CN1335943A - 反射型及半透射反射型液晶装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

反射型液晶装置,在第1基板(10)上的面向液晶的一侧,备有反射电极(14),另一方面,在第2基板(20)上的与液晶相反的一侧,备有第1相位差板(106)、第2相位差板(116)及偏振片(105)。液晶的扭曲角及Δnd,分别为230～260度及0.70μm～0.85μm。第1相位差板的Δnd,为150±50nm,第2相位差板的Δnd,为610±60nm。偏振片的透射轴或吸收轴与第2相位差板的光轴所成的角度,为10～35度,第1相位差板的光轴与第2相位差板的光轴所成的角度θ2,为30～60度。由此,可以进行明亮的高对比度的图象显示。

Description

反射型及半透射反射型液晶装置以及电子设备

技术领域

本发明涉及无源矩阵驱动方式等液晶装置及采用了该液晶装置的电子设备，详细地说，本发明涉及在基板的液晶面侧设有反射层及半透射反射层的内面反射方式的反射型液晶装置及半透射反射型液晶装置以及采用了这种液晶装置的电子设备。

背景技术

以往，由于不采用背照灯等光源而利用外部光进行显示的反射型液晶装置从降低电力消耗及小型轻量化等观点来看是有利的，所以特别适用于以携带性为主要因素的携带式电话、手表、电子记事簿、笔记本式个人计算机等携带式电子设备。在传统的反射型液晶装置的结构中，将液晶夹持在一对基板之间，同时由粘贴在液晶板背面侧的反射板反射从表面侧通过该液晶板及偏振片等入射的外部光。但是，在这种液晶装置中，从由基板等隔开的液晶到反射板的光路较长，所以，在显示图象上将产生视差，从而造成重影，另外，在彩色显示的情况下，由于各色光在上述长的光路上混合，因而极难进行高质量的图象显示。此外，外部光从入射到液晶板直到从反射板返回之间将发生衰减，因而基本上也很难进行明亮的显示。

因此，最近开发了一种使在位于与外部光入射侧相反的一侧的基板上形成的显示用电极还兼作反射板使用从而使反射位置接近液晶层的内面反射方式的反射型液晶装置。具体地说，在特开平8-114799号公报中公开了在基板上形成兼作反射板使用的象素电极的技术。

另一方面，在反射型液晶装置中，由于利用外部光才可以观察到显示，所以在暗的场所就不能看清显示了。因此，在实开昭57-049271号公报及特开平8-292413号公报中提出了在亮的场所与通常的反射型液晶装置一样利用外部光而在暗的场所可以利用内部光源观察显示的半透射反射型液晶装置。

但是，在这种液晶装置中，由于在液晶板的与观察侧相反的一侧的外表面上配置着半透射反射板及背照灯等并使透明基板介于液晶层与半透射反射板之间，所以将发生重影和图象模糊等。另外，当与滤色片组合时，存在着因视差而发生重影和图象模糊等从而不能得到充分的显示色彩的问题。因此，在特开平7-318929号公报中，提出了一种在液晶单元的内面设有兼作半透射反射膜使用的象素电极的半透射反射型液晶装置。

发明的公开

但是，按照特开平8-114799号公报所述的反射型液晶装置，要使亮度及对比度同时提高极为困难。特别是，在彩色显示的情况下，如为进行色校正而采用一片或多片相位差板(相位差薄膜)，则存在着在提高亮度及对比度的同时进行精确的色校正更加困难的问题。

另一方面，按照特开平7-318929号公报所述的半透射反射型液晶装置，在反射型显示时使亮度及对比度同时提高仍然极为困难。特别是，在彩色显示的情况下，如为进行色校正而采用一片或多片相位差板，则在反射型显示时存在着在提高亮度及对比度的同时进行精确的色校正更加困难的问题。

附带说一下，本专利申请人在特愿平10-160866号中虽然提出了一种新的半透射反射型液晶装置，但在该液晶装置中存在着特别是在反射型显示时不能得到足够的反射率因而使显示变暗的问题。

本发明是鉴于上述问题而开发的，作为其技术课题，提供一种可以使亮度及对比度同时提高的即使是彩色显示也能适用的反射型液晶装置、特别是在反射型显示时可以使亮度及对比度同时提高的即使是彩色显示也能适用的半透射反射型液晶装置以及备有包括上述反射型或半透射反射型液晶装置的液晶装置的电子设备。

为解决上述的技术课题，本发明的第1反射型液晶装置，备有第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的乘积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm或600±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为550±50nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为15～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为60～80度。

为解决上述的技术课题，本发明的第2反射型液晶装置，备有第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的乘积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为610±60nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为10～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为30～60度。

按照本发明的第1及第2反射型液晶装置，从偏振片侧入射的外部光，通过偏振片、透明的第2基板及液晶后由设在第1基板上的反射电极层反射，并再次通过液晶、第2基板及偏振片而从偏振片侧射出。因此，例如通过用设在第1基板上的反射电极层(反射电极)与设在第2基板上的透明电极(对置电极)之间的电场控制液晶的取向状态，可以控制由反射电极层反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。按照这种方式，由于在偏振片与反射板之间存在着透明基板，所以不会发生重影和显示模糊等，从而即使在彩色化的情况下也能得到充分的显示色彩。另外，通过使用配置在偏振片与第2基板之间的第1和第2相位差板这两个相位差板，还可以很容易且精确地进行色校正。而所谓反射电极层，是指兼有反射功能及电极功能的单层或多层膜。

这里，液晶的扭曲角为230～260度，所以能够实现例如「10」以上的高对比度。同时，液晶的Δnd，其最小值在0.85μm以下且其最大值在0.70μm以上，所以，可以在装置规格上所要求的较宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为单调变化(即，单调增加或单调减小)，因而还能进行精确的灰度等级显示。

另外，在第1反射型液晶装置的情况下，第1相位差板的Δnd为150±50nm或600±50nm(即，100～200nm或550～650nm)，第2相位差板的Δnd为550±50nm(即，500～600nm)，所以能有效地避免发生黑色显示带有红色或蓝色等的情况。除此之外，角度θ1(即，偏振片的透射轴或吸收轴与第2相位差板的光轴所成角度)为15～35度，角度θ2(即，第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成角度)为60～80度，所以能使亮度及对比度同时提高，而且，由于使用2个相位差板，因而可以在进行彩色显示或黑白显示时实现能精确地进行色校正的高质量的反射型显示。

另一方面，在第2反射型液晶装置的情况下，第1相位差板的Δnd为150±50nm(即，100～200nm)，第2相位差板的Δnd为610±60nm(即，550～670nm)，所以能有效地避免发生黑色显示带有红色或蓝色等的情况。除此之外，角度θ1为10～35度，角度θ2为30～60度，所以能使亮度及对比度同时提高，而且，由于使用2个相位差板，因而可以在进行彩色显示或黑白显示时实现能精确地进行色校正的高质量的反射型显示。

在本发明的第1或第2反射型液晶装置的一种形态中，上述液晶的Δnd，为0.70μm～0.85μm。

按照这种形态，由于上述液晶的Δnd为0.70μm～0.85μm(即，液晶Δnd的最小值在0.70μm以上且液晶Δnd的最大值在0.85μm以下)，所以可以在装置规格上所要求的宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率变化为更为良好的单调变化，因而还能进行非常精确的灰度等级显示。

在本发明的第1及第2反射型液晶装置中，特别是，如果液晶的层厚d在图象显示区域内或各象素的孔径区域内保持一定，则在液晶的Δnd为上述的0.70μm～0.85μm的条件下，可以获得非常良好的结果(即，上述良好的透射率变化及灰度等级显示)。但是，例如当在设计上有意或无意地在反射电极层的表面上形成凹凸从而使液晶的层厚d在各象素内的整个区域上不能保持一定时，将很难或不可能在各象素内的整个区域上将上述液晶的Δnd的范围设定为0.70μm～0.85μm。在这种情况下，如上所述，如将液晶的Δnd设定为使其最小值在0.85μm以下且其最大值在0.70μm以上，则在实用上可以取得十分良好的结果(即，上述良好的透射率变化及灰度等级显示)。

在本发明的第1或第2反射型液晶装置的另一种形态中，在上述第1基板或上述第2基板的液晶侧的面上备有滤色片。

按照这种形态，可以用反射电极层控制液晶的取向状态，从而控制由反射电极层反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。另外，由于反射光通过滤色片进行反射，所以可进行彩色的反射型显示。这时，通过使用配置在偏振片与第2基板之间的两个相位差板，还可以很容易且精确地进行色校正。其结果是，能使亮度及对比度同时提高，而且可以进行色再现性高的高质量的彩色反射型显示。

在本发明的第1或第2反射型液晶装置的另一种形态中，上述反射电极层，由单一层的反射电极构成。

按照这种形态，可以用设在第1基板上的反射电极控制液晶的取向状态，从而控制由反射电极反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。另外，这种反射电极，例如由Al(铝)等金属膜形成即可。

或者，在本发明的第1或第2反射型液晶装置的另一种形态中，上述反射电极层，具有包含反射膜、配置在该反射膜上的透明绝缘膜、配置在该绝缘膜上的透明电极的层叠结构。

按照这种形态，可以用层叠在第1基板上的透明电极控制液晶的取向状态，从而控制由反射膜反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。另外，这种透明电极，例如由ITO(铟锡氧化物)膜形成即可，绝缘膜，例如可以将氧化硅作为主要成分形成。另一方面，反射膜，例如由Al等金属膜形成即可。

在本发明的第1或第2反射型液晶装置的另一种形态中，以正常黑色模式进行无源矩阵驱动。

按照这种形态，例如采用STN液晶并利用正常黑色模式的无源矩阵驱动方式，可以实现亮度及对比度高且在进行彩色显示时能精确地进行色校正的高质量的反射型显示。

在本发明的第1或第2反射型液晶装置的另一种形态中，在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的表面上形成凹凸。

按照这种形态，通过液晶后被反射的外部光，由通过在基板的凹凸表面上形成而被形成凹凸状的反射电极层进行反射，所以，通过控制凹凸的尺寸和形状等即可获得最佳的反射特性。因此，最终可以进行更为明亮的高质量的显示。另外，作为这种凹凸的形成方法，例如，可以采用在第1基板的表面上形成凹凸状的方法，也可以采用在平坦的第1基板的表面上形成凹凸膜的方法。进一步，还可以在平坦的第1基板的表面上将反射电极层本身形成凹凸状。

为解决上述课题，本发明的第1半透射反射型液晶装置，备有透明的第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、设在上述第1基板的与上述液晶相反一侧的光源、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的半透射反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm或600±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为550±50nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为15～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为60～80度。

为解决上述课题，本发明的第2半透射反射型液晶装置，备有透明的第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、设在上述第1基板的与上述液晶相反一侧的光源、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的半透射反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为610±60nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为10～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为30～60度。

按照本发明的第1及第2半透射反射型液晶装置，在反射型显示时，从偏振片侧入射的外部光，通过偏振片、透明的第2基板及液晶后由设在第1基板上的半透射反射电极层反射，并再次通过液晶、第2基板及偏振片而从偏振片侧射出。因此，例如通过用设在第1基板上的半透射反射电极层(半透射反射电极)与设在第2基板上的透明电极(对置电极)之间的电场控制液晶的取向状态，可以控制由半透射反射电极层反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。按照这种方式，由于在偏振片与反射板之间存在着透明基板，所以不会发生重影和显示模糊等，从而即使在彩色化的情况下也能得到充分的显示色彩。另外，通过使用配置在偏振片与第2基板之间的第1和第2相位差板这两个相位差板，还可以很容易且精确地进行色校正。而所谓半透射反射电极层，是指兼有半透射反射功能及电极功能的单层或多层膜。

另一方面，在透射型显示时，从光源发出后从第1基板透过半透射反射电极层的透射区域的光源光，通过液晶、第2基板及偏振片而从偏振片侧射出。因此，例如，如果在第1基板与光源之间配置另一个偏振片，使其透射轴及吸收轴与第2基板上的偏振片之间构成规定的关系，则通过用设在第1基板上的半透射反射电极层(半透射反射电极)与设在第2基板上的透明电极(对置电极)之间的电场控制液晶的取向状态，可以控制透过半透射反射电极层后通过液晶而作为显示光射出的光源光的强度。

这里，液晶的扭曲角为230～260度，所以能够实现例如「10」以上的高对比度。同时，液晶的Δnd，其最小值在0.85μm以下且其最大值在0.70μm以上，所以，可以在装置规格上所要求的较宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为单调变化(即，单调增加或单调减小)，因而还能进行精确的灰度等级显示。

另外，在第1半透射反射型液晶装置的情况下，第1相位差板的Δnd为150±50nm或600±50nm(即，100～200nm或550～650nm)，第2相位差板的Δnd为550±50nm(即，500～600nm)，所以能有效地避免发生黑色显示带有红色或蓝色等的情况。除此之外，角度θ1(即，偏振片的透射轴或吸收轴与第2相位差板的光轴所成角度)为15～35度，角度θ2(即，第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成角度)为60～80度，所以能使亮度及对比度同时提高，而且，由于使用2个相位差板，因而可以在进行彩色显示或黑白显示时实现能精确地进行色校正的高质量的反射型显示。

另一方面，在第2半透射反射型液晶装置的情况下，第1相位差板的Δnd为150±50nm(即，100～200nm)，第2相位差板的Δnd为610±60nm(即，550～670nm)，所以能有效地避免发生黑色显示带有红色或蓝色等的情况。除此之外，角度θ1为10～35度，角度θ2为30～60度，所以能使亮度及对比度同时提高，而且，由于使用2个相位差板，因而可以在进行彩色显示或黑白显示时实现能精确地进行色校正的高质量的反射型显示。

在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的一种形态中，上述液晶的Δnd，为0.70μm～0.85μm。

按照这种形态，由于上述液晶的Δnd为0.70μm～0.85μm(即，液晶Δnd的最小值在0.70μm以上且液晶Δnd的最大值在0.85μm以下)，所以可以在装置规格上所要求的宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为更为良好的单调变化，因而还能进行非常精确的灰度等级显示。

在本发明的第1及第2反射型液晶装置中，特别是，如果液晶的层厚d在图象显示区域内或各象素的孔径区域内保持一定，则在液晶的Δnd为上述的0.70μm～0.85μm的条件下，可以获得非常良好的结果。但是，当液晶的层厚d在各象素内的整个区域上不能保持一定时，将很难或不可能在各象素内的整个区域上将上述液晶的Δnd的范围设定为0.70μm～0.85μm。在这种情况下，如上所述，如将液晶的Δnd设定为使其最小值在0.85μm以下且其最大值在0.70μm以上，则在实用上可以取得十分良好的结果。

在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的另一种形态中，在上述第1基板或上述第2基板的液晶侧的面上备有滤色片。

按照这种形态，在反射型显示时，可以用设在第1基板上的半透射反射电极层控制液晶的取向状态，从而控制由半透射反射电极层反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。另外，由于反射光通过滤色片进行反射，所以可进行彩色的反射型显示。另一方面，在透射型显示时，通过用设在第1基板上的半透射反射电极层控制液晶的取向状态，可以控制透过半透射反射电极层后通过液晶而作为显示光射出的光源光的强度。另外，由于光源光通过滤色片射出，所以可进行彩色的透射型显示。其结果是，能使亮度及对比度同时提高，而且可以进行色再现性高的高质量的彩色显示。

在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的另一种形态中，上述半透射反射电极层，由形成有狭缝的反射层构成。

按照这种形态，通过用设在第1基板上的形成有狭缝的反射层控制液晶的取向状态，在反射型显示时，可以控制由反射电板反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。在透射型显示时，可以控制透过狭缝后通过液晶而作为显示光射出的光源光的强度。另外，这种反射电极，例如由Al等金属膜形成即可。而作为半透射反射电极层，除了上述的形成有狭缝的反射层以外，例如，可以是从垂直于第2基板的方向沿平面看去彼此分断从而能使光从间隙透过的反射层，也可以是设有能使光透过的规则或不规则的多个开孔部的反射层。

在这种形态中，上述狭缝的宽度，可以是3～20μm。

按照上述结构，无论是反射型显示时或是透射型显示时，都可以进行明亮的高对比度的显示。

或者，在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的另一种形态中，上述半透射反射电极层，具有包含半透射反射膜、配置在该半透射反射膜上的透明绝缘膜、配置在该绝缘膜上的透明电极的层叠结构。

按照这种形态，通过用层叠在第1基板的半透射反射膜上的透明电极控制液晶的取向状态，在反射型显示时，可以控制由半透射反射膜反射后通过液晶而作为显示光射出的外部光的强度。在透射型显示时，可以控制透过半透射反射膜及透明电极后通过液晶而作为显示光射出的光源光的强度。另外，这种透明电极，例如由ITO膜形成即可，绝缘膜，例如可以将氧化硅作为主要成分形成。另一方面，上述半透射反射膜，例如由设有狭缝或开孔部的Al等金属膜形成即可。

在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的另一种形态中，以正常黑色模式进行无源矩阵驱动。

按照这种形态，例如采用STN液晶并利用正常黑色模式的无源矩阵驱动方式，可以实现亮度及对比度高且在进行彩色显示或黑白显示时能精确地进行色校正的高质量的反射型显示。

在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的另一种形态中，还备有配置在上述第1基板与上述光源之间的另一个偏振片及配置在上述第1基板与上述另一个偏振片之间的另一个相位差板。

按照这种形态，如果将两个偏振片配置成使第2基板侧的偏振片的透射轴与第1基板侧的偏振片的透射轴具有规定关系，那么，在透射型显示时，通过施加电压而改变液晶的取向状态，即可对从第2基板侧的偏振片射出的光源光(透射光)进行调制。进一步，利用第2基板侧的另一个相位差板，可以比较容易地进行透射型显示时的色校正。

在本发明的第1或第2半透射反射型液晶装置的另一种形态中，在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的表面上形成凹凸。

按照这种形态，通过液晶后被反射的外部光，由通过在基板的凹凸表面上形成而被形成凹凸状的半透射反射电极层进行反射，所以，通过控制凹凸的尺寸和形状等即可获得最佳的反射特性。因此，最终可以进行更为明亮的高质量的显示。另外，作为这种凹凸的形成方法，例如，可以采用在第1基板的表面上形成凹凸状的方法，也可以采用在平坦的第1基板的表面上形成凹凸膜的方法。进一步，还可以在平坦的第1基板的表面上将半透射反射电极层本身形成凹凸状。

为解决上述课题，本发明的电子设备，备有上述的本发明的第1或第2反射型液晶装置或者第1或第2半透射反射型液晶装置(也包含与这些装置有关的各种形态)。

按照本发明的电子设备，可以实现应用了不会发生重影和显示模糊从而可以进行明亮的高对比度反射型显示的反射型显示装置或在显示时可以切换明亮的高对比度反射型显示和透射型显示的半透射反射型显示装置的携带式电话、手表、电子记事簿、笔记本式个人计算机等各种电子设备。

从以下说明的实施形态可以清楚地看出本发明的上述作用及其他优点。

附图的简单说明

图1是表示为了方便而将在对置基板上形成的滤色片除去后从对置基板侧观察作为用于实施本发明的最佳形态的第1实施例的无源矩阵驱动方式的反射型液晶装置的情况的示意平面图。

图2是将滤色片包括在内而示出图1的A-A′断面的反射型液晶装置的示意断面图。

图3是第1实施例的反射型液晶装置的局部透视图。

图4是表示基于第1实施例的具体例1～具体例6的参数设定及亮度和对比度的表。

图5是在基板表面上以图解方式表示按第1实施例的参数设定的各种角度的关系的一例的说明图。

图6是表示第1实施例中以正常黑色模式驱动时与液晶施加电压对应的反射率特性的特性图。

图7是表示基于第1实施例的具体例7～具体例12的参数设定及亮度和对比度的表。

图8是作为用于实施本发明的最佳形态的第3实施例的无源矩阵驱动方式的反射型液晶装置的断面图。

图9是作为用于实施本发明的最佳形态的第4实施例的无源矩阵驱动方式的反射型液晶装置的断面图。

图10是作为用于实施本发明的最佳形态的第5实施例的反射型液晶装置的反射电极附近的断面图。

图11是图10所示的第5实施例的反射电极的平面图。

图12是图10所示的第5实施例的反射电极的透视图。

图13是作为用于实施本发明的最佳形态的第6实施例的无源矩阵驱动方式的半透射反射型液晶装置的断面图。

图14是第6实施例的半透射反射型液晶装置的局部透视图。

图15是表示第6实施例的设在半透射反射层上的狭缝和开孔部的各种具体例的放大平面图。

图16是作为用于实施本发明的最佳形态的第8实施例的无源矩阵驱动方式的半透射反射型液晶装置的断面图。

图17是作为用于实施本发明的最佳形态的第9实施例的无源矩阵驱动方式的半透射反射型液晶装置的断面图。

图18是作为用于实施本发明的最佳形态的第10实施例的半透射反射型液晶装置的半透射反射电极附近的断面图。

图19是图18所示的第10实施例的半透射反射电极的平面图。

图20是图18所示的第10实施例的半透射反射电极的透视图。

图21是作为用于实施本发明的最佳形态的第11实施例的无源矩阵驱动方式的反射型液晶装置的示意平面图。

图22是图21的A-A′断面图。

图23是表示第11实施例的反射型液晶装置的反射电极及滤色片的结构的局部透视图。

图24是作为用于实施本发明的最佳形态的第12实施例的各种电子设备的外观图。

用于实施发明的最佳形态

以下，根据附图按每个实施例依次说明用于实施本发明的最佳形态

以下，根据附图说明说明本发明的实施例。

(第1实施例)

首先，参照图1～图3说明本发明第1实施例的反射型液晶装置的结构。第1实施例，将本发明应用于无源矩阵驱动方式的反射型液晶装置。图1是表示为了方便而将在对置基板上形成的滤色片除去后从对置基板侧观察该反射型液晶装置的情况的示意平面图，图2是将滤色片包括在内而示出图1的A-A′断面的反射型液晶装置的示意断面图，图3是该反射型液晶装置的局部透视图。此外，在图1中，为便于说明而示意地示出纵横各6个带状电极，但实际上存在着多个电极，在图2中，为了使各层和各构件的大小在图面上达到可识别的程度，将各层和各构件按不同的缩小比例尺示出。另外，在图3中，将纵横各3个带状电极的有关部分放大后示出。

这里，在图1～图3中，第1实施例的反射型液晶装置，备有第1基板10、与第1基板10相对配置的透明的第2基板20、夹持在第1基板10和第2基板20之间的液晶层50、配置在第1基板10的与第2基板20相对一侧(即，图2中的上侧表面)的多个带状反射电极14、配置在反射电极14上的取向膜15。反射型液晶装置，在结构上备有配置在第2基板20的与第1基板10相对一侧(即，图2中的下侧表面)上的滤色片23、配置在滤色片23上的滤色片平整膜24、在滤色片平整膜24上以与反射电极14相互交叉的方式配置的多个带状透明电极21、配置在透明电极21上的取向膜25。此外，滤色片23的位置，也可以在反射电极14与第1基板10之间形成。另外，滤色片23，按对应于反射电极14与透明电极21相互交叉的各平面区域的每个象素以规定的顺序排列着RGB(红绿蓝)的各色部分(参照图3)。

第1基板10及第2基板20，在液晶层50的周围，用密封材料31粘合(参照图1和图2)，液晶层50，用密封材料31及封接材料32封入到第1基板10和第2基板20之间。进一步，反射型液晶装置，在第2基板20的与液晶层50相反的一侧还备有偏振片105、第1相位差板106及第2相位差板116。

由于对第1基板10不要求具有透明性，所以例如石英基板、半导体基板都可以使用，但对第2基板20则要求对可见光是透明或至少是半透明的，所以例如可采用玻璃基板或石英基板等。

反射电极14，例如由以Al为主要成分的反射膜构成，可用蒸镀或溅射法等形成。另一方面，透明电极21，例如由ITO膜等透明导电性薄膜构成。

取向膜15和25，分别由聚酰亚胺等有机薄膜构成，可用旋转镀膜或快速印刷法形成，并进行研磨处理等规定的取向处理。

液晶层50，在反射电极14和透明电极21之间未施加电场的状态下由取向膜15和25确定为规定的取向状态。液晶层50，例如由将一种或多种向列液晶混合后的STN液晶构成。

密封材料31，例如为由光固化性树脂或热固化树脂构成的粘接材料。特别是，当该反射型液晶装置是对角为大约几英寸以下的小型装置时，在密封材料中混入用于使两基板间的距离保持规定值的玻璃纤维或玻璃珠等间隙材料(间隔材)。但是，当该反射型液晶装置是对角为大约几英寸～10英寸或10英寸以上的大型装置时，也可以将这种间隙材料混入液晶层50内。此外，封接材料32，由树脂性粘接材料等构成，用于在真空状态下将液晶通过密封材料31上的注入口注入后封堵该注入口。

滤色片23，由按每个象素分别透过蓝色(B)光、绿色(G)光、红色(R)光的着色材料膜构成，并采用Δ型排列、带状排列、嵌拼式排列、V形排列等排列方式。此外，在各象素的边界上形成被称作黑掩模或黑底的遮光膜，由此，可以防止各象素间的混色。

另外，图1和图2中省略了与密封材料52的内侧平行的例如用与滤色片23中的遮光膜相同或不同的材料形成的边框，该边框用于限定图象显示区域的周边。这种边框，可以在第1基板10侧或第2基板20侧的任何一侧形成或在两方都形成。或者，这种边框，也可以由装入反射型液晶装置的遮光性壳体的边缘限定。

在第1实施例中，特别是，将由STN液晶构成的液晶层50的扭曲角θt限定为230～260度，液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的乘积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上(但是，当然要将该最小值设定为小于该最大值)。上述扭曲角θt，可以根据对取向膜15及取向膜25的研磨方向以高精度规定。第1相位差板106的Δnd，为150±50nm或600±50nm，第2相位差板116的Δnd，为550±50nm。偏振片105的透射轴或吸收轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ1，为15～35度，第1相位差板106的光轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ2，为60～80度。因此，按照第1实施例的反射型液晶装置，可以提高对波长550nm左右的光的反射率，因而能进行明亮的高对比度的反射型彩色显示。进一步，通过使用两个相位差板，还可以比较容易且精确地进行色校正，特别是还可以进行完美的黑色显示或白色显示(即，几乎不带有红、蓝、绿等的黑色显示或白色显示)。

另外，液晶的Δnd，由于其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，所以可以在装置规格上所要求的较宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为单调变化(例如，在正常黑色显示时为单调增加，在正常白色显示时为单调减小)，因而还能进行精确的彩色灰度等级显示。然而，上述液晶的Δnd，虽然其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，但在本实施例中，特别是，由于限定着液晶层厚的两基板的最上层表面(即取向膜15或作为其基底的反射电极14的表面)是平整的面，所以液晶的Δnd只简单地设定为0.70μm～0.85μm即可。另一方面，如后文的实施例所述，当限定着液晶层厚度的两基板的最上层表面上有凹凸时(参照第3和第4实施例)，很难或不可能在各象素内的整个区域上将上述液晶的Δnd设定为0.70μm～0.85μm，所以，在这种情况下，可以如上所述将液晶的Δnd设定为使其最小值在0.85μm以下且其最大值在0.70μm以上。

以下，参照图2说明按如上所述方式构成的第1实施例的反射型液晶装置的动作。该反射型液晶装置，以正常黑色模式的无源矩阵驱动方式进行驱动。

在图2中，从偏振片105一侧(即，图2中的上侧)入射的外部光，通过偏振片105、透明的第2基板20及液晶层50后由设在第1基板10上的反射电极14反射，并再次通过液晶层50、第2基板20及偏振片105而从偏振片105侧射出。这里，当从外部电路按规定的时序向反射电极14及透明电极21供给图象信号及扫描信号时，将按每行或每列、或者按每个象素对反射电极14与透明电极21相互交叉部位的液晶层50部分依次施加电场。因此，可以由该施加电压以各象素为单位控制液晶层50的取向状态，从而能以各象素为单位对从透射轴及吸收轴固定的偏振片105透过的光量进行调制，并可以进行彩色的灰度等级显示。

按照上述的本实施例，与由设在第1基板外侧的反射板进行反射的传统的反射型液晶装置相比，由于在液晶层与反射板之间存在着透明基板，所以不会发生重影和显示模糊等，从而即使在彩色化的情况下也能得到充分的显示色彩。而且，按照本实施例，由第1基板10的上侧的反射电极14反射外部光，所以，能使光路缩短，从而使显示图象的视差相应地减低，同时也提高了显示图象的亮度。另外，特别是，液晶层50的扭曲角θt、角度θ1和角度θ2以及液晶的Δnd、第1相位差板106的Δnd及第2相位差板116的Δnd，分别设定在上述的规定范围内，所以可以按照正常黑色模式实现明亮且具有高对比度的彩色显示。

在以上所说明的第1实施例中，也可以将安装在例如TAB(TapeAutomated bonding：带式自动粘结)基板上的按规定时序向反射电极14及透明电极21供给图象信号及扫描信号的包含数据线驱动电路及扫描线驱动电路的驱动用LSI通过各向异性导电薄膜以电气和机械方式连接于反射电极14的引向第1基板10上的端子区域的端子部及透明电极21的引向第2基板10上的端子区域的端子部。或者，也可以在密封材料31外侧的第1基板10或第2基板20的周边区域上形成上述的数据线驱动电路及扫描线驱动电路，从而构成为所谓的内装驱动电路型的反射型液晶装置。进一步，还可以形成用于检查制造过程中或出厂时该液晶装置的质量、缺陷等的检查电路等，从而构成为所谓的内装外围电路型的反射型液晶装置。

此外，在第1实施例中，除无源驱动方式以外，也可以采用TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)有源驱动方式、TFD(ThinFilm Diode：薄膜二极管)有源驱动方式、段驱动方式等众所周知的各种驱动方式。另外，在第2基板20上，根据驱动方式形成适当的多个带状或段状的透明电极，或在第2基板20的几乎整个表面上形成透明电极。或者，也可以不在第2基板20上设置对置电极，而是由第1基板10上的相邻反射电极14之间的与基板平行的横向电场进行驱动。另外，也可以采用正常白色模式，而不限于正常黑色模式。进一步，也可以在第2基板20上以与象素一一对应的方式形成微型透镜。按照这种结构，可以提高入射光的聚光效应，从而能实现明亮的液晶装置。另外，还可以通过在第2基板20上淀积若干层的折射率不同的干涉层，形成利用光的干涉而生成RGB色的二向色滤光片。如采用带有该二向色滤光片的对置基板，则可以实现更明亮的彩色液晶装置。

另外，在如图2所示的第1实施例中，由以Al为主要成分的单一层构成反射电极14，所以能以比较容易的制造工艺且较低的成本提高反射率。但是，将Ag(银)或Cr(铬)等其他金属作为反射电极14的主要成分，也可以获得如上所述的第1实施例的效果。

这里，参照图4～图6说明基于第1实施例的各具体例。图4是将具体例1～具体例6中的上述液晶层50的扭曲角θt、液晶层50的Δnd、第2相位差板116的延迟Δnd(在图4的表中，记为R2Δnd。Δn为相位差板的光学各向异性，d为相位差板的厚度)、第1相位差板106的延迟Δnd(在图4的表中，记为R1Δnd)、角度θ1和角度θ2与反射型显示时的亮度(反射率)及对比度一起示出的表。

具体例1～具体例3，是以正常黑色模式按1/120负载和1/13偏置驱动的例，具体例4～具体例6，是以正常黑色模式按1/240负载和1/13偏置驱动的例，

例如，如图5所示，如根据各具体例中的各角度θ1、θ2和θt的设定从外部光的入射侧起分别设定偏振片105的吸收轴的方向A1、第2相位差板116的滞后轴的方向A2、第1相位差板106的滞后轴的方向A3、取向膜25的研磨方向A4及取向膜25的研磨方向A5，则可以获得高反射率(约24％～32％)，同时可以获得高对比度(约11～19)。此外，在图5中，以带状反射电极14的延伸方向为x方向(横向)，以带状透明电极21的延伸方向为y方向(纵向)。

另外，如图6所示，当以正常黑色模式按1/120负载和1/13偏置驱动采用了如上所述的参数设定的反射型液晶装置时，可以得到例如随着液晶施加电压增加到约2.0V～约2.2V其反射率从大约0％平滑地单调增加到大约60％的最大值的特性。

从图4～图6可以清楚地看出，按照上述的第1实施例，在设定了液晶层50的扭曲角θt、液晶层50的Δnd、第2相位差板116的R2Δnd、第1相位差板106的R1Δnd、角度θ1和角度θ2的各具体例1～具体例6中，由于可以获得超过20％的高反射率，所以可以得到在视觉上感到非常明亮的反射型显示。同时，可以获得超过10的高对比度的显示，并且，由于具有与液晶施加电压对应的良好的反射率增加特性，因而还可以进行高质量的灰度等级显示。

另外，在包括本实施例的本发明的各实施例中，第1相位差板106及第2相位差板116，最好分别由双轴性相位差板构成，并满足条件Nx＞Nz＞Ny(其中，Nx：X轴方向的折射率，Nz：Z轴方向的折射率，Ny：Y轴方向的折射率)。按照这种结构，可以扩大视角。但是，即使该第1相位差板106及第2相位差板116由单轴性相位差板构成，也可以取得本实施例的效果。

(第2实施例)

以下，参照图7说明本发明第2实施例的反射型液晶装置。本发明第2实施例中的第1相位差板106、第2相位差板116及偏振片105的参数设定，与第1实施例不同，其他结构和动作，与图1～图3所示的第1实施例相同。

即，第2实施例，首先，与第1实施例一样，将由STN液晶构成的液晶层50的扭曲角θt限定为230～260度，液晶层50的Δnd，也与第1实施例一样，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上。

其次，在第2实施例中，与第1实施例不同，第1相位差板106的Δnd，为150±50nm，第2相位差板116的Δnd，为610±60nm，偏振片105的透射轴或吸收轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ1，为10～35度，第1相位差板106的光轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ2，为30～60度。因此，按照第2实施例的反射型液晶装置，可以提高对波长550nm左右的光的反射率，因而能进行明亮的高对比度的反射型彩色显示。进一步，通过使用两个相位差板，还可以比较容易且精确地进行色校正，特别是还可以进行完美的黑色显示或白色显示(即，几乎不带有红、蓝、绿等的黑色显示或白色显示)。

另外，在第2实施例中，与第1实施例的情况一样，液晶的Δnd，由于其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，所以可以在装置规格上所要求的较宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为单调变化，因而还能进行精确的彩色灰度等级显示。

这里，参照图7说明基于第2实施例的各具体例。图7是将具体例7～具体例12中的上述液晶层50的扭曲角θt、液晶层50的Δnd、第2相位差板116的Δnd(在图3的表中，记为R2Δnd)、第1相位差板106的Δnd(在图3的表中，记为R1Δnd)、角度θ1和角度θ2与反射型显示时的亮度(反射率)及对比度一起示出的表。图7所示的具体例7～具体例12，是以正常黑色模式按1/120负载和1/13偏置驱动的例。

从图7可以清楚地看出，按照上述的第2实施例，在设定了液晶层50的扭曲角θt、液晶层50的Δnd、第2相位差板116的R2Δnd、第1相位差板106的R1Δnd、角度θ1和角度θ2的各具体例7～具体例12中，都可以获得超过30％的高反射率。即，可以得到在视觉上感到非常明亮的反射型显示。同时，可以获得超过「10」的高对比度的显示。

(第3实施例)

以下，参照图8说明本发明第3实施例的反射型液晶装置。此外，在图8所示的第3实施例中，对与图1～图3中示出的第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

在第3实施例中，与第1或第2实施例相比，其不同点在于，在第1基板10的表面上形成凹凸，因而使反射电极14及取向膜15也随之而形成凹凸，另外，液晶层50的层厚d在各象素内随位置不同而稍有变化，其他结构，与第1或第2实施例相同。

在上述第3实施例中，由于采用在表面上形成了凹凸的第1基板10′，所以使反射电极14的面向液晶层50的表面为凹凸面，因而观察到的是散射面(白色面)而无镜面感。此外，凹凸所引起的散射可使视角扩大。该凹凸的形状，可以通过用氢氟酸使基板本身变得粗糙不平等以比较简单的方法形成。在第3实施例中，与第1或第2实施例一样，将液晶的Δnd设定为其最小值(凸部的值)在0.85μm以下、且其最大值(凹部的值)在0.70μm以上。此外，从防止液晶的取向不良的观点考虑，最好在反射电极14的凹凸表面上形成透明的平整膜，从而使面向液晶层50的表面(形成取向膜15的表面)平整化。

(第4实施例)

以下，参照图9说明本发明第4实施例的反射型液晶装置。此外，在图9所示的第4实施例中，对与图1～图3中示出的第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

在第4实施例中，与第1或第2实施例相比，其不同点在于，在第1基板10的表面上形成凹凸膜10u，因而使反射电极14及取向膜15也随之而形成凹凸，另外，液晶层50的层厚d在各象素内随位置不同而稍有变化，其他结构，与第1或第2实施例相同。

在上述第4实施例中，由于在第1基板10上形成凹凸膜10u，所以，与第3实施例的情况一样，使反射电极14的面向液晶层50的表面为凹凸面，因而观察到的是散射面(白色面)而无镜面感。此外，凹凸所引起的散射可使视角扩大。上述的凹凸膜10u，可以通过在反射电极14的底下层叠感光性丙烯树脂等以比较简单的方法形成。

(第5实施例)

以下，参照图10～图12说明本发明第5实施例的反射型液晶装置。其中，图10是表示第5实施例的反射电极14′的层叠结构的断面图，图11是其平面图，图12是其透视图。此外，在图10～图12所示的第5实施例中，对与图1～图3中示出的第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

如图10～图12所示，在第5实施例中，与第1～第4实施例中的由单一层构成的反射电极14不同，其反射电极14′具有包含带状反射膜141、配置在该反射膜141上的透明绝缘膜142、配置在该绝缘膜142上的带状透明电极143的层叠结构，其他结构与第1～第4实施例中的任何一个实施例相同。按照这种结构，通过用由层叠在第1基板10上的IT0膜等构成的透明电极143控制液晶层50的取向状态，可以控制由Al膜等构成的反射膜141反射后通过液晶层50而作为显示光射出的外部光的强度。这时的绝缘膜142，例如以氧化硅为主要成分形成即可。

(第6实施例)

以下，参照图13～图15说明本发明第6实施例的半透射反射型液晶装置。第6实施例，将本发明应用于半透射反射型液晶装置。这里，图13是表示第2实施例结构的示意断面图，但对与图2中示出的第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

在图13和图14中，第6实施例的半透射反射型液晶装置，代替第1实施例中的反射电极14，备有半透射反射电极214，同时，除第1实施例的结构外，在第1基板10的与液晶层50相反的一侧，还备有偏振片107及相位差板108。进一步，在偏振片107的外侧，备有荧光管119、及用于将来自荧光管119的光从偏振片107导向液晶板内的导光板108。至于其他结构，则与第1实施例的情况相同。

半透射反射电极214，由Ag或Al等金属构成，并备有狭缝或开孔部等。因此，半透射反射电极214，一方面反射从第2基板20侧入射的光，而另一方面使来自第1基板10侧的光源光透过。

这里，参照图15说明半透射反射电极214的狭缝或开孔部的各种具体例。

如图15(a)所示，可以按每个象素在4个角部配置4个矩形狭缝，也可以如图15(b)所示按每个象素沿横向并排配置5个矩形狭缝，也可以如图15(c)所示按每个象素离散地配置多个圆形开孔(例如，直径2μm的开孔)，还可以如图15(d)所示按每个象素配置1个较大的矩形狭缝。上述开孔部，可以很容易地按照采用光致抗蚀剂的光刻工序/显像工序/剥离工序制作。开孔部的平面形状，除图中所示以外，也可以是正方形，或者可以是多角形、椭圆形、不规则形，也可以是横跨多个象素延伸的狭缝状。此外，也可以在形成反射层的同时形成开孔部，按照这种方式，将不会使制造工序数增加。特别是，在如图15(a)、(b)、(d)所示的狭缝的情况下，狭缝的宽度，最好大约为3～20μm。按照这种结构，无论是反射型显示时或是透射型显示时，都可以进行明亮的高对比度的显示。此外，除设置上述狭缝或开孔部以外，例如，还可以是从垂直于第2基板20的方向沿平面看去彼此分断从而能使光从间隙透过的单一层的半透射反射电极214。

回到图13进行说明。在图13中，与荧光管119一起构成背照灯的导光板118，是在整个背面上形成用于散射的粗糙面或形成用于散射的印刷层的丙烯树脂板等的透明体，以其端面接受用作光源的荧光管119的光，并从图中的上表面发射出基本均匀的光。

另外，作为在透射型显示时点亮的光源，LED(Light EmittingDiode：发光二极管)元件、或EL(Electro-Luminescence：电致发光)元件等适用于小型的液晶装置，而通过导光板从侧面导入光的荧光管119等，则适用于大型的液晶装置。为了有效地利用光。还可以在第1基板10与导光板108之间配置反射偏振器。

在上述的第6实施例中，在液晶单元的上侧，配置着偏振片105、第1相位差板106及第2相位差板116，在液晶单元的下侧，配置着偏振片107及相位差板108，所以在反射型显示及透射型显示的任何一种情况下，都可以进行良好的显示控制。更具体地说，利用第1相位差板106及第2相位差板116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，利用第1相位差板106及第2相位差板116实现反射型显示时的显示最佳化)，同时，利用相位差板108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，在利用第1相位差板106及第2相位差板116实现反射型显示时的显示最佳化的条件下，进一步，利用相位差板108实现透射型显示时的显示最佳化)。另外，至于各相位差板，也可以根据液晶单元的着色补偿或视角补偿配置多个或至少3个相位差板。如按这种方式采用多个相位差板，则更容易实现着色补偿或视觉补偿的最佳化。

进一步，将偏振片105、第1相位差板106、第2相位差板116、液晶层50及半透射反射电极214的光学特性设定为使反射型显示时的对比度提高，并在该条件下将偏振片107及相位差板108的光学特性设定为使透射型显示时的对比度提高，从而无论是反射型显示时或是透射型显示时，都可以获得高对比度特性。例如，将偏振片105、第1相位差板106、第2相位差板116、液晶层50及半透射反射电极214的光学特性设定为在反射型显示时按以下方式进行，即，外部光通过偏振片105变为直线偏振光，进一步通过相位差板106及处于非施加电压状态(暗显示状态)的液晶层50部分而变为右旋圆偏振光，然后到达半透射反射电极214，由半透射反射电极214反射后使传播方向反转，同时被变换为左旋圆偏振光，并再次通过处于非施加电压状态的液晶层50部分而变换为直线偏振光，然后由偏振片105吸收(即，变暗)。这时，通过处于施加电压状态(亮显示状态)的液晶层50部分的外部光，由于可直接透过液晶层50部分，所以由半透射反射电极214反射并从偏振片105射出(即，变亮)。另一方面，将偏振片107及相位差板108的光学特性设定为在透射型显示时按以下方式进行，即，使从背照灯发出后通过偏振片107及相位差板108并透过半透射反射电极214的光源光变为与上述反射型显示时由半透射反射电极214反射的左旋偏振光相同的光。于是，尽管与反射型显示时相比光源及光路不同，但透射型显示时透过半透射反射电极214的光源光，与反射型显示时由半透射反射电极214反射的外部光一样，通过处于非施加电压状态(暗显示状态)的液晶层50部分而变换为直线偏振光并由偏振片105吸收(即，变暗)。这时，通过处于施加电压状态(亮显示状态)的液晶层50部分的光，直接透过液晶层50部分并从偏振片105射出(即，变亮)。

如上所述，在本实施例的液晶装置中，由于备有偏振片105、第1相位差板106和第2相位差板116、以及偏振片107和相位差板108，所以无论是反射型显示时或是透射型显示时都可以获得良好的色补偿和高的对比度特性。此外，关于上述光学特性的设定，可以从实验或理论上或通过仿真等参照着液晶装置的规格上要求的亮度和对比度进行设定。

在第6实施例中，特别是，将由STN液晶构成的液晶层50的扭曲角θt限定为230～260度，液晶的Δnd，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上。上述扭曲角θt，可以根据对取向膜15及取向膜25的研磨方向以高精度规定。第1相位差板106的Δnd，为150±50nm或600±50nm，第2相位差板116的Δnd，为550±50nm。偏振片105的透射轴或吸收轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ1，为15～35度，第1相位差板106的光轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ2，为60～80度。因此，按照第6实施例的反射型液晶装置，可以提高对波长550nm左右的光的反射率，因而能进行明亮的高对比度的反射型彩色显示。进一步，通过使用两个相位差板，还可以比较容易且精确地进行色校正，特别是还可以进行完美的黑色显示或白色显示(即，几乎不带有红、蓝、绿等的黑色显示或白色显示)。

另外，液晶的Δnd，由于其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，所以可以在装置规格上所要求的较宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为单调变化，因而还能进行精确的彩色灰度等级显示。然而，上述液晶的Δnd，虽然其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，但在本实施例中，特别是，由于限定着液晶层厚度的两基板的最上层表面是平整的面，所以液晶的Δnd只简单地设定为0.70μm～0.85μm即可。另一方面，如后文的实施例所述，当限定着液晶层厚的两基板的最上层表面上有凹凸时(参照第8和第9实施例)，很难或不可能在各象素内的整个区域上将上述液晶的Δnd设定为0.70μm～0.85μm，所以，在这种情况下，可以如上所述将液晶的Δnd设定为使其最小值在0.85μm以下且其最大值在0.70μm以上。

以下，参照图13说明按如上所述方式构成的第6实施例的半透射反射型液晶装置的动作。第6实施例的半透射反射型液晶装置，以正常黑色模式的无源矩阵驱动方式进行驱动。

首先，说明反射型显示。

在这种情况下，与第1实施例一样，在图13中，从偏振片105一侧(即，图13中的上侧)入射的外部光，通过偏振片105、透明的第2基板20及液晶层50后由设在第1基板10上的半透射反射电极214反射，并再次通过液晶层50、第2基板20及偏振片105而从偏振片105侧射出。这里，当从外部电路按规定的时序向半透射反射电极214及透明电极21供给图象信号及扫描信号时，将按每行或每列、或者按每个象素对半透射反射电极214与透明电极21相互交叉部位的液晶层50部分依次施加电场。因此，可以由该施加电压以各象素为单位控制液晶层50的取向状态，从而能对透过偏振片105的光量进行调制，并可以进行彩色的灰度等级显示。

按照上述的本实施例，在反射型显示时，与由设在第1基板外侧的反射板进行反射的传统的反射型液晶装置相比，由于在液晶层与反射板之间存在着透明基板，所以不会发生重影和显示模糊等，从而即使在彩色化的情况下也能得到充分的显示色彩。而且，按照本实施例，由第1基板10的上侧的半透射反射电极214反射外部光，所以，能使光路缩短，从而使显示图象的视差相应地减低，同时也提高了显示图象的亮度。另外，特别是，液晶层50的扭曲角θt、角度θ1和角度θ2以及液晶的Δnd、第1相位差板106的Δnd及第2相位差板116的Δnd，分别设定在上述的规定范围内，所以可以按照正常黑色模式实现明亮且具有高对比度的彩色显示。

以下，说明透射型显示。

在这种情况下，在图13中，从第1基板10的下侧通过偏振片107入射的光源光，透过半透射反射电极214的开孔部，并通过液晶层50、第2基板20及偏振片105而从偏振片105侧射出。这里，当从外部电路按规定的时序向半透射反射电极214及透明电极21供给图象信号及扫描信号时，将按每行或每列、或者按每个象素对半透射反射电极214与透明电极21相互交叉部位的液晶层50部分依次施加电场。因此，通过以各象素为单位控制液晶层50的取向状态，可以对光源光进行调制，并可以进行灰度等级显示。

在以上所说明的第6实施例中，与第1实施例的情况一样，也可以将安装在例如TAB基板上的包含数据线驱动电路及扫描线驱动电路的驱动用LSI通过各向异性导电薄膜以电气和机械方式连接于半透射反射电极214的引向第1基板10上的端子区域的端子部及透明电极21的引向第2基板10上的端子区域的端子部。或者，也可以构成为内装驱动电路型的半透射反射型液晶装置，进一步，还可以形成检查电路等从而构成为所谓的内装外围电路型的半透射反射型液晶装置。此外，可以由双轴性相位差板构成第1相位差板106及第2相位差板116，也可以由单轴性相位差板构成。

此外，在第6实施例中，与第1实施例的情况一样，除无源驱动方式以外，也可以采用TFT有源驱动方式、TFD有源驱动方式、段驱动方式等众所周知的各种驱动方式。另外，在第2基板20上，根据驱动方式形成适当的多个带状或段状的透明电极，或在第2基板20的几乎整个表面上形成透明电极。或者，也可以不在第2基板20上设置对置电极，而是由第1基板10上的相邻的半透射反射电极214之间的与基板平行的横向电场进行驱动。另外，也可以采用正常白色模式，而不限于正常黑色模式。由于在反射型显示及透射型显示中在大多数情况下液晶单元具有不同的电压-反射率(透射率)特性，所以，最好是在反射型显示时及透射型显示时使驱动电压不同，以使两种显示最佳化。另外，也可以在第2基板20上以与象素一一对应的方式形成微型透镜。进一步，还可以通过在第2基板20上淀积若干层的折射率不同的干涉层，形成利用光的干涉而生成RGB色的二向色滤光片。

另外，在如图13所示的第6实施例中，由以Al为主要成分的单一层构成半透射反射电极214，所以能以比较容易的制造工艺且较低的成本提高反射率。但是，将Ag或Cr等其他金属作为半透射反射电极214的主要成分，也可以获得如上所述的第6实施例的效果。

(第7实施例)

以下，说明本发明第7实施例的半透射反射型液晶装置。本发明第7实施例中的第1相位差板106、第2相位差板116及偏振片105的参数设定，与第6实施例不同，其他结构和动作，与图13～图15所示的第6实施例相同。

即，第7实施例，首先，与第6实施例一样，将由STN液晶构成的液晶层50的扭曲角θt限定为230～260度，液晶层50的Δnd，也与第6实施例一样，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上。

其次，在第7实施例中，与第6实施例不同，第1相位差板106的Δnd，为150±50nm，第2相位差板116的Δnd，为610±60nm，偏振片105的透射轴或吸收轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ1，为10～35度，第1相位差板106的光轴与第2相位差板116的光轴所成的角度θ2，为30～60度。因此，按照第7实施例的半透射反射型液晶装置，可以提高对波长550nm左右的光的反射率，因而能进行明亮的高对比度的反射型彩色显示。进一步，通过使用两个相位差板，还可以比较容易且精确地进行色校正，特别是还可以进行完美的黑色显示或白色显示(即，几乎不带有红、蓝、绿等的黑色显示或白色显示)。

另外，与第6实施例的情况一样，液晶的Δnd，由于其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，所以可以在装置规格上所要求的较宽的工作温度范围内使与该液晶装置的施加电压对应的透射率的变化为单调变化，因而还能进行精确的彩色灰度等级显示。

(第8实施例)

以下，参照图16说明本发明第8实施例的半透射反射型液晶装置。此外，在图16所示的第8实施例中，对与图13～图15中示出的第6实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

在第8实施例中，与第6或第7实施例相比，其不同点在于，在第1基板10的表面上形成凹凸，因而使半透射反射电极214及取向膜15也随之而形成凹凸，另外，液晶层50的层厚d在各象素内随位置不同而稍有变化，其他结构，与第6或第7实施例相同。

在上述第8实施例中，由于采用在表面上形成了凹凸的第1基板10′，所以使半透射反射电极214的面向液晶层50的表面为凹凸面，因而观察到的是散射面(白色面)而无镜面感。此外，凹凸所引起的散射可使视角扩大。

(第9实施例)

以下，参照图17说明本发明第9实施例的半透射反射型液晶装置。此外，在图17所示的第9实施例中，对与图13～图15中示出的第6实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

在第9实施例中，与第6或第7实施例相比，其不同点在于，在第1基板10的表面上形成凹凸膜10u，因而使半透射反射电极214及取向膜15也随之而形成凹凸，另外，液晶层50的层厚d在各象素内随位置不同而稍有变化，其他结构，与第6或第7实施例相同。

在上述第9实施例中，由于在第1基板10上形成凹凸膜10u，所以，与第8实施例的情况一样，使半透射反射电极214的面向液晶层50的表面为凹凸面，因而观察到的是散射面(白色面)而无镜面感。此外，凹凸所引起的散射可使视角扩大。

(第10实施例)

以下，参照图18～图20说明本发明第10实施例的半透射反射型液晶装置。其中，图18是表示第10实施例的半透射反射电极214′的层叠结构的断面图，图19是其平面图，图20是其透视图。此外，在图18～图20所示的第10实施例中，对与图13～图15中示出的第6实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

如图18～图20所示，在第10实施例中，与第6～第9实施例中的由单一层构成的半透射反射电极214不同，其半透射反射电极214′，具有包含带状半透射反射膜241、配置在该半透射反射膜241上的透明绝缘膜242、配置在该绝缘膜242上的带状透明电极243的层叠结构。在半透射反射膜241上开有狭缝241h，与之对应地，在透明电极243上形成凹槽243h。其他结构与第6～第9实施例中的任何一个实施例相同。

按照这种结构，在反射型显示时，通过用由层叠在第1基板10上的IT0膜等构成的透明电极243控制液晶层50的取向状态，可以控制由Al膜等构成的半透射反射膜241反射后通过液晶层50而作为显示光射出的外部光的强度。而在透射型显示时，通过用由层叠在第1基板10上的IT0膜等构成的透明电极243控制液晶层50的取向状态，可以控制透过由Al膜等构成的半透射反射膜241后通过液晶层50而作为显示光射出的光源光的强度。这时的绝缘膜242，例如以氧化硅为主要成分形成即可。

(第11实施例)

以下，参照图21～图23说明本发明第11实施例的反射型液晶装置。其中，图21是第11实施例的示意平面图，图22是其A-A′断面图，图23是表示第11实施例中的组装了滤色片后的反射电极层的结构的局部透视图。此外，在图21～图23所示的第11实施例中，对与图1～图3中示出的第1实施例相同的构成要素标以相同的参照符号，并将其说明省略。

如图21～图23所示，在第11实施例中，与第1实施例相比，其不同点在于，在第2基板20侧，备有图21中沿横向延伸的带状透明电极321，在第1基板10侧，备有图21中沿纵向延伸的带状透明电极314a、滤色片323、滤色片323的平整膜324、及与透明电极314a一起构成反射电极层的整片状的反射板314b(特别是，滤色片323在上述反射电极层内形成)，其他结构与第1实施例相同。

如第11实施例所示的结构，也与第1实施例的情况一样，由于在偏振片与反射板之间存在着透明基板，所以不会发生重影和显示模糊等，从而即使在彩色化的情况下也能得到充分的显示色彩。而且，由第1基板10的上侧的反射板314b反射外部光，所以使显示图象的视差减低，同时也提高了显示图象的亮度。另外，特别是，液晶层50的扭曲角θt、角度θ1和角度θ2以及液晶的Δnd、第1相位差板106的Δnd及第2相位差板116的Δnd，分别设定在上述的规定范围内，所以可以按照正常黑色模式实现明亮且具有高对比度的彩色显示。

另外，在上述第2～第10实施例中，如果也与第11实施例所示一样采用在第1基板10侧形成滤色片的结构，则当将液晶层50的扭曲角θt、角度θ1和角度θ2以及液晶的Δnd、第1相位差板106的Δnd及第2相位差板116的Δnd分别设定在上述的规定范围内时，也可以取得同样的效果。

(第12实施例)

以下，参照图24说明本发明的第12实施例。第12实施例，包括采用了上述的本发明第1～第11实施例的反射型或半透射反射型液晶装置的各种电子设备。

首先，如将第1～第11实施例的液晶装置应用于例如图24(a)所示的携带式电话1000的显示部1001，则可以实现具有明亮的高对比度且可以进行几乎无视差的高清晰度彩色显示的节能型携带式电话。

另外，如果应用于如图24(b)所示的手表1100的显示部1101，则可以实现具有明亮的高对比度且可以进行几乎无视差的高清晰度彩色显示的节能型手表。

进一步，如果在如图24(c)所示的个人计算机(或信息终端)1200中应用于设置在以开闭自如的方式安装在带有键盘的本体1204上的机盖内的显示屏面1206，则可以实现具有明亮的高对比度且可以进行几乎无视差的高清晰度彩色显示的节能型个人计算机。

除以上图24中示出的电子设备外，还可以将第1～第11实施例的反射型或半透射反射型液晶装置应用于液晶电视、取景器型或监视器直观型磁带录像机、汽车导向装置、电子记事簿、台式电子计算器、字处理器、工程设计工作站(EWS)、电视电话、POS终端、带触摸屏的装置等电子设备。

另外，本发明，不限于以上所说明的实施例，在不改变本发明的要点的范围内可以对实施例进行适当的变更后实施。

产业上的可应用性

本发明的反射型液晶装置，可以用作使亮度及对比度同时提高的即使是彩色显示也能适用的耗电量低的各种显示装置，本发明的半透射反射型液晶装置，可以用作特别是在反射型显示时可以使亮度及对比度同时提高的即使是彩色显示也能适用的各种显示装置，进一步，还可以用作构成各种电子设备的显示部的液晶装置。另外，本发明的电子设备，可以作为用这种液晶装置构成的液晶电视、取景器型或监视器直观型磁带录像机、汽车导向装置、电子记事簿、台式电子计算器、字处理器、工作站、携带式电话、电视电话、POS终端、触摸屏等使用。

Claims (36)

1.一种反射型液晶装置，备有第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的乘积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm或600±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为550±50nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为15～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为60～80度。

2.一种反射型液晶装置，备有第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的乘积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为610±60nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为10～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为30～60度。

3.根据权利要求1所述的反射型液晶装置，其特征在于：上述液晶的Δnd，为0.70μm～0.85μm。

4.根据权利要求2所述的反射型液晶装置，其特征在于：上述液晶的Δnd，为0.70μm～0.85μm。

5.根据权利要求1所述的反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板或上述第2基板的液晶侧的面上备有滤色片。

6.根据权利要求2所述的反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板或上述第2基板的液晶侧的面上备有滤色片。

7.根据权利要求1所述的反射型液晶装置，其特征在于：上述反射电极层，由单一层的反射电极构成。

8.根据权利要求2所述的反射型液晶装置，其特征在于：上述反射电极层，由单一层的反射电极构成。

9.根据权利要求1所述的反射型液晶装置，其特征在于：上述反射电极层，具有包含反射膜、配置在该反射膜上的透明绝缘膜、配置在该绝缘膜上的透明电极的层叠结构。

10.根据权利要求2所述的反射型液晶装置，其特征在于：上述反射电极层，具有包含反射膜、配置在该反射膜上的透明绝缘膜、配置在该绝缘膜上的透明电极的层叠结构。

11.根据权利要求1所述的反射型液晶装置，其特征在于：以正常黑色模式进行无源矩阵驱动。

12.根据权利要求2所述的反射型液晶装置，其特征在于：以正常黑色模式进行无源矩阵驱动。

13.根据权利要求1所述的反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的表面上形成凹凸。

14.根据权利要求2所述的反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的表面上形成凹凸。

15.一种半透射反射型液晶装置，备有透明的第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、设在上述第1基板的与上述液晶相反一侧的光源、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的半透射反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm或600±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为550±50nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为15～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为60～80度。

16.一种半透射反射型液晶装置，备有透明的第1基板、与该第1基板相对配置的透明的第2基板、夹持在上述第1和第2基板之间的液晶、设在上述第1基板的与上述液晶相反一侧的光源、配置在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的半透射反射电极层、设在上述第2基板的与上述第1基板相反一侧的偏振片、配置在该偏振片与上述第2基板之间的第1相位差板、及配置在上述偏振片与上述第1相位差板之间的第2相位差板，上述液晶的扭曲角，为230～260度，上述液晶的Δnd(光学各向异性Δn与层厚d的积)，其最小值在0.85μm以下、且其最大值在0.70μm以上，上述第1相位差板的Δnd，为150±50nm，上述第2相位差板的Δnd，为610±60nm，上述偏振片的透射轴或吸收轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ1，为10～35度，上述第1相位差板的光轴与上述第2相位差板的光轴所成的角度θ2，为30～60度。

17.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述液晶的Δnd，为0.70μm～0.85μm。

18.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述液晶的Δnd，为0.70μm～0.85μm。

19.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板或上述第2基板的液晶侧的面上备有滤色片。

20.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板或上述第2基板的液晶侧的面上备有滤色片。

21.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述半透射反射电极层，由形成有狭缝的反射层构成。

22.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述半透射反射电极层，由形成有狭缝的反射层构成。

23.根据权利要求21所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述狭缝的宽度，为3～20μm。

24.根据权利要求22所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述狭缝的宽度，为3～20μm。

25.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述半透射反射电极层，具有包含半透射反射膜、配置在该半透射反射膜上的透明绝缘膜、配置在该绝缘膜上的透明电极的层叠结构。

26.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：上述半透射反射电极层，具有包含半透射反射膜、配置在该半透射反射膜上的透明绝缘膜、配置在该绝缘膜上的透明电极的层叠结构。

27.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：以正常黑色模式进行无源矩阵驱动。

28.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：以正常黑色模式进行无源矩阵驱动。

29.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：还备有配置在上述第1基板与上述光源之间的另一个偏振片及配置在上述第1基板与上述另一个偏振片之间的另一个相位差板。

30.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：还备有配置在上述第1基板与上述光源之间的另一个偏振片及配置在上述第1基板与上述另一个偏振片之间的另一个相位差板。

31.根据权利要求15所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的表面上形成凹凸。

32.根据权利要求16所述的半透射反射型液晶装置，其特征在于：在上述第1基板的与上述第2基板相对一侧的表面上形成凹凸。

33.一种电子设备，备有权利要求1所述的反射型液晶装置。

34.一种电子设备，备有权利要求2所述的反射型液晶装置。

35.一种电子设备，备有权利要求15所述的半透射反射型液晶装置。

36.一种电子设备，备有权利要求16所述的半透射反射型液晶装置。

Images