JP2001042318A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、透過表示の色付きを低減させ、発色が
良い半透過反射型カラー液晶装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 第１基板と第２基板との間に挟持した液
晶層と、前記第２基板の前記液晶層側の面に形成された
半透過反射層と、前記第２基板の前記液晶層と異なる側
に配置された照明装置とを備えた液晶装置において、前
記半透過反射層は金属薄膜からなり、さらに光の波長が
４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍのときの透過光の
強度をＴ_４５０、Ｔ_５５０、Ｔ_６５０とすると、Ｔ
_４５０＜Ｔ_５５０＜Ｔ_６５０を満たす光学構造体を設け
た。さらに、透過光の色相ｂ^＊（ＣＩＥ１９７６規格
Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表示系）が、ｂ^＊＞０を満たす光学構造体
を設けた。

Description

【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、実開昭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
置した構成をしている。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している。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】しかし、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、特開平１０−２８２４８８号公
報、特開平１１−１０９４１７号公報、特開平１１−５
２３６６号公報に記載されているように、反射板に開口
部を設けることや反射板を薄膜化することで半透過反射
状態にし、さらに液晶セルの後方に偏光板、光源を順次
用いた半透過反射型カラー液晶装置が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載されている液晶装置は、ＡｌやＡｇなどを主成分と
する合金を反射板として用いて、この反射板を半透過状
態にするために、微細な開口部を設けたり、薄膜化した
りしているため、透過光が青味を呈していた。これは、
金属の半透過反射膜の透過する光の波長依存性によるも
のである。このように、金属薄膜からなる半透過反射膜
を透過した光は青味を帯びているので、鮮やかなフルカ
ラー透過表示を得ることは困難であった。

【０００８】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、透過表示の色付きを低減させ、発色が良い半透
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。

【０００９】

【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。

【００１０】請求項１記載の液晶装置は、第１基板と第
２基板との間に挟持した液晶層と、前記第２基板の前記
液晶層側の面に形成された半透過反射層と、前記第２基
板の前記液晶層と異なる側に配置された照明装置とを備
えた液晶装置において、前記半透過反射層は金属薄膜か
らなり、さらに光の波長が４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６
５０ｎｍのときの透過光の強度をＴ_４５０、Ｔ_５５０、
Ｔ_６５０とすると、Ｔ_４５０＜Ｔ_５５０＜Ｔ_６５０を満
たす光学構造体を設けたことを特徴とする。

【００１１】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを光学構造体によって低減させることがで
きる。半透過反射層を透過する光は青味を帯びていて、
概ねＴ_４５０＞Ｔ_５５０＞Ｔ_６５０を満たすので、これ
を光学構造体の色相を本発明のように選ぶことによって
補正する。

【００１２】なお、薄膜とは、膜厚が５０ｎｍ以下の金
属膜のことである。通常、半透過反射層にはＡｌが主成
分の金属が用いられるが、Ｐｔ、ＣｒやＡｇなどの可視
光領域の外光を反射させることのできる金属であれば、
その材料は特に限定されるものではない。

【００１３】光学構造体は、透過型表示のときにのみ、
その役割を果たすことが望ましいので、可能な限り半透
過反射層と照明装置の間に配置する。

【００１４】請求項２記載の液晶装置は、第１基板と第
２基板との間に挟持した液晶層と、前記第２基板の前記
液晶層側の面に形成された半透過反射層と、前記第２基
板の前記液晶層と異なる側に配置された照明装置とを備
えた液晶装置において、前記半透過反射層は金属薄膜か
らなり、さらに透過光の色相ｂ^＊（ＣＩＥ１９７６規格
Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表示系）が、ｂ^＊＞０を満たす光学構造
体を設けたことを特徴とする。

【００１５】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを光学構造体によって低減させることがで
きる。半透過反射層を透過する光は青味を帯びていて、
概ねｂ^＊＜０を満たすので、これを光学構造体の色相を
本発明のように選ぶことによって補正する。

【００１６】なお、薄膜とは、膜厚が５０ｎｍ以下の金
属膜のことである。通常、半透過反射層にはＡｌが主成
分の金属が用いられるが、Ｐｔ、ＣｒやＡｇなどの可視
光領域の外光を反射させることのできる金属であれば、
その材料は特に限定されるものではない。

【００１７】光学構造体は、透過型表示のときにのみ、
その役割を果たすことが望ましいので、可能な限り半透
過反射層と照明装置の間に配置する。

【００１８】色相ｂ^＊（ＣＩＥ１９７６規格 Ｌ^＊ａ^＊
ｂ^＊表示系）は、ＪＩＳ−Ｚ−８７２９（ＪＩＳハンド
ブック３３「色彩−１９９６」日本規格協会編集）にて
規定されている指標である。

【００１９】請求項３記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板と前記第２基板の前記液晶層と異なる
側に配置される第１偏光板、第２偏光板の少なくとも一
方であることを特徴とする。

【００２０】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを液晶セルの両側に配置する１枚または２
枚の偏光板によって低減させることができる。半透過反
射層を透過する光は青味を帯びているので、これを偏光
板の色相を本発明のように選ぶことによって補正する。

【００２１】より望ましくは、半透過反射層と照明装置
の間に配置されている第２偏光板を光学構造体として用
いたほうが良い。これは、第２偏光板が透過型表示のと
きのみに使用されるからである。

【００２２】請求項４記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板、前記第２基板の少なくとも一方であ
ることを特徴とする。

【００２３】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを液晶セルを構成する１枚または２枚の基
板によって低減させることができる。半透過反射層を透
過する光は青味を帯びているので、これを基板の色相を
本発明のように選ぶことによって補正する。

【００２４】より望ましくは、半透過反射層と照明装置
の間に配置されている第２基板を光学構造体として用い
たほうが良い。これは、第２基板には透過型表示のとき
のみ光が透過するからである。

【００２５】請求項５記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板、前記第２基板の前記液晶層側の面に
形成された透明電極のうち少なくとも一方であることを
特徴とする。

【００２６】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを透明電極によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを透明電極の色相を本発明のように選ぶことに
よって補正する。

【００２７】請求項６記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板、前記第２基板の前記液晶層側の面に
形成された配向膜のうち少なくとも一方であることを特
徴とする。

【００２８】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを配向膜によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを配向膜の色相を本発明のように選ぶことによ
って補正する。

【００２９】請求項７記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板と前記第２基板の間のいずれかに形成
された所定の平均透過率特性を示すカラーフィルタであ
ることを特徴とする。

【００３０】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きをカラーフィルターの平均的な透過率特性
によって低減させることができる。半透過反射層を透過
する光は青味を帯びているので、これをカラーフィルタ
ーの平均的な透過率特性の色相を本発明のように選ぶこ
とによって補正する。

【００３１】なお、カラーフィルタ層は赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の発色を示す複数のミクロフィルタか
らなる。カラーフィルタ層は、３８０ｎｍ以上７８０ｎ
ｍ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。カラーフィルターの平均的な透過率
とは、各波長におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色の平均的な透過率
を表すのもで、波長λのときのＲの透過率をＲ（λ）、
Ｇの透過率をＧ（λ）、Ｂの透過率をＢ（λ）とすれ
ば、カラーフィルタの平均透過率ＡＶＥ（λ）は、

【００３２】

【数１】

【００３３】と定義することができる。

【００３４】請求項８記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板と前記第２基板の間のいずれかに形成
された保護膜または絶縁膜であることを特徴とする。

【００３５】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを保護膜または絶縁膜によって低減させる
ことができる。半透過反射層を透過する光は青味を帯び
ているので、これを保護膜または絶縁膜の色相を本発明
のように選ぶことによって補正する。

【００３６】より望ましくは、半透過反射層と照明装置
の間に保護膜または絶縁層を配置するのが良い。これ
は、そのようにすることで透過型表示のときのみ光が透
過するからである。

【００３７】請求項９記載の液晶装置は、前記光学構造
体が前記第１基板と前記第２基板の間に挟持され、液晶
材料であることを特徴とする。

【００３８】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを液晶材料によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを液晶材料自体の色相を本発明のように選ぶこ
とによって補正する。

【００３９】請求項１０記載の液晶装置は、前記光学構
造体が前記第１基板と前記第２基板の前記液晶層と異な
る側に配置される第１位相差板、第２位相差板の少なく
とも一方であることを特徴とする。

【００４０】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを位相差板によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを位相差板自体の色相または位相差板の複屈折
性による色相を本発明のように選ぶことによって補正す
る。また、第１偏光板と第１基板の間に少なくとも１枚
の第１位相差板を配置することで、反射型表示と透過型
表示のいずれにおいても良好な表示制御ができるととも
に、光の波長分散に起因する液晶の色付きなどの色調へ
の影響を低減することができる。さらに、第２基板と第
２偏光板の間に少なくとも１枚の第２位相差板を配置す
ることで、透過型表示において良好な表示制御ができる
とともに、光の波長分散に起因する液晶の色付きなどの
色調への影響を低減することができる。

【００４１】より望ましくは、半透過反射層と照明装置
の間に配置されている第２位相差板を光学構造体として
用いたほうが良い。これは、第２位相差板には透過型表
示のときのみ光が透過するからである。

【００４２】請求項１１記載の液晶装置は、前記光学構
造体が前記第１基板の前記液晶層と異なる側に配置され
た第１偏光板と前記半透過反射層の間のいずれかに形成
された散乱層であることを特徴とする。

【００４３】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを散乱層によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを散乱層自体の色相または散乱層の散乱特性に
よる色相を本発明のように選ぶことによって補正する。

【００４４】第１偏光板と半透過反射層の間のいずれか
に散乱層を配置することで、半透過反射層の鏡面感を散
乱層によって散乱面（白色面）に見せることができる。
また、散乱層による散乱によって、広視野角の表示が可
能となる。なお、散乱層の位置は、第１偏光板と半透過
反射板の間であれば、どの位置にあっても特に構わな
い。散乱層は後方散乱（外光が入射した場合、入射光側
への散乱）が小さいかほとんどないものが好ましい。

【００４５】請求項１２記載の液晶装置は、前記光学構
造体が前記半透過反射層に凸凹を付与するために形成さ
れた樹脂層であることを特徴とする。

【００４６】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを樹脂層によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを樹脂層の色相を本発明のように選ぶことによ
って補正する。また、樹脂層は液晶装置の観察者から見
て半透過反射層の下側に位置するので、樹脂層の色相は
反射型表示に影響を与えないという利点がある。

【００４７】半透過反射層が凹凸を有するように半透過
反射層の下地を樹脂層によって形成することで、半透過
反射層の鏡面感を凸凹によってなくし、散乱面（白色
面）に見せることができる。また、凹凸による散乱によ
って、広視野角の表示が可能となる。この樹脂層には感
光性のアクリル樹脂等が用いられる。

【００４８】請求項１３記載の液晶装置は、前記光学構
造体が所定の複屈折性を有する第１偏光板と第２偏光板
に挟持された前記液晶層であることを特徴とする。

【００４９】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを液晶層の複屈折性によって低減させるこ
とができる。半透過反射層を透過する光は青味を帯びて
いるので、これを液晶層の複屈折性による色相を本発明
のように選ぶことによって補正する。

【００５０】請求項１４記載の液晶装置は、前記光学構
造体が所定の発光特性を持つ前記照明装置であることを
特徴とする。

【００５１】この手段によれば、半透過反射層を透過す
る光の色付きを照明装置によって低減させることができ
る。半透過反射層を透過する光は青味を帯びているの
で、これを照明装置の発光特性による色相を本発明のよ
うに選ぶことによって補正する。また、フィルムなどを
用いて照明装置から照射される光の発光特性を本発明の
ように選択することもできる。

【００５２】請求項１５記載の電子機器は、請求項１か
ら請求項１４のいずれかに記載の液晶装置を搭載し、バ
ッテリー駆動を主として使用される携帯機器であること
を特徴とする。

【００５３】この手段によれば、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半透過反射型液
晶装置を用いた携帯型電子機器を実現することができ
る。このような電子機器は、明るい場所でも暗い場所で
も、周囲の外光に関係なく高画質で不要な色付きのない
表示を実現でき、視認性に優れている。明るい場所では
照明装置を点灯させる必要がないので、長時間のバッテ
リー駆動が可能となる。暗い場所では透過型表示に不要
な色付きがないので、非常に視認性が高いという利点が
ある。

【００５４】

【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。

【００５５】（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。

【００５６】この実施形態では、２枚の透明基板１０
３，１０６の間に液晶層１０５が枠状のシール材１０４
によって封止されて、液晶セルが形成されている。液晶
層１０５は、２４０度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１０３の内面上に
はカラーフィルタ１１１が形成され、このカラーフィル
タ１１１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１１２が被覆されており、
この保護膜１１２の表面上に複数のストライプ状の透明
電極１１３がＩＴＯなどにより形成されている。透明電
極１１３の表面上には配向膜１１４が形成され、所定方
向にラビング処理が施されている。

【００５７】一方、下側の透明基板１０６の内面上に
は、膜厚３０ｎｍの薄膜Ａｌ１１８、ＳｉＯ_２やアクリ
ル樹脂などからなる絶縁膜１１７、ＩＴＯからなる透明
電極１１６、配向膜１１５が順次形成されている。本実
施形態では、透明電極１１６を形成したが、薄膜Ａｌを
画素電極として用いても良い。この場合は、絶縁膜１１
７と透明電極１１６が不要となる。

【００５８】上側の透明基板１０３の外面上に偏光板１
０１が配置され、偏光板１０１と透明基板１０３との間
に位相差板１０２が配置されている。また、液晶セルの
下側には、透明基板１０６の背後に位相差板１０７が配
置され、この位相差板１０７の背後に偏光板１０８が配
置されている。そして、偏光板１０８の下側には、白色
光を発する蛍光管１１０と、この蛍光管１１０に沿った
入射端面を備えた導光板１０９とを有するバックライト
が配置されている。導光板１０９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１
１０の光を端面にて受けて、液晶セル側にほぼ均一な光
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）などを用いることもできる。

【００５９】まず、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１０１、位相差板１０２、上側透
明基板１０３をそれぞれ透過し、カラーフィルタ１１
１、液晶層１０５を通過後、薄膜Ａｌ１１８によって一
部が反射され、再びカラーフィルタ１１１を通過して、
偏光板１０１から出射される。このとき、透明電極１１
３と透明電極１１６によって液晶層１０５へ電圧を印加
する。こ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。

【００６０】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１０８及び位相差板１０７に
よって所定の楕円偏光となり、薄膜Ａｌ１１８からその
一部が液晶層１０５に導入される。ここで、液晶層１０
５に導入された光は、カラーフィルタ１１１を通過後、
位相差板１０２を透過する。このとき、液晶層１０５へ
の印加電圧に応じて、偏光板１０１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
を制御することができる。

【００６１】このように、透過表示時は薄膜Ａｌ１１８
を透過する光を用いて表示を行うので、薄膜Ａｌ１１８
による着色が問題となる。図３は、本実施形態に用いた
薄膜Ａｌを透過した光の分光特性を表す図である。Ａｌ
やＡｇなどの金属薄膜をスパッタ法や蒸着法で形成する
と、通常、短波長側の透過率が長波長側の透過率よりも
高くなる傾向がある。図３においては、Ｔ_{ｔｒ４５０}＝
１８．０％、Ｔ_{ｔｒ５５０}＝１６．８％、Ｔ_{ｔｒ６５０}
＝１５．１％である。この傾向を補正するために、図５
のような分光特性を持つ偏光板を本実施形態に採用し
た。図５においては、Ｔ_４５０＝４１．０％、Ｔ_５５０
＝４２．５％、Ｔ_６５０＝４３．７％である。図５に示
すような偏光板を用いることによって、無彩色な白表示
が可能となり、視認性の高い透過カラー表示を実現する
ことができた。

【００６２】（第２実施形態）第１実施形態と同様な構
成の液晶装置において、薄膜Ａｌの色相ｂ^＊を算出し
た。そのときの色相ｂ^＊は、−５．０であった。日東電
工株式会社の偏光板カタログから抜粋した偏光板の色相
を表１に示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１のＮｏ．１〜４の偏光板はｂ^＊が負で
あり、薄膜Ａｌの色付きを助長してしまうので、本発明
では採用することができない。Ｎｏ．５〜９の偏光板は
ｂ^＊が正であり、薄膜Ａｌの色付きを低減させることが
可能であるので、これらを採用した。特に、薄膜Ａｌの
ｂ^＊が−５．０であるので、液晶装置の上側と下側の偏
光板には商品名：ＥＧ１２２５ＤＵを選択した。上側偏
光板と下側偏光板は、同じ特性の偏光板でなくとも構わ
ない。

【００６５】以上のように、偏光板を薄膜Ａｌの色相を
低減するように選択することで、無彩色な白表示が可能
となり、視認性の高い透過カラー表示を実現することが
できた。

【００６６】（第３実施形態）図２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。

【００６７】この実施形態では、２枚の透明基板２０
３、２０６の間に液晶層２０５が枠状のシール材２０４
によって封止されて、液晶セルが形成されている。液晶
層２０５は、８０度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２０３の内面上に
は、複数のストライプ状の透明電極２１３がＩＴＯなど
により形成されている。透明電極２１３の表面上には配
向膜２１４が形成され、所定方向にラビング処理が施さ
れている。

【００６８】一方、下側の透明基板２０６の内面上に
は、膜厚３０ｎｍの薄膜Ａｌ２１８、さらにその表面に
カラーフィルタ２１１が形成され、このカラーフィルタ
２１１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ＳｉＯ_２やアクリル樹脂などからなる透明
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２１６がＩＴＯ
などにより形成されている。透明電極２１６の表面上に
は配向膜２１５が形成され、所定方向にラビング処理が
施されている。

【００６９】上側の透明基板２０３の外面上に偏光板２
０１が配置され、偏光板２０１と透明基板２０３との間
に位相差板２０２が配置されている。また、液晶セルの
下側には、透明基板２０６の背後に位相差板２０７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２１０と、この蛍光管２１０に沿った
入射端面を備えた導光板２０９とを有するバックライト
が配置されている。導光板２０９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２
１０の光を端面にて受けて、液晶セル側にほぼ均一な光
を放出するようになっている。その他の照明装置として
は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＥＬ（エレクトロルミ
ネセンス）などを用いることもできる。

【００７０】まず、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２０１、位相差板２０２、上側透
明基板２０３をそれぞれ透過し、液晶層２０５を通過
後、カラーフィルタ２１１、薄膜Ａｌ２１８によって一
部が反射され、再びカラーフィルタ２１１、液晶層２０
５を通過して、偏光板２０１から出射される。このと
き、透明電極２１３と透明電極２１６によって液晶層２
０５へ電圧を印加する。こ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。

【００７１】次に、透過型表示について説明する。バッ
クライト（照明装置）からの光は偏光板２０８及び位相
差板２０７によって所定の楕円偏光となり、薄膜Ａｌ２
１８からその一部が液晶層２０５に導入される。ここ
で、液晶層２０５に導入された光は、透明基板２０３を
通過後、位相差板２０２を透過する。このとき、液晶層
２０５への印加電圧に応じて、偏光板２０１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
間の状態を制御することができる。

【００７２】このように、透過表示時は薄膜Ａｌ２１８
を透過する光を用いて表示を行うので、薄膜Ａｌ２１８
による着色が問題となる。図３は、本実施形態に用いた
薄膜Ａｌを透過した光の分光特性を表す図である。Ａｌ
やＡｇなどの金属薄膜をスパッタ法や蒸着法で形成する
と、通常、短波長側の透過率が長波長側の透過率よりも
高くなる傾向がある。図３においては、Ｔ_{ｔｒ４５０}＝
１８．０％、Ｔ_{ｔｒ５５０}＝１６．８％、Ｔ_{ｔｒ６５０}
＝１５．１％である。この傾向を補正するために、図４
のような分光特性を持つ保護膜２１２を本実施形態に採
用した。図４においては、Ｔ_４５０＝８３．５％、Ｔ
_５５０＝８８．１％、Ｔ_６５０＝９２．７％である。図
４に示すような保護膜２１２を用いることによって、無
彩色な白表示が可能となり、視認性の高い透過カラー表
示を実現することができた。

【００７３】本実施形態では、カラーフィルタの保護膜
を用いて金属薄膜（Ａｌ）の透過光の色付きを補正した
が、透明基板２０３、２０６、透明電極２１３、２１
６、配向膜２１４、２１５を用いても良い。また、この
内２つ以上を組み合わせて補正を行っても構わない。さ
らに、色素を添加するなどした液晶材料の色相、液晶の
複屈折性を利用した色相、色素などによって着色した位
相差板の色相、位相差板の複屈折性を利用した色相など
によって金属薄膜の色相を補正しても良い。

【００７４】（第４実施形態）第１実施形態と同様な構
成の液晶装置において、薄膜Ａｌの色相ｂ^＊を算出し
た。そのときの色相ｂ^＊は、−５．０であった。この液
晶装置に用いたカラーフィルタの分光特性を図６に示
す。カラーフィルタは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の
発色を示す複数のミクロフィルタからなる。カラーフィ
ルタは、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。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。カラーフィルター
の平均的な透過率とは、各波長におけるＲ、Ｇ、Ｂ３色
の平均的な透過率を表すのもで、波長λのときのＲの透
過率をＲ（λ）、Ｇの透過率をＧ（λ）、Ｂの透過率を
Ｂ（λ）とすれば、カラーフィルタの平均透過率ＡＶＥ
（λ）は、

【００７５】

【数２】

【００７６】と定義することができる。

【００７７】カラーフィルタの平均透過率ＡＶＥの色相
ｂ^＊を＋４．８とすることによって、薄膜Ａｌの色相を
低減させ、無彩色な白表示が可能となり、視認性の高い
透過カラー表示を実現することができた。

【００７８】（第５実施形態）第１実施形態と同様な構
成の液晶装置（図１）において、偏光板１０１と薄膜Ａ
ｌ１１８の間のいずれかに散乱層を形成した。薄膜Ａｌ
１１８を透過する光の分光特性は図３であり、散乱層に
よって前方散乱される光の散乱強度特性は図７に示す通
りである。

【００７９】これまで説明してきたように、青味を帯び
た金属薄膜の透過光を黄味を帯びた散乱層の散乱特性で
補正し、半透過反射型液晶装置の透過光を白色表示に近
づけることができた。

【００８０】（第６実施形態）第１実施形態と同様な構
成の液晶装置（図１）において、薄膜Ａｌ１１８と下側
基板１０６の間に感光性のアクリル樹脂で凸凹形状を形
成した。薄膜Ａｌ１１８を透過する光の分光特性は図３
であるので、アクリル樹脂を透過する光の分光特性を図
４のように設計することで、半透過反射型液晶装置の透
過光を白色表示に近づけることができた。

【００８１】（第７実施形態）第１実施形態と同様な構
成の液晶装置（図１）において、下側偏光板１０８と照
明装置の導光板１０９の間に図４のような特性を持つ光
学フィルムを配置し、照明光の色相ｂ^＊を＋６．２とし
た。薄膜Ａｌ１１８を透過する光の色相ｂ^＊は−４．８
であるので、照明光によって半透過反射型液晶装置の透
過光を白色表示に近づけることができた。

【００８２】なお、照明装置の発光特性自体の色相が本
発明の条件を満たしていても構わない。また、導光板や
導光板上に用いられる散乱フィルムが本発明の条件を満
たしていても構わない。

【００８３】（第８実施形態）本発明の請求項１５記載
の電子機器の例を３つ示す。

【００８４】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。

【００８５】図８（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
晶装置より発色が良く、視認性が高い。

【００８６】図８（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、発色が良
く、視認性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、大変に高級感あるカラー表示が得ら
れる。

【００８７】図８（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。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属薄膜による透過表示の色付きを低減させ、発色が良い
半透過反射型カラー液晶装置を実現することができる。

【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３実施形態の構造を
示す概略縦断面図である。

【図３】薄膜Ａｌの分光特性を示す図である。

【図４】本発明に係る光学構造体の分光特性を示す図で
ある。

【図５】本発明に係る偏光板の分光特性を示す図であ
る。

【図６】本発明に係るカラーフィルタの分光特性を示す
図である。

【図７】本発明に係る散乱層の散乱特性を示す図であ
る。

【図８】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。

【符号の説明】

１０１、１０８、２０１、２０８…偏光板 １０２、１０７、２０２、２０７…位相差板 １０３、２０３…上側透明基板 １０４、２０４…シール剤 １０５、２０５…液晶層 １０６、２０６…下側透明基板 １０９、２０９…導光板 １１０、２１０…蛍光管 １１１、２１１…カラーフィルタ １１２、２１２…保護膜 １１３、１１６、２１３、２１６…透明電極 １１４、１１５、２１４、２１５…配向膜 １１７…絶縁膜 １１８、２１８…薄膜Ａｌ（半透過反射層） Ｔ_{ｔｒ４５０}…４５０ｎｍにおける薄膜Ａｌの透過率 Ｔ_{ｔｒ５５０}…５５０ｎｍにおける薄膜Ａｌの透過率 Ｔ_{ｔｒ６５０}…６５０ｎｍにおける薄膜Ａｌの透過率 Ｔ_４５０…４５０ｎｍにおける光学構造体の透過率 Ｔ_５５０…５５０ｎｍにおける光学構造体の透過率 Ｔ_６５０…６５０ｎｍにおける光学構造体の透過率 ＡＶＥ…カラーフィルタの平均透過率

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 AA01 AA12 AA18 AA25 AA29 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Y FA16Z FA23Z FA42Z FA44Z FA45Z FB02 FB08 FC02 GA07 GA16 HA10 KA03 KA10 LA15 LA20 2K009 EE00 FF00

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１基板と第２基板との間に挟持した液
   晶層と、前記第２基板の前記液晶層側の面に形成された
   半透過反射層と、前記第２基板の前記液晶層と異なる側
   に配置された照明装置とを備えた液晶装置において、前
   記半透過反射層は金属薄膜からなり、さらに光の波長が
   ４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６５０ｎｍのときの透過光の
   強度をＴ_４５０、Ｔ_５５０、Ｔ_６５０とすると、 Ｔ_４５０＜Ｔ_５５０＜Ｔ_６５０ を満たす光学構造体を設けたことを特徴とする液晶装
   置。
2. 【請求項２】 第１基板と第２基板との間に挟持した液
   晶層と、前記第２基板の前記液晶層側の面に形成された
   半透過反射層と、前記第２基板の前記液晶層と異なる側
   に配置された照明装置とを備えた液晶装置において、前
   記半透過反射層は金属薄膜からなり、さらに透過光の色
   相ｂ^＊（ＣＩＥ１９７６規格 Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊表示系）
   が、 ｂ^＊＞０ を満たす光学構造体を設けたことを特徴とする液晶装
   置。
3. 【請求項３】 前記光学構造体が前記第１基板と前記第
   ２基板の前記液晶層と異なる側に配置される第１偏光
   板、第２偏光板の少なくとも一方であることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の液晶装置。
4. 【請求項４】 前記光学構造体が前記第１基板、前記第
   ２基板の少なくとも一方であることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の液晶装置。
5. 【請求項５】 前記光学構造体が前記第１基板、前記第
   ２基板の前記液晶層側の面に形成された透明電極のうち
   少なくとも一方であることを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の液晶装置。
6. 【請求項６】 前記光学構造体が前記第１基板、前記第
   ２基板の前記液晶層側の面に形成された配向膜のうち少
   なくとも一方であることを特徴とする請求項１または請
   求項２記載の液晶装置。
7. 【請求項７】 前記光学構造体が前記第１基板と前記第
   ２基板の間のいずれかに形成された所定の平均透過率特
   性を示すカラーフィルタであることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の液晶装置。
8. 【請求項８】 前記光学構造体が前記第１基板と前記第
   ２基板の間のいずれかに形成された保護膜または絶縁膜
   であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   液晶装置。
9. 【請求項９】 前記光学構造体が前記第１基板と前記第
   ２基板の間に挟持され、液晶材料であることを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の液晶装置。
10. 【請求項１０】 前記光学構造体が前記第１基板と前記
    第２基板の前記液晶層と異なる側に配置される第１位相
    差板、第２位相差板の少なくとも一方であることを特徴
    とする請求項１または請求項２記載の液晶装置。
11. 【請求項１１】 前記光学構造体が前記第１基板の前記
    液晶層と異なる側に配置された第１偏光板と前記半透過
    反射層の間のいずれかに形成された散乱層であることを
    特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶装置。
12. 【請求項１２】 前記光学構造体が前記半透過反射層に
    凸凹を付与するために形成された樹脂層であることを特
    徴とする請求項１または請求項２記載の液晶装置。
13. 【請求項１３】 前記光学構造体が所定の複屈折性を有
    する第１偏光板と第２偏光板に挟持された前記液晶層で
    あることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液
    晶装置。
14. 【請求項１４】 前記光学構造体が所定の発光特性を持
    つ前記照明装置であることを特徴とする請求項１または
    請求項２記載の液晶装置。
15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４のいずれかに
    記載の液晶装置を搭載し、バッテリー駆動を主として使
    用される電子機器。