其相对配置的透明衬底(对置衬底)1。透明衬底1，例如由玻璃衬底构成。在透明衬底2上，按矩阵状设置着象素电极62，各象素电极62，与扫描线61连接。在透明衬底1上，设置着沿与扫描线61交叉方向延伸的按长方形配置的作为透明电极的多条数据线60。数据线60，例如由ITO(铟、锡氧化物)膜等透明导电性薄膜构成。在数据线60的下侧，设置着例如由聚酰亚胺薄膜等有机薄膜构成的进行过研磨处理等规定的定向处理的定向膜9。另外，在透明衬底1上，根据其用途，还设有按长条形、马赛克形、三角形等配置的由有色材料膜构成的图中未示出的滤色器。

如上所述，按照第10实施例的TFD有源驱动方式的半透反射型液晶装置，可以实现能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不存在重影或显示模糊的彩色液晶装置。特别是，可以在构成驱动装置一例的X和Y驱动电路110和100的电压控制下以正常黑色模式驱动半透反射型液晶装置。

(第11实施例)

参照图24～图26说明本发明的液晶装置的第11实施例。第11实施例，是适当地应用本发明的TFT有源矩阵液晶装置的实施例。图24是构成液晶装置图象显示区域的按矩阵状形成的多个象素中的各种元件、配线等的等效电路图，图25是形成有数据线、扫描线、象素电极等的透明衬底的多个邻接象素群的俯视图，图26是图25的C-C’断面图。在图26中，为了使各层或各构件的大小达到可以看清楚的程度，对各层或各个构件采用了不同的缩小比例尺。

在图24中，在第11实施例的TFT有源驱动方式的半透反射型液晶装置内，按矩阵状形成多个用于控制按矩阵状配置的作为反射电极另一例的象素电极62的TFT130，并将供给图象信号的数据线135与TFT130的源极电气连接。写入数据线135的图象信号S1、S2、...、Sn，可以按该顺序依次供给各数据线135，也可以按每个组对相邻的多条数据线135一并供给。此外，将扫描线131与TFT130的栅极电连接，并按规定的时序将扫描信号G1、G2、...、Gm按该顺序以脉冲方式依次供给各扫描线131。象素电极62，与TFT130的漏极电气连接，通过使作为开关元件的TFT130按一定的周期切断该开关而按规定的时序写入从数据线60供给的图象信号S1、S2、...、Sn。通过象素电极62写入液晶的规定电平的图象信号S1、S2、...、Sn，按一定的周期保持在象素电极62与在对置衬底(如后文所述)上形成的对置电极(如后文所述)之间。这里，为防止所保持的图象信号漏泄，附加与在象素电极62和对置电极之间形成的液晶电容并联的存储电容170。

在图25中，在作为TFT阵列衬底的透明衬底2上，按矩阵状设置由反射膜构成的象素电极62(其轮廓62a在图中用虚线示出)，沿着象素电极62的纵横边界，分别设置着数据线135、扫描线131及电容线132。数据线135，通过接触孔85与由多晶硅膜等构成的半导体层81a中的源区电气连接。象素电极62通过接触孔88与半导体层81a中的漏区电气连接。电容线132，隔着绝缘膜与从半导体层1a中的漏区延伸设置的第1存储电容电极相对地配置，并构成存储电容170。此外，将扫描线131配置成使其与半导体层81a中的以图中的右上方的剖面线区域表示的沟道区81a’相对，扫描线131起着栅电极的作用。按上述方式，即可在扫描线131与数据线135的交叉部位上分别设置将扫描线131作为栅电极而与沟道区81a’相对配置的TFT130。

如图26所示，液晶装置，备有透明衬底2及与其相对配置的透明衬底(对置衬底)1。该透明衬底1和2，分别由例如石英、玻璃、塑料等具有绝缘性和透明性的衬底等构成。

特别是，在本实施例中，象素电极62，在结构上，设有如以上各实施例所述的长方形或正方形的狭缝、微细的开口等使光透过的区域，或在各象素上以比对置衬底上的透明电极小的面积形成以使光可以从其间隙透过。

另外，在象素电极62、TFD130等的面向液晶的一侧(图中上侧表面)，设有透明绝缘膜29，在其上设置着例如由聚酰亚胺薄膜等有机薄膜构成的进行过研磨处理等规定的定向处理的定向膜19。

另一方面，在透明衬底1上，在其大致整个表面上，设置着作为透明电极的另一例的对置电极121，并且，在各象素的非开口区域上，设有称作黑屏蔽或黑底的第2遮光膜122。在对置电极121的下侧，设置着例如由聚酰亚胺薄膜等有机薄膜构成的进行过研磨处理等规定的定向处理的定向膜9。另外，在透明衬底1上，根据其用途，还设有按长条形、马赛克形、三角形等配置的由有色材料膜构成的图中未示出的滤色器。

在透明衬底2上，在与各象素电极62邻接的位置，设有对各象素电极62进行切换控制的象素切换用TFT130。

在按如上方式构成的将象素电极62与对置电极121配置成彼此相对的一对透明衬底1和2之间，与第1实施例的情况一样，将液晶密封在由密封材料围绕的空间内，形成液晶层3。

另外，在多个象素切换用TFT130的下面，设置第1层间绝缘膜112。第1层间绝缘膜112由于形成在透明衬底2的整个表面上，所以起着用作象素开关的基底膜的功能。第1层间绝缘膜112，例如，由NSG(非掺杂硅酸盐玻璃)、PSG(磷硅酸盐玻璃)、BSG(硼硅酸盐玻璃)、BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)等高绝缘性玻璃、或氧化硅膜、氮化硅膜等构成。

在图26中，象素切换用TFT130，在结构上包含通过接触孔85与数据线135连接的源区、隔着栅绝缘膜与扫描线131相对配置的沟道区81a’及通过接触孔88与象素电极62连接的漏区。数据线131，由Al等低电阻金属膜或金属硅化物等的合金膜等具有遮光性和导电性的薄膜构成。此外，在其上还形成开有接触孔85和88的第2层间绝缘膜114，进一步，在其上形成开有接触孔88的第3层间绝缘膜117。该第2和第3层间绝缘膜114和117，与第1层间绝缘膜112一样，也可以由NSG、PSG、BSG、BPSG等高绝缘性玻璃、或氧化硅膜、氮化硅膜等构成。

象素切换用TFT130，也可以是具有LDD结构、偏置结构、自调整结构等任意结构的TFT。此外，除单栅结构外，也可以由双栅或三栅以上构成TFT130。

如上所述，按照第11实施例的TFT有源驱动方式的半透反射型液晶装置，通过在象素电极62与对置电极121之间对各象素电极62的液晶部分依次施加电场，可以控制各液晶部分的定向状态，从而在亮处通过由象素电极62反射外来光而进行反射型显示，在暗处通过使来自背照灯的光源光透过象素电极62的狭缝等进行透射型显示。其结果是，可以实现能够对反射型显示和透射型显示进行切换显示而不存在重影或显示模糊的彩色液晶装置。特别是，由于通过TFT130向各象素电极62进行供电，所以，能够减低象素电极62间的串扰，因而可以进行高质量的图象显示。

另外，在透明衬底1上也可以不设对置电极，而由透明衬底2上的象素电极62间的与衬底平行的横向电场进行驱动。

这里，参照图27说明在如上所述的第1～第11实施例中采用的滤色器5的着色层。图27是表示滤色器5的各着色层的透射率的特性图。在各实施例中，当进行反射型显示时，入射光从滤色器5的任何一个着色层透过一次之后，通过液晶层3并由反射电极7、17或17’反射，并再次透过着色层后射出。因此，与通常的透射型的液晶装置不同，通过滤色器两次，所以，如使用通常的滤色器，则将使显示变暗、对比度降低。因此，如图27所示，在各实施例中，使滤色器5的R、G、B各着色层的颜色变浅，以使其可视区域的最低透射率61为25～50％。使着色层的颜色变浅，可以通过使着色层的膜厚变薄、或使着色层内混合的颜料或染料的浓度降低进行。按照这种结构，当进行反射型显示时可以不降低显示的亮度。

当进行透射型显示时，由于只透过滤色器5一次，所以该滤色器5的颜色变浅将导致显示的颜色变浅，但在各实施例中，在多数情况下反射电极要遮挡很多来自背照灯的光，所以，滤色器5的颜色变浅，在确保显示的亮度上倒不如说是有利的。

(第12实施例)

参照图28说明本发明的第12实施例。第12实施例，是备有如上所述的第1～第11实施例中的任何一个的电子设备的实施例。即，第12实施例，涉及将上述第1～第11实施例中示出的液晶装置作为在各种环境下要求低耗电量的携带式设备的显示部适当使用的各种电子设备。在图28中示出3个本发明的电子设备的例。

图28(a)示出携带式电话，显示部72设在本体71的正面上方部。携带式电话，可以在无论室内室外的所有环境中使用。特别是，经常在汽车内使用，但在夜间车内非常暗。因此，在携带式电话上使用的显示装置，最好是以耗电量低的反射型显示为主、而在必要时可以利用辅助光进行透射型显示的半透反射型液晶装置。如果将上述第1～第11实施例所述的液晶装置用作携带式电话的显示部72，则可以得到无论是反射型显示还是透射型显示都比以往明亮、且对比度高的电话机。

图28(b)示出手表，显示部74设在本体的中央73。手表用途中的重要的一点在于，要有高级感。如将上述第1～第11实施例所述的液晶用作手表的显示部，则不仅亮度和对比度高，而且，由于其特性很少随光的波长变化，所引起的着色也很少。因此，与以往的手表相比，可以得到非常有高级感的彩色显示。

图28(c)示出携带式信息设备，显示部76设在本体75的上侧，输入部77设在下侧。此外，在显示部76的前面还大多设有触摸键。由于通常的触摸键具有较强的表面反射，所以使显示很难看清。因此，以往即便是携带式也大多采用透射型液晶装置作为显示部。可是，透射型液晶装置，由于始终要使用背照灯，因而耗电量很大，电池寿命很短。在这种情况下，如果也将上述第1～第11实施例所述的液晶装置用作携带式信息设备的显示部76，则可以得到无论是反射型、半透反射型、或透射型都能进行明亮鲜艳的显示的携带式信息设备。

本发明的液晶装置，不限于上述各实施例，在不违反权利要求范围及从整个说明书读到的发明要点或思想的范围内，可以进行适当的变更，即使是进行了这种变更的液晶装置，也仍包括在本发明的技术范围内。

产业上的可应用性

本发明的液晶装置，可以用作在亮处或暗处都能进行明亮的高质量图象显示的各种显示用装置，并可以作为构成各种电子设备的显示部的液晶装置使用。此外，本发明的电子设备，可以用作采用上述液晶装置构成的液晶电视机、取景器型或监视器直观型磁带录像机、汽车导航装置、电子笔记本、台式电子计算机、字处理器、工作站、携带式电话、电视电话、POS终端、触摸式面板等使用。

Claims (48)

1.一种液晶装置，其特征在于，备有：一对透明的第1和第2衬底；夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层；在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上形成的透明电极；在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上形成的开有长方形狭缝的反射电极；及配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置。

2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，为以规定间隙按条形形成的多个电极，上述狭缝，在上述反射电极的纵向延伸。

3.根据权利要求2所述的液晶装置，其特征在于：上述透明电极，为沿着与上述反射电极交叉的方向以规定间隙按条形形成的多个电极，上述狭缝，延伸到与上述透明电极的间隙相对的位置。

4.根据权利要求2所述的液晶装置，其特征在于：上述狭缝，延伸跨过多个象素。

5.根据权利要求4所述的液晶装置，其特征在于：上述狭缝，延伸到图象显示区域以外。

6.根据权利要求2所述的液晶装置，其特征在于：上述狭缝的宽度与上述反射电极的间隙大体上相等。

7.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：上述狭缝的宽度，为4μm以下。

8.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：当上述透明电极和上述反射电极之间的大致中心位置的液晶分子的定向方向与上述狭缝的纵向所成的角度为ξ时，该角度的范围为-60°≤ξ≤+60°。

9.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：当上述反射电极近旁的液晶分子的定向方向与上述狭缝的纵向所成的角度为δ时，该角度的范围为-30°≤δ≤+30°。

10.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：非驱动时，为暗(黑)状态。

11.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面和上述第2衬底的上述液晶层一侧的面中的至少一个面上形成遮光层，使其至少部分地覆盖上述反射电极的间隙。

12.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：还备有配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片、及配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板。

13.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：还备有配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片、及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

14.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

15.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

16.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

17.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，凹凸不平。

18.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极由反射层和透明电极层的层叠体构成。

19.一种电子设备，其特征在于：备有权利要求1所述的液晶装置。

20.一种液晶装置，其特征在于，备有：一对透明的第1和第2衬底；夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层；在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上形成的透明电极；在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上形成的由半透反射层构成的反射电极；配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置；配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片；配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板；配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片；及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

21.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：非驱动时，为暗(黑)状态。

22.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面和上述第2衬底的上述液晶层一侧的面中的至少一个面上形成遮光层，使其至少部分地覆盖上述反射电极的间隙。

23.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

24.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

25.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

26.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极凹凸不平。

27.根据权利要求20所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极由反射层和透明电极层的层叠体构成。

28.一种电子设备，其特征在于：备有权利要求20所述的液晶装置。

29.一种液晶装置，其特征在于，备有：一对透明的第1和第2衬底；夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层；在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上彼此相隔规定间隙形成的多个反射电极；在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上，在与上述反射电极相对的位置及与上述反射电极的间隙相对的位置形成的透明电极；及配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置。

30.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，为按长条状形成的多个电极，当位于上述透明电极和上述反射电极之间的大致中心位置的液晶分子的定向方向与上述反射电极的纵向所成的角度为φ时，该角度的范围为-60°≤φ≤+60°。

31.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：当上述反射电极近旁的液晶分子的定向方向与上述反射电极的纵向所成的角度为φ时，该角度的范围为-30°≤φ≤+30°。

32.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：还备有配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片、及配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板。

33.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：还备有配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片、及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

34.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

35.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

36.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

37.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极凹凸不平。

38.根据权利要求29所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极由反射层和透明电极层的层叠体构成。

39.一种电子设备，其特征在于：备有权利要求29所述的液晶装置。

40.一种液晶装置，其特征在于，备有：半透反射型液晶板，具有一对透明的第1和第2衬底、夹持在该第1和第2衬底之间的液晶层、在上述第1衬底的上述液晶层一侧的面上形成的透明电极、在上述第2衬底的上述液晶层一侧的面上形成的由半透反射层构成的反射电极、配置在上述第2衬底的与上述液晶层相反一侧的照明装置；及驱动装置，用于驱动上述透明电极及反射电极；该液晶板在非驱动时为暗(黑)状态。

41.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述液晶板，还备有配置在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧的第1偏振片、及配置在上述第1衬底与上述第1偏振片之间的至少一个第1相位差板。

42.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述液晶板，还备有配置在上述第2衬底与上述照明装置之间的第2偏振片、及配置在上述第2衬底与上述第2偏振片之间的至少一个第2相位差板。

43.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极，含有95重量％以上的Al，且层厚为10nm以上、40nm以下。

44.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述液晶板，在上述反射电极与上述第1衬底之间，还备有滤色器。

45.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述液晶板，在上述第1衬底的与上述液晶层相反一侧，还备有散射板。

46.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极凹凸不平。

47.根据权利要求40所述的液晶装置，其特征在于：上述反射电极由反射层和透明电极层的层叠体构成。

48.一种电子设备，其特征在于：备有权利要求40所述的液晶装置。

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