JP2005242381A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の液晶に面する側に反射電極又は半透過反射電極を設けた内面反射方式を採る反射型又は半透過反射型の液晶において、明るく高コントラストの画像表示を行う。
【解決手段】
反射型液晶装置は、第１基板（１０）上の液晶に面する側に、反射電極（１４）を備える一方、第２基板（２０）上の液晶と反対側に、第１位相差板（１０６）、第２位相差板（１１６）及び偏光板（１０５）を備える。液晶のツイスト角及びΔｎｄは夫々、２３０〜２６０度及び０．７０〜０．８５μｍである。第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍである。偏光板の透過軸又は吸収軸と第２位相差板の光軸とのなす角度は、１０〜３５度であり、第１位相差板の光軸と第２位相差板の光軸とのなす角度は、３０〜６０度である。これにより、明るく高コントラストの画像表示が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、パッシブマトリクス駆動方式等の液晶装置及びこれを用いた電子機器に関する。詳細には、本発明は、基板の液晶面側に反射層や半透過反射層を設けた内面反射方式の反射型液晶装置や半透過反射型液晶装置、更にこのような液晶装置を用いた電子機器に関する。

従来、バックライト等の光源を用いることなく、外光を利用して表示を行う反射型液晶装置は、低消費電力化や小型軽量化等の観点から有利であるため、特に携帯性が重要視される携帯電話や、腕時計、電子手帳、ノートパソコン等の携帯用電子機器に採用されている。伝統的な反射型液晶装置では、一対の基板間に液晶が挟持されるとともに、表側から液晶パネルや偏光板等を介して入射する外光を、該液晶パネルの裏側に貼り付けられた反射板によって反射する構成となっている。しかし、これでは、基板等により隔てられた液晶から反射板までの光路が長いため、表示画像に視差が生じて、二重写りとなり、更にカラー表示の場合には、上述した長い光路によって各色光が混じってしまうため高品位の画像表示を行うことが極めて困難となる。加えて液晶パネルに入射してから反射板までを往復する間に外光は減衰するため、基本的に明るい表示を行うことも困難である。

そこで、最近では、外光が入射する側と反対側に位置する基板に形成される表示用電極を反射板としても兼用することによって、反射位置を液晶層に近接させた内面反射方式の反射型液晶装置が開発されている。具体的には、特開平８―１１４７９９号公報には、基板上に反射板を兼ねた画素電極を形成する技術が開示されている。

他方、反射型液晶装置においては、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。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一方、暗い場所では、内部の光源により表示を視認可能にした半透過反射型液晶装置が実開昭５７−０４９２７１号公報や特開平８−２９２４１３号公報で提案されている。

ただし、これらによれば、液晶パネルの観察側と反対側の外面には半透過反射板やバックライト等が配置していると共に、液晶層と半透過反射板との間には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。更にカラーフィルタを組み合わせると、視差によって二重映りや表示のにじみなどが発生し、十分な発色を得ることができないという問題点がある。そこで、特開平７−３１８９２９号公報では、液晶セルの内面に半透過反射膜を兼ねた画素電極を設けた半透過反射型液晶装置が提案されている。

しかしながら、上記特開平８―１１４７９９号公報に記載された反射型液晶装置によれば、明るさ及びコントラスト比を同時に高めるのは極めて困難である。特にカラー表示の場合に、色補正のために位相差板（位相差フィルム）を１枚或いは複数枚用いると、明るさ及びコントラスト比を高めると同時に色補正を的確に行うことは、一層困難となるという問題点がある。

他方、特開平７−３１８９２９号公報に記載された半透過反射型液晶装置によれば、やはり反射型表示時において明るさ及びコントラスト比を同時に高めるのは極めて困難である。特にカラー表示の場合に、色補正のために位相差板を１枚或いは複数枚用いると、反射型表示時において明るさ及びコントラスト比を高めると同時に色補正を的確に行うことは一層困難となるという問題点がある。

因みに本件出願人は、特願平１０−１６０８６６号において、新規な半透過反射型液晶装置を提案しているが、この液晶装置では、特に反射型表示時において十分な反射率を得ることが出来ず、表示が暗くなってしまうという問題点があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、明るさ及びコントラスト比が共に高められておりカラー表示にも適した反射型液晶装置、特に反射型表示時において明るさ及びコントラスト比が共に高められておりカラー表示にも適した半透過反射型液晶装置、並びにこのような反射型又は半透過反射型液晶装置を備えた液晶装置を備えた電子機器を提供することを技術的課題とする。

本発明の第１の液晶装置は上記技術的課題を解決するために、第１基板と、該第１基板に対向配置された透明の第２基板と、前記第１及び第２基板間に挟持された液晶と、前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極層と、前記第２基板の前記第１基板と反対側に設けられた偏光板と、該偏光板と前記第２基板との間に配置された第１位相差板と、前記偏光板と前記第１位相差板との間に配置された第２位相差板とを備えており、前記液晶のツイスト角は、２３０〜２６０度であり、前記液晶のΔｎｄ（光学異方性Δｎと層厚ｄの積）はその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であり、前記第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、前記第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍであり、前記偏光板の透過軸又は吸収軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ１は、１０〜３５度であり、前記第１位相差板の光軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ２は、３０〜６０度であることを特徴とする。

本発明の第１の液晶装置によれば、偏光板の側から入射した外光は、偏光板、透明な第２基板及び液晶を介して、第１基板上に設けられた反射電極層により反射し、再び液晶、第２基板及び偏光板を介して偏光板の側から出射する。従って、例えば第１基板上に設けられた反射電極層（反射電極）と第２基板上に設けられた透明電極（対向電極）との間の電界を用いて液晶の配向状態を制御することにより、反射電極層による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。このように、液晶と反射板との間の透明基板の存在により二重映りや表示のにじみなどが発生することがなくなり、カラー化した場合にも十分な発色を得ることが可能となる。そして、偏光板と第２基板との間に配置された第１及び第２位相差板という２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができる。なお、反射電極層とは反射機能と電極機能とを兼ね備えた単層もしくは多層の膜のことをいう。

ここで、液晶のツイスト角は、２３０〜２６０度であるため、例えば「１０」以上といった高いコントラスト比が実現可能となる。同時に、液晶のΔｎｄは、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるため、装置仕様上要求される比較的広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を単調変化（即ち、単調増加又は単調減少）とすることができ、階調表示を的確に行うことも可能となる。

また、第１の液晶装置は、第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍ（即ち、１００〜２００ｎｍ）であり、第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍ（即ち、５５０〜６７０ｎｍ）であるため、黒表示が、赤みや青み等を帯びる事態を効果的に回避することが可能となる。これらに加えて、角度θ１は、１０〜３５度であり、角度θ２は、３０〜６０度であるが故に、明るさ及びコントラスト比を同時に高めることができ、しかも２枚の位相差板を用いることによりカラー表示又は白黒表示の際に色補正が的確に施された高品位の反射型表示が可能となる。

本発明の第１の液晶装置の一の態様では、前記液晶のΔｎｄは、０．７０〜０．８５μｍである。

この態様によれば、前記液晶のΔｎｄは、０．７０〜０．８５μｍである（即ち、液晶のΔｎｄの最小値が０．７０μｍ以上であり且つ液晶のΔｎｄの最大値が０．８５μｍ以下である）ので、装置仕様上要求される広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を、より良好に単調変化とすることができ、階調表示を非常に的確に行うことも可能となる。

本発明の第１の液晶装置では特に、液晶のΔｎｄは、液晶の層厚ｄが画像表示領域内或いは各画素の開口領域内で一定であれば、このような０．７０〜０．８５μｍという条件で、非常に良好な結果（即ち、上記良好な透過率の変化及び階調表示）が得られる。しかしながら、例えば反射電極層の表面に凹凸が設計上意識的に或いは無意識的に形成されており液晶の層厚ｄが各画素内の全ての領域で一定とならないような場合には、係る液晶のΔｎｄの範囲を各画素内の全ての領域で０．７０〜０．８５μｍ とするのが困難或いは不可能となり得る。そのような場合には、上述のように液晶のΔｎｄを、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるように設定すれば、実用上十分に良好な結果（即ち、上記良好な透過率の変化及び階調表示）が得られる。

本発明の第１の液晶装置の他の態様では、前記第１基板もしくは前記第２基板の液晶側の面にカラーフィルタを備える。

この態様によれば、反射電極層を用いて液晶の配向状態を制御することにより、反射電極層による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。そして反射光は、カラーフィルタを介して反射するため、カラーの反射型表示が可能となる。この際、偏光板と第２基板との間に配置された２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができる。これらの結果、明るさ及びコントラスト比を同時に高めることができ、しかも色再現性の高い高品位のカラーの反射型表示が可能となる。

本発明の第１の液晶装置の他の態様では、前記反射電極層は、単一層の反射電極からなる。

この態様によれば、第１基板上に設けられた反射電極を用いて液晶の配向状態を制御することにより、反射電極による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。尚、このような反射電極は、例えばＡｌ（アルミニウム）等の金属膜から形成すればよい。

或いは本発明の第１の液晶装置の他の態様では、前記反射電極層は、反射膜と、該反射膜上に配置された透明の絶縁膜と、該絶縁膜上に配置された透明電極とを含む積層構造を有する。

この態様によれば、第１基板上に積層された透明電極を用いて液晶の配向状態を制御することにより、反射膜による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。尚、このような透明電極は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜から形成すればよく、絶縁膜は、例えば酸化シリコンを主成分として形成すればよい。他方、反射膜は、例えばＡｌ等の金属膜から形成すればよい。

本発明の第１の液晶装置の他の態様では、ノーマリーブラックモードでパッシブマトリクス駆動される。

この態様によれば、例えばＳＴＮ液晶を用いてノーマリーブラックモードのパッシブマトリクス駆動方式により、明るさ及びコントラスト比が高く、しかもカラー表示の際に色補正が的確に施された高品位の反射型表示が可能となる。

本発明の第１の液晶装置の他の態様では、前記第１基板の前記第２基板に対向する側の表面に凹凸が形成されている。

この態様によれば、液晶を介して反射される外光は、基板の凹凸表面上に形成されることで凹凸状に形成された反射電極層により反射されるので、凹凸のサイズや形状等を制御することで最適な反射特性を得ることが可能となる。よって最終的には、より明るく高品位の表示を行うことが可能となる。尚、このような凹凸の形成方法としては、例えば、第１基板の表面を凹凸状に形成する方法でもよいし、平坦な第１基板上の表面上に凹凸膜を形成する方法でもよい。更に、平坦な第１基板上に反射電極層自体を凹凸状に形成することも可能である。

本発明の第２の液晶装置は上記技術的課題を解決するために、第１基板と、該第１基板に対向配置された透明の第２基板と、前記第１及び第２基板間に挟持された液晶と、前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された半透過反射電極層と、前記第２基板の前記第１基板と反対側に設けられた偏光板と、該偏光板と前記第２基板との間に配置された第１位相差板と、前記偏光板と前記第１位相差板との間に配置された第２位相差板とを備えており、前記液晶のツイスト角は、２３０〜２６０度であり、前記液晶のΔｎｄ（光学異方性Δｎと層厚ｄの積）はその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であり、前記第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、前記第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍであり、前記偏光板の透過軸又は吸収軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ１は、１０ 〜３５度であり、前記第１位相差板の光軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ２は、３０〜６０ 度であることを特徴とする。

本発明の第２の液晶装置によれば、反射型表示時には、偏光板の側から入射した外光は、偏光板、透明な第２基板及び液晶を介して、第１基板上に設けられた半透過反射電極層により反射し、再び液晶、第２基板及び偏光板を介して偏光板の側から出射する。従って、例えば第１基板上に設けられた半透過反射電極層（半透過反射電極）と第２基板上に設けられた透明電極（対向電極）との間の電界を用いて液晶の配向状態を制御することにより、半透過反射電極層による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。このように、液晶と反射板との間の透明基板の存在により二重映りや表示のにじみなどが発生することはなくなり、カラー化した場合にも十分な発色を得ることが可能となる。そして、偏光板と第２基板との間に配置された第１及び第２位相差板という２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができる。なお、半透過反射電極層とは半透過反射機能と電極機能とを兼ね備えた単層もしくは多層の膜のことをいう。

他方、透過型表示時には、光源から発せられ、半透過反射電極層の透過領域を第１基板側から透過する光源光は、液晶、第２基板及び偏光板を介して偏光板の側から出射する。従って、例えば第１基板と光源との間に他の偏光板を、第２基板上の偏光板との間で透過軸及び吸収軸が所定関係となるように配置すれば、第１基板上に設けられた半透過反射電極層（半透過反射電極）と第２基板上に設けられた透明電極（対向電極）との間の電界を用いて液晶の配向状態を制御することにより、半透過反射電極層を透過後に液晶を介して表示光として出射する光源光強度を制御できる。

ここで、液晶のツイスト角は、２３０〜２６０度であるため、例えば「１０」以上といった高いコントラスト比を実現可能となる。同時に、液晶のΔｎｄは、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるため、装置仕様上要求される比較的広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を単調変化（即ち、単調増加又は単調減少）とすることができ、階調表示を的確に行うことも可能となる。

また、第２の液晶装置は、第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍ（即ち、１００〜２００ｎｍ）であり、第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍ（即ち、５５０〜６７０ｎｍ）であるため、黒表示が、赤みや青み等を帯びる事態を効果的に回避可能となる。これらに加えて、角度θ１は、１０〜３５度であり、角度θ２は、３０〜６０度であるが故に、明るさ及びコントラスト比を同時に高めることができ、しかも２枚の位相差板を用いることによりカラー表示又は白黒表示の際に色補正が的確に施された高品位の表示が可能となる。

本発明の第２の液晶装置の一の態様では、前記液晶のΔｎｄは、０．７０〜０．８５μｍである。

この態様によれば、前記液晶のΔｎｄは、０．７０〜０．８５μｍである（即ち、液晶のΔｎｄの最小値が０．７０μｍ以上であり且つ液晶のΔｎｄの最大値が０．８５μｍ以下である）ので、装置仕様上要求される広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を、より良好に単調変化とすることができ、階調表示を非常に的確に行うことも可能となる。

本発明の第２の液晶装置では特に、液晶のΔｎｄは、液晶の層厚ｄが画像表示領域内或いは各画素の開口領域内で一定であれば、このような０．７０〜０．８５μｍという条件で、非常に良好な結果が得られる。しかしながら、液晶の層厚ｄが各画素内の全ての領域で一定とならないような場合には、係る液晶のΔｎｄの範囲を各画素内の全ての領域で０．７０〜０．８５μｍとするのが困難或いは不可能となり得る。そのような場合には、上述のように液晶のΔｎｄを、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるように設定すれば、実用上十分に良好な結果が得られる。

本発明の第２の液晶装置の他の態様では、前記第１基板もしくは前記第２基板の液晶側の面にカラーフィルタを備える。

この態様によれば、反射型表示時には、第１基板上に設けられた半透過反射電極層を用いて液晶の配向状態を制御することにより、半透過反射電極層による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。そして反射光は、カラーフィルタを介して反射されるため、カラーの反射型表示が可能となる。他方、透過型表示時には、第１基板上に設けられた半透過反射電極層を用いて液晶の配向状態を制御することにより、半透過反射電極層を透過後に液晶を介して表示光として出射する光源光強度を制御できる。そして光源光は、カラーフィルタを介して出射するため、カラーの透過型表示が可能となる。これらの結果、明るさ及びコントラスト比を同時に高めることができ、しかも色再現性の高い高品位のカラー表示が可能となる。

本発明の第２の液晶装置の他の態様では、前記半透過反射電極層は、スリットが形成された反射層からなる。

この態様によれば、第１基板上に設けられたスリットが形成された反射層を用いて液晶の配向状態を制御することにより、反射型表示時には、反射電極による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御でき、透過型表示時には、スリットを透過後に液晶を介して表示光として出射する光源光強度を制御できる。尚、このような反射電極は、例えばＡｌ等の金属膜から形成すればよい。また半透過反射電極層としては、このようなスリットが形成された反射層以外に、例えば、間隙を光が透過可能なように第２基板に垂直な方向から平面的に見て相互に分断された反射層でもよいし、光を透過可能な規則的或いは不規則的な複数の開口部が設けられた反射層でもよい。

この態様では、前記スリットの幅は、３〜２０μｍであってもよい。

このように構成すれば、反射型表示時にも透過型表示時にも、明るく高コントラストな表示が可能となる。

或いは本発明の第２の液晶装置の他の態様では、前記半透過反射電極層は、半透過反射膜と、該半透過反射膜上に配置された透明の絶縁膜と、該絶縁膜上に配置された透明電極とを含む積層構造を有する。

この態様によれば、第１基板上の半透過反射膜上に積層された透明電極を用いて液晶の配向状態を制御することにより、反射型表示時には、半透過反射膜による反射後に液晶を介して表示光として出射する外光強度を制御でき、透過型表示時には、半透過反射膜及び透明電極を透過後に液晶を介して表示光として出射する光源光強度を制御できる。尚、このような透明電極は、例えばＩＴＯ膜から形成すればよく、絶縁膜は、例えば酸化シリコンを主成分として形成すればよい。他方、このような半透過反射膜は、例えばスリットや開口部が設けられたＡｌ等の金属膜から形成すればよい。

本発明の第２の液晶装置の他の態様では、当該液晶装置は、ノーマリーブラックモードでパッシブマトリクス駆動される。

この態様によれば、例えばＳＴＮ液晶を用いてノーマリーブラックモードのパッシブマトリクス駆動方式により、明るさ及びコントラスト比が高く、しかもカラー表示又は白黒表示の際に色補正が的確に施された高品位の表示が可能となる。

本発明の第２の液晶装置の他の態様では、前記第１基板と前記光源との間に配置された他の偏光板と、前記第１基板と前記他の偏光板との間に配置された他の位相差板とを更に備える。

この態様によれば、第２基板側の偏光板の透過軸と第１基板側の偏光板の透過軸とが所定関係を持つように両偏光板を配置すれば、透過型表示時において、電圧印加による液晶の配向状態の変化により、第２基板側の偏光板から出射する光源光（透過光）の変調が可能となる。更に第２基板側の他の位相差板により、透過型表示時における色補正を比較的容易に行える。

本発明の第２の液晶装置の他の態様では、前記第１基板の前記第２基板に対向する側の表面に凹凸が形成されている。

この態様によれば、液晶を介して反射される外光は、基板の凹凸表面上に形成されることで凹凸状に形成された半透過反射電極層により反射されるので、凹凸のサイズや形状等を制御することで最適な反射特性を得ることが可能となる。よって最終的には、より明るく高品位の表示を行うことが可能となる。尚、このような凹凸の形成方法としては、例えば、第１基板の表面を凹凸状に形成する方法でもよいし、平坦な第１基板上の表面上に凹凸膜を形成する方法でもよい。更に、平坦な第１基板上に半透過反射電極層自体を凹凸状に形成することも可能である。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の第１又は第２の液晶装置（それらについての上述した各種態様も含む）を備える。

本発明の電子機器によれば、視差による二重映りや表示のにじみがなく、明るく高コントラストの反射型表示が可能な反射型液晶装置や、明るく高コントラストの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電話、腕時計、電子手帳、ノートパソコン等の各種の電子機器を実現できる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例毎に順に図面に基づいて説明する。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

（第１実施例）
先ず、本発明による第１実施例に係る反射型液晶装置の構成について、図１から図３を参照して説明する。第１実施例は、本発明をパッシブマトリクス駆動方式の反射型液晶装置に適用したものである。尚、図１は、この反射型液晶装置を対向基板上に形成されるカラーフィルタを便宜上取り除いて対向基板側から見た様子を示す図式的平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面を、カラーフィルタを含めて示す反射型液晶装置の図式的断面図であり、図３は、この反射型液晶装置の部分的な斜視図である。また、図１では、説明の便宜上ストライプ状電極を縦横６本づつ図式的に示しているが、実際には、多数本の電極が存在しており、図２においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。また、図３では、縦横３本づつのストライプ状電極にかかる部分を拡大して示している。

さて、図１から図３において、第１実施例の反射型液晶装置は、第１基板１０と、第１基板１０に対向配置された透明の第２基板２０と、第１基板１０及び第２基板２０間に挟持された液晶層５０と、第１基板１０の第２基板２０に対向する側（即ち、図２で上側表面）に配置された複数のストライプ状の反射電極１４と、反射電極１４上に配置された配向膜１５とを備える。反射型液晶装置は、第２基板上の第１基板１０に対向する側（即ち、図２で下側表面）に配置されたカラーフィルタ２３と、カラーフィルタ２３上に配置されたカラーフィルタ平坦化膜２４と、カラーフィルタ平坦化膜２４上において反射電極１４と相交差するように配置された複数のストライプ状の透明電極２１と、透明電極２１上に配置された配向膜２５とを備えて構成されている。尚、カラーフィルタ２３の位置は反射電極１４と第１基板１０の間に形成しても良い。また、カラーフィルタ２３は、反射電極１４と透明電極２１とが相交差する各平面領域に対応する画素毎にＲＧＢ（赤青緑）の各色部分が所定順序で配列されている（図３参照）。

第１基板１０及び第２基板２０は、液晶層５０の周囲において、シール材３１により貼り合わされており（図１及び図２参照）、液晶層５０は、シール材３１及び封止材３２により、第１基板１０及び第２基板２０間に封入されている。更に反射型液晶装置は、第２基板２０の液晶層５０と反対側に、偏光板１０５、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６を備えている。

第１基板１０には、透明性が要求されないため、例えば石英基板はもちろん半導体基板等を用いることができるが、第２基板２０には、可視光に対して透明或いは少なくとも半透明であることが要求されるので、例えばガラス基板や石英基板等が用いられる。

反射電極１４は、例えばＡｌを主成分とする反射膜からなり、蒸着やスパッタ等により形成される。一方、透明電極２１は、例えばＩＴＯ膜などの透明導電性薄膜からなる。

配向膜１５及び２５は夫々、ポリイミド薄膜などの有機薄膜からなり、スピンコート又はフレキソ印刷により形成され、ラビング処理等の所定の配向処理が施されている。

液晶層５０は、反射電極１４及び透明電極２１間で電界が印加されていない状態で配向膜１５及び２５により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合したＳＴＮ液晶からなる。

シール材３１は、例えば光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂からなる接着材である。特に、当該反射型液晶装置が対角数インチ程度以下の小型である場合には、シール材中に両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバーやガラスビーズ等のギャップ材（スペーサ）が混入される。但し、このようなギャップ材は、当該反射型液晶装置が対角数インチ〜１０インチ程度或いはそれ以上の大型である場合には、液晶層５０内に混入されてもよい。また、封止材３２は、シール材３１の注入口を介して液晶を真空注入した後に、当該注入口を封止する樹脂性接着材等からなる。

カラーフィルタ２３は、青色（Ｂ）光、緑色（Ｇ）光及び赤色（Ｒ）光を画素毎に夫々透過する色材膜されて、デルタ配列や、ストライプ配列、モザイク配列、トライアングル配列等をとる。また、各画素の境界には、ブラックマスク或いはブラックマトリクスと称される遮光膜から形成されて、これにより、各画素間の混色が防止されている。

また、図１及び図２では省略しているが、シール材５２の内側に並行して、例えばカラーフィルタ２３中の遮光膜と同じ或いは異なる材料によって額縁が形成されて、画像表示領域の周辺が規定されている。このような額縁は、第２基板２０側又は第1基板１０側のいずれか一方若しくは両方に形成されてよい。或いはこのような額縁は、反射型液晶装置を入れる遮光性のケースの縁により規定してもよい。

第１実施例では特に、ＳＴＮ液晶からなる液晶層５０のツイスト角θｔは、２３０〜２６０度に限定されており、液晶のΔｎｄ（光学異方性Δｎと層厚ｄとの積 ）は、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上である（但し、当該最小値が当該最大値より小さく設定されることは言うまでもない）。このようなツイスト角θｔは、配向膜１５及び配向膜２５に対するラビング方向により高精度で規定可能である。第１位相差板１０６のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍ又は６００±５０ｎｍであり、第２位相差板１１６のΔｎｄは、５５０±５０ｎｍである。偏光板１０５の透過軸又は吸収軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ１は、１５〜３５度であり、第１位相差板１０６の光軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ２は、６０〜８０度である。従って、第１実施例の反射型液晶装置によれば、波長５５０ｎｍ付近の光に対する反射率が高くなり、明るく高コントラストの反射型カラー表示が可能となる。更に、２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができ、特に美しい黒表示や白表示（即ち、赤み、青み、緑み等を殆ど帯びることのない黒の表示や白の表示）も可能となる。

更に、液晶のΔｎｄが、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるため、装置仕様上要求される比較的広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を単調変化（例えば、ノーマリーブラックモードの場合には単調増加、ノーマリーホワイトモードの場合には単調減少）とすることができ、カラーの階調表示を的確に行うことも可能となる。但し、このように液晶のΔｎｄはその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるが、本実施例では特に、液晶層厚を規定する両基板の最上層表面（即ち配向膜１５或いはその下地となる反射電極１４の表面）が平坦であるため、液晶のΔｎｄは単純に０．７０〜０．８５μｍとすればよい。他方、後述の実施例の如く液晶層厚を規定する両基板の最上層表面に凹凸がある場合には（第３及び第４実施例参照）、係る液晶のΔｎｄを各画素内の全領域に渡って０．７０〜０．８５μｍとするのが困難或いは不可能となり得るので、そのような場合に上述の如く液晶のΔｎｄをその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上もあるように設定すればよい。

次に、以上の如く構成された第１実施例の反射型液晶装置の動作について図２を参照して説明する。この反射型液晶装置は、ノーマリーブラックモードのパッシブマトリクス駆動方式により駆動される。

図２において、偏光板１０５の側（即ち、図２で上側）から入射した外光は、偏光板１０５、透明な第２基板２０及び液晶層５０を介して第１基板１０上に設けられた反射電極１４により反射し、再び液晶層５０、第２基板２０及び偏光板１０５を介して偏光板１０５側から出射する。ここで、外部回路から反射電極１４及び透明電極２１に、画像信号及び走査信号を所定のタイミングで供給すれば、反射電極１４及び透明電極２１が交差する個所における液晶層５０部分には、行毎又は列毎若しくは画素毎に電界が順次印加される。従って、この印加電圧により液晶層５０の配向状態を各画素単位で制御することにより、透過軸及び吸収軸が固定された偏光板１０５を透過する光量を各画素単位で変調し、カラーの階調表示が可能となる。

このように本実施例によれば、第１基板の外側に設けた反射板により反射する伝統的な反射型液晶装置と比べて、液晶層と反射板との間の透明基板の存在により二重映りや表示のにじみなどが発生することはなくなって、カラー化した場合にも十分な発色を得ることが可能となる。しかも本実施例によれば、第１基板１０の上側における反射電極１４により外光を反射するので、光路が短くなる分だけ表示画像における視差が低減され且つ表示画像における明るさも向上する。そして特に、液晶層５０のツイスト角θｔ、角度θ１及び角度θ２並びに液晶のΔｎｄ、第１位相差板１０６のΔｎｄ及び第２位相差板１１６のΔｎｄは、夫々上述した所定範囲に入っているため、ノーマリーブラックモードにより明るく且つ高コントラストのカラー表示が実現される。

以上説明した第１実施例では、反射電極１４の第１基板１０上の端子領域に引き出された端子部及び透明電極２１の第２基板１０上の端子領域に引き出された端子部には、例えばＴＡＢ（Tape Automated bonding）基板上に実装されており、反射電極１４及び透明電極２１に画像信号や走査信号を所定タイミングで供給するデータ線駆動回路や走査線駆動回路を含む駆動用ＬＳＩを、異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。或いは、シール材３１の外側の第１基板１０又は第２基板２０上の周辺領域に、このようなデータ線駆動回路や走査線駆動回路を形成して、所謂駆動回路内蔵型の反射型液晶装置として構成してもよく、更に、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成して所謂周辺回路内蔵型の反射型液晶装置としてもよい。

加えて第１実施例では、パッシブマトリクス駆動方式以外にも、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）アクティブマトリクス駆動方式や、ＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）アクティブマトリクス駆動方式、セグメント駆動方式等の公知の各種駆動方式を採用可能である。また第２基板２０上には、駆動方式に応じて適宜、複数のストライプ状やセグメント状の透明電極が形成されたり、第２基板２０のほぼ全面に透明電極が形成されたりする。或いは、第２基板２０上に対向電極を設けることなく、第１基板１０上の相隣接する反射電極１４間における基板に平行な横電界で駆動してもよい。また、ノーマリーブラックモードに限らずにノーマリーホワイトモードを採用してもよい。更に、第２基板２０上に１画素に１個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。このようにすれば、入射光の集光効率を向上することで、明るい液晶装置が実現できる。更にまた、第２基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るいカラー液晶装置が実現できる。

また図２に示したように第１実施例では、反射電極１４を、Ａｌを主成分とする単一層から形成することにより、比較的容易な製造プロセス且つ比較的低コストで反射率の向上を図ることができる。但し、反射電極１４の主成分をＡｇ（銀）やＣｒ（クロム）等の他の金属としても、上述の如き第１実施例における効果は得られる。

ここで、第１実施例に基づく各具体例について図４から図６を参照して説明する。図４は、具体例１〜具体例６における、上述した液晶層５０のツイスト角θｔ、液晶層５０のΔｎｄ、第２位相差板１１６のリタデーションΔｎｄ（図４の表中では、Ｒ２ Δｎｄと記す。Δｎは位相差板の光学異方性、ｄは位相差板厚み）、第１位相差板１０６のリタデーションΔｎｄ（図４の表中では、Ｒ１ Δｎｄと記す）、角度θ１及び角度θ２を、反射型表示時における明るさ（反射率）及びコントラスト比と共に示す表である。

具体例１〜具体例３は、１／１２０デューティ且つ１／１３バイアスによりノーマリーブラックモードで駆動される例であり、具体例４〜具体例６は、１／２４０デューティ且つ１／１３バイアスによりノーマリーブラックモードで駆動される例である。

例えば図５に示したように、各具体例における各角度θ１、θ２及びθｔの設定に従って、外光の入射側から、偏光板１０５の吸収軸の方向Ａ１、第２位相差板１１６の遅相軸の方向Ａ２、第１位相差板１０６の遅相軸の方向Ａ３、配向膜２５のラビング方向Ａ４及び配向膜１５のラビング方向Ａ５を夫々設定すれば、高反射率（約２４％〜３２％）が得られ、同時に高コントラスト比（約１１〜１９）が得られる。尚、図５では、ストライプ状の反射電極１４の伸びる方向をｘ方向（横方向）とし、ストライプ状の透明電極２１の伸びる方向をｙ方向（縦方向）としてある。

更に、図６に示したように、このようなパラメータ設定を採用した反射型液晶装置を上述の１／１２０デューティ且つ１／１３バイアスによりノーマリーブラックモードで駆動した場合、例えば液晶印加電圧が約２．０Ｖ〜約２．２Ｖに増加するのに応じて、反射率が約０％から最大値たる約６０％に至るまで滑らかに単調増加する特性が得られる。

図４から図６から明らかなように、上述した第１実施例にしたがって、液晶層５０のツイスト角θｔ、液晶層５０のΔｎｄ、第２位相差板１１６のＲ２ Δｎｄ、第１位相差板１０６のＲ１ Δｎｄ、角度θ１及び角度θ２が設定されている各具体例１〜具体例６では、２０％を超える高い反射率が得られるので、視覚上非常に明るい反射型表示が得られる。同時に１０を超える高いコントラストの表示が得られると共に、液晶印加電圧に対する良好な反射率の増加特性により高品位の階調表示も可能となる。

尚、本実施例を含む本発明の各種実施例において、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６は夫々、好ましくは２軸性位相差板からなり、条件Ｎｘ＞Ｎｚ＞Ｎｙ（但し、Ｎｘ：Ｘ軸方向の屈折率、Ｎｚ：Ｚ軸方向の屈折率、Ｎｙ：Ｙ軸方向の屈折率）を満たす。このように構成すれば、視角を広げることができる。但し、これら第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６を１軸性位相差板から構成しても上述した本実施例の利益は得られる。

（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例に係る反射型液晶装置について図７を参照して説明する。本発明の第２実施例は第１位相差板１０６、第２位相差板１１６及び偏光板１０５に係るパラメータ設定が第１実施例と異なり、その他の構成や動作は、図１から図３に示した第１実施例と同様である。

即ち第２実施例では、先ずＳＴＮ液晶からなる液晶層５０のツイスト角θｔについては第１実施例と同様に、２３０〜２６０度に限定されており、液晶層５０のΔｎｄについても第１実施例と同様に、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上である。

そして第２実施例では第１実施例とは異なり、第１位相差板１０６のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、第２位相差板１１６のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍであり、偏光板１０５の透過軸又は吸収軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ１は、１０〜３５度であり、第１位相差板１０６の光軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ２は、３０〜６０度である。従って、第２実施例の反射型液晶装置によれば、波長５５０ｎｍ付近の光に対する反射率が高くなり、明るく高コントラストの反射型カラー表示が可能となる。更に、２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができ、特に美しい黒表示や白表示（即ち、赤み、青み、緑み等を殆ど帯びることのない黒の表示や白の表示）も可能となる。

そして第２実施例では、第１実施例の場合と同様に、液晶のΔｎｄが、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるため、装置仕様上要求される比較的広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を単調変化とすることができ、カラーの階調表示を的確に行うことも可能となる。

ここで、第２実施例に基づく各具体例について図７を参照して説明する。図７は、具体例７〜具体例１２における液晶層５０のツイスト角θｔ、液晶層５０のΔｎｄ、第２位相差板１１６のΔｎｄ（図３の表中では、Ｒ２ Δｎｄと記す）、第１位相差板１０６のΔｎｄ（図３の表中では、Ｒ１ Δｎｄと記す）、角度θ１及び角度θ２を、反射型表示時における明るさ（反射率）及びコントラスト比と共に示す表である。尚、図７に示した具体例７〜具体例１２は、１／１２０デューティ且つ１／１３バイアスによりノーマリーブラックモードで駆動される例である。

図７から明らかなように、上述した第２実施例にしたがって、液晶層５０のツイスト角θｔ、液晶層５０のΔｎｄ、第２位相差板１１６のＲ２ Δｎｄ、第１位相差板１０６のＲ１ Δｎｄ、角度θ１及び角度θ２が設定されている各具体例７〜具体例１２では、いずれも３０％を超える高い反射率が得られる。即ち視覚上非常に明るい反射型表示が得られる。同時に「１０」を超える高いコントラストの表示が得られる。

（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例に係る反射型液晶装置について、図８を参照して説明する。尚、図８に示す第３実施例では、図１から図３に示した第１実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

第３実施例では、第１又は第２実施例と比べて、第１基板１０の表面に凹凸が形成されており、これに伴って反射電極１４及び配向膜１５も凹凸に形成されており、更に液晶層５０の層厚ｄが各画素内で位置によって多少変化する点が異なり、その他の構成については第１又は第２実施例と同様である。

このように第３実施例では、表面に凹凸が形成された第１基板１０’を用いることで、反射電極１４の液晶層５０に面する表面を凹凸として鏡面感を無くし、散乱面（白色面）に見せる。また、凹凸による散乱によって視野角を広げられる。この凹凸形状は、基板自身をフッ酸によって荒らすこと等によって比較的簡単に形成できる。第３実施例では、第１又は第２実施例と同様に、液晶層５０のΔｎｄはその最小値（凸部における値）が０．８５μｍ以下であり且つその最大値（凹部における値）が０．７０μｍ以上である。尚、反射電極１４の凹凸表面上に透明な平坦化膜を形成して、液晶層５０に面する表面（配向膜１５を形成する表面）を平坦化しておくことが液晶の配向不良を防ぐ観点から望ましい。

（第４実施例）
次に、本発明の第４実施例に係る反射型液晶装置について、図９を参照して説明する。尚、図９に示す第４実施例では、図１から図３に示した第１実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

第４実施例では、第１又は第２実施例と比べて、第１基板１０の表面に凹凸膜１０ｕが形成されており、これに伴って反射電極１４及び配向膜１５も凹凸に形成されており、更に液晶層５０の層厚ｄが各画素内で位置によって多少変化する点が異なり、その他の構成については第１又は第２実施例と同様である。

このように第４実施例では、第１基板１０上に凹凸膜１０ｕを形成することで、第３実施例の場合と同様に、反射電極１４の液晶層５０に面する表面を凹凸として鏡面感を無くし、散乱面（白色面）に見せる。また、凹凸による散乱によって視野角を広げられる。このような凹凸膜１０ｕは、反射電極１４の下地に感光性のアクリル樹脂等を積層することで比較的簡単に形成できる。

（第５実施例）
次に、本発明の第５実施例に係る反射型液晶装置について、図１０から図１２を参照して説明する。ここに、図１０は、第５実施例における反射電極１４’の積層構造を示す断面図であり、図１１は、その平面図であり、図１２は、その斜視図である。尚、図１０から図１２に示す第５実施例では、図１から図３に示した第１実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

図１０から図１２に示すように、第５実施例では、第１から第４実施例における単一層からなる反射電極１４に替えて、反射電極１４’は、ストライプ状の反射膜１４１と、該反射膜１４１上に配置された透明の絶縁膜１４２と、該絶縁膜１４２上に配置されたストライプ状の透明電極１４３とを含む積層構造を有しており、その他の構成については第１から第４実施例のいずれかと同様である。このように構成すれば、第１基板１０上に積層されたＩＴＯ膜等からなる透明電極１４３を用いて液晶層５０の配向状態を制御することにより、Ａｌ膜等からなる反射膜１４１による反射後に液晶層５０を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。この場合の絶縁膜１４２は、例えば酸化シリコンを主成分として形成すればよい。

（第６実施例）
次に、本発明の第６実施例に係る半透過反射型液晶装置について、図１３から図１５を参照して説明する。第６実施例は、本発明を半透過反射型液晶装置に適用したものである。ここで図１３は、第２実施例の構成を示す図式的断面図であるが、図２に示した第１実施例と同様の構成要素については同様の参照符号を付し、その説明は適宜省略する。

図１３及び図１４において、第６実施例の半透過反射型液晶装置は、第１実施例における反射電極１４に替えて、半透過反射電極２１４を備えるとともに、第１実施例の構成に加えて、第１基板１０の液晶層５０と反対側に、偏光板１０７及び位相差板１０８を備えている。更に、偏光板１０７の外側には、蛍光管１１９と、蛍光管１１９からの光を偏光板１０７から液晶パネル内に導くための導光板１１８とを備えている。その他の構成については、第１実施例の場合と同様である。

半透過反射電極２１４は、ＡｇやＡｌなどの金属からなり、スリットや開口部などを備えるものである。このため、半透過反射電極２１４は、第２基板２０の側から入射する光を反射する一方、第１基板１０側からの光源光を透過する。

ここで、半透過反射電極２１４のスリットや開口部の各種具体例について図１５を参照して説明する。

図１５（ａ）に示すように、画素毎に４つの矩形スロットを四方に配置してもよいし、図１５（ｂ）に示すように画素毎に５つの矩形スロットを横並びに配置してもよいし、図１５（ｃ）示すように画素毎に多数の円形開口（例えば、２μｍ径の開口）を離散配置してもよいし、図１５（ｄ）示すように画素毎に１つの比較的大きな矩形スロットを配置してもよい。このような開口部は、レジストを用いたフォト工程／現像工程／剥離工程で容易に作製することができる。開口部の平面形状は、図示のほかにも、正方形でもよいし、或いは、多角形、楕円形、不規則形でもよいし、複数の画素に跨って延びるスリット状でもよい。また、反射層を形成するときに同時に開口部を開孔することも可能であり、このようにすれば製造工程数を増やさず済む。特に、図１５（ａ）、（ｂ）又は（ｄ）に示した如きスリットの場合、スリットの幅は、好ましくは約３〜２０μｍとされる。このように構成すれば、反射型表示時にも透過型表示時にも、明るく高コントラストな表示が可能となる。尚、このようなスリットや開口部を設ける以外に、例えば、間隙を光が透過可能なように第２基板２０に垂直な方向から平面的に見て相互に分断された単一層の半透過反射電極２１４としてもよい。

説明を図１３に戻す。図１３において、蛍光管１１９と共にバックライトを構成する導光板１１８は、裏面全体に散乱用の粗面が形成された、或いは散乱用の印刷層が形成されたアクリル樹脂板などの透明体であり、光源である蛍光管１１９の光を端面にて受けて、図の上面からほぼ均一な光を放出するようになっている。

尚、透過型表示時に点灯される光源としては、小型の液晶装置用には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子や、ＥＬ（Electro-Luminescence）素子等が適しており、大型の液晶装置用には、導光板を介して側方から光を導入する蛍光管１１９等が適している。第１基板１０と導光板１１８との間には、更に、反射偏光子を光の有効利用目的で配置してもよい。

このように第６実施例では、液晶セルの上側に偏光板１０５、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６が配置されており、液晶セルの下側に偏光板１０７及び位相差板１０８が配置されているので、反射型表示と透過型表示とのいずれにおいても良好な表示制御ができる。より具体的には、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６によって、反射型表示時における光の波長分散に起因する色付きなどの色調への影響が低減される（即ち、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６を用いて反射型表示時における表示の最適化が図られる）と共に、位相差板１０８によって、透過型表示時における光の波長分散に起因する色付きなどの色調への影響が低減される（即ち、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６により反射型表示時における表示の最適化が図られた条件下で、更に、位相差板１０８により透過型表示時における表示の最適化が図られる）。なお、各位相差板については、液晶セルの着色補償、もしくは視角補償により複数枚或いは３枚以上の位相差板を配置することも可能である。このように位相差板を複数枚用いれば着色補償或いは視覚補償の最適化をより容易に行える。

更にまた、偏光板１０５、第１位相差板１０６、第２位相差板１１６、液晶層５０及び半透過反射電極２１４における光学特性を反射型表示時におけるコントラストを高める設定とすると共に、この条件下で偏光板１０７及び位相差板１０８における光学特性を透過型表示時におけるコントラストを高める設定とすることにより、反射型表示と透過型表示とのいずれにおいても高いコントラスト特性を得ることができる。例えば、反射型表示時には、外光が、偏光板１０５を通って直線偏光となり、更に位相差板１０６及び電圧非印加状態（暗表示状態）にある液晶層５０部分を通って右円偏光となって半透過反射電極２１４に達し、ここで反射されて進行方向が逆転すると共に左円偏光に変換され、再び電圧非印加状態にある液晶層５０部分を通って直線偏光に変換され、偏光板１０５で吸収される（即ち、暗くなる）ように、偏光板１０５、第１位相差板１０６、第２位相差板１１６、液晶層５０及び半透過反射電極２１４における光学特性が設定される。この時、電圧印加状態（明表示状態）にある液晶層５０部分を通る外光は、液晶層５０部分を素通りするため、半透過反射電極２１４で反射して偏光板１０５から出射する（即ち、明るくなる）。一方、透過型表示時には、バックライトから発せられ、偏光板１０７及び位相差板１０８を介して半透過反射電極２１４を透過する光源光が、上述した反射型表示時における半透過反射電極２１４で反射される左円偏光と同様な光となるように、偏光板１０７及び位相差板１０８の光学特性が設定される。すると、反射型表示時と比べて光源及び光路が異なるにも拘わらず、透過型表示時における半透過反射電極２１４を透過する光源光は、反射型表示時における半透過反射電極２１４で反射する外光と同様に電圧非印加状態（暗表示状態）にある液晶層５０部分を通って直線偏光に変換され、偏光板１０５で吸収される（即ち、暗くなる）。この時、電圧印加状態（明表示状態）にある液晶層５０部分を通る光は、液晶層５０部分を素通りして偏光板１０５から出射する（即ち、明るくなる）。

以上説明したように、本実施例の液晶装置では、偏光板１０５、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６並びに偏光板１０７及び位相差板１０８を備えるので、反射型表示と透過型表示とのいずれにおいても良好な色補償と高いコントラスト特性を得ることが可能となる。尚、これらの光学特性の設定については、実験的又は理論的に若しくはシミュレーション等により、液晶装置の仕様上要求される明るさやコントラスト比に見合った設定とすることができる。

第６実施例では特に、ＳＴＮ液晶からなる液晶層５０のツイスト角θｔは、２３０〜２６０度に限定されており、液晶のΔｎｄは、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上である。このようなツイスト角θｔは、配向膜１５及び配向膜２５に対するラビング方向により高精度で規定可能である。第１位相差板１０６のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍ又は６００±５０ｎｍであり、第２位相差板１１６のΔｎｄは、５５０±５０ｎｍである。偏光板１０５の透過軸又は吸収軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ１は、１５〜３５度であり、第１位相差板１０６の光軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ２は、６０〜８０度である。従って、第６実施例の反射型液晶装置によれば、波長５５０ｎｍ付近の光に対する反射率が高くなり、明るく高コントラストの反射型カラー表示が可能となる。更に、２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができ、特に美しい黒表示や白表示（即ち、赤み、青み、緑み等を殆ど帯びることのない黒の表示や白の表示）も可能となる。

更に、液晶のΔｎｄが、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるため、装置仕様上要求される比較的広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を単調変化とすることができ、カラーの階調表示を的確に行うことも可能となる。但し、このように液晶のΔｎｄはその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるが、本実施例では特に、液晶層厚を規定する両基板の最上層表面が、平坦であるため、液晶のΔｎｄは、単純に０．７０〜０．８５μｍとすればよい。他方、後述の実施例の如く液晶層厚を規定する両基板の最上層表面が凹凸である場合には（第８及び第９実施例参照）、係る液晶のΔｎｄを各画素全体に渡って０．７０〜０．８５μｍとするのが困難或いは不可能となり得るので、そのような場合に上述の如く液晶のΔｎｄをその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上もあるように設定すればよい。

次に、以上の如く構成された第６実施例の半透過反射型液晶装置の動作について図１３を参照して説明する。第６実施例の半透過反射型液晶装置は、ノーマリーブラックモードのパッシブマトリクス駆動方式により駆動される。

まず、反射型表示について説明する。この場合には第１実施例の場合と同様に、図１３において、偏光板１０５の側（即ち、図１３で上側）から入射した外光は、偏光板１０５、透明な第２基板２０及び液晶層５０を介して第１基板１０上に設けられた半透過反射電極２１４により反射し、再び液晶層５０、第２基板２０及び偏光板１０５を介して偏光板１０５側から出射する。ここで、外部回路から半透過反射電極２１４及び透明電極２１に、画像信号及び走査信号を所定のタイミングで供給すれば、半透過反射電極２１４及び透明電極２１が交差する個所における液晶層５０部分には、行毎又は列毎若しくは画素毎に電界が順次印加される。従って、この印加電圧により液晶層５０の配向状態を各画素単位で制御することにより、偏光板１０５を透過する光量を変調し、カラーの階調表示が可能となる。

このように本実施例によれば、反射型表示の際に、第１基板の外側に設けた反射板により反射する伝統的な反射型液晶装置と比べて、液晶層と反射板との間の透明基板の存在により二重映りや表示のにじみなどが発生することはなくなって、カラー化した場合にも十分な発色を得ることが可能となる。しかも本実施例によれば、第１基板１０の上側における半透過反射電極２１４により外光を反射するので、光路が短くなる分だけ表示画像における視差が低減され且つ表示画像における明るさも向上する。そして特に、液晶層５０のツイスト角θｔ、角度θ１及び角度θ２並びに液晶層５０のΔｎｄ、第１位相差板１０６のΔｎｄ及び第２位相差板１１６のΔｎｄは、夫々上述した所定範囲に入っているため、ノーマリーブラックモードにより明るく且つ高コントラストのカラー表示が実現される。

次に透過型表示について説明する。この場合には、図１３において第１基板１０の下側から偏光板１０７を介して入射した光源光は、半透過反射電極２１４の開口部を透過し、液晶層５０、第２基板２０及び偏光板１０５を介して偏光板１０５側から出射する。ここで、外部回路から半透過反射電極２１４及び透明電極２１に、画像信号及び走査信号を所定タイミングで供給すれば、半透過反射電極２１４及び透明電極２１が交差する個所における液晶層５０部分には、行毎又は列毎若しくは画素毎に電界が順次印加される。これにより液晶層５０の配向状態を各画素単位で制御することにより、光源光を変調し、階調表示が可能となる。

以上説明した第６実施例では、第１実施例の場合と同様に、半透過反射電極２１４の第１基板１０上の端子領域に引き出された端子部及び透明電極２１の第２基板１０上の端子領域に引き出された端子部には、例えばＴＡＢ基板上に実装されており、データ線駆動回路や走査線駆動回路を含む駆動用ＬＳＩを、異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしてもよい。或いは駆動回路内蔵型の半透過反射型液晶装置として構成してもよく、更に、検査回路等を形成して所謂周辺回路内蔵型の半透過反射型液晶装置としてもよい。更に、第１位相差板１０６及び第２位相差板１１６を２軸性位相差板から構成してもよいし、１軸性位相差板から構成してもよい。

加えて第６実施例では、第１実施例の場合と同様に、パッシブマトリクス駆動方式以外にも、ＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式や、ＴＦＤアクティブマトリクス駆動方式、セグメント駆動方式等の公知の各種駆動方式を採用可能である。また第２基板２０上には駆動方式に応じて適宜、複数のストライプ状やセグメント状の透明電極が形成されたり、第２基板２０のほぼ全面に透明電極が形成されたりする。或いは、第２基板２０上に対向電極を設けることなく、第１基板１０上の相隣接する半透過反射電極２１４間における基板に平行な横電界で駆動してもよい。また、ノーマリーブラックモードに限らずにノーマリーホワイトモードを採用してもよい。反射型表示と透過型表示とでは液晶セルの電圧−反射率（透過率）特性が異なる場合が多いので、反射型表示時と透過型表示時とで駆動電圧を相異ならせ、各々で最適化した方が好ましい。更に、第２基板２０上に１画素１個対応するようにマイクロレンズを形成してもよい。更にまた、第２基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用して、ＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。

また図１３に示したように第６実施例では、半透過反射電極２１４を、Ａｌを主成分とする単一層から形成することにより、比較的容易な製造プロセス且つ比較的低コストで反射率の向上を図ることができる。但し、半透過反射電極２１４の主成分をＡｇやＣｒ等の他の金属としても、上述の如き第６実施例における効果は得られる。

（第７実施例）
次に、本発明の第７実施例に係る半透過反射型液晶装置について説明する。本発明の第７実施例は第１位相差板１０６、第２位相差板１１６及び偏光板１０５に係るパラメータ設定が第６実施例と異なり、その他の構成や動作は、図１３から図１５に示した第６実施例と同様である。

即ち第７実施例では、先ずＳＴＮ液晶からなる液晶層５０のツイスト角θｔについては第６実施例と同様に、２３０〜２６０度に限定されており、液晶層５０のΔｎｄについても第６実施例と同様に、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上である。

そして第７実施例では第６実施例とは異なり、第１位相差板１０６のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、第２位相差板１１６のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍであり、偏光板１０５の透過軸又は吸収軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ１は、１０〜３５度であり、第１位相差板１０６の光軸と第２位相差板１１６の光軸とのなす角度θ２は、３０〜６０度である。従って、第７実施例の半透過反射型液晶装置によれば、波長５５０ｎｍ付近の光に対する反射率が高くなり、明るく高コントラストの反射型カラー表示が可能となる。更に、２枚の位相差板を用いることにより、色補正も比較的容易に且つ的確に行うことができ、特に美しい黒表示や白表示（即ち、赤み、青み、緑み等を殆ど帯びることのない黒の表示や白の表示）も可能となる。

更に、第６実施例の場合と同様に、液晶のΔｎｄが、その最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であるため、装置仕様上要求される比較的広い動作温度範囲において当該液晶装置の印加電圧に対する透過率の変化を単調変化とすることができ、カラーの階調表示を的確に行うことも可能となる。

（第８実施例）
次に、本発明の第８実施例に係る半透過反射型液晶装置について、図１６を参照して説明する。尚、図１６に示す第８実施例では、図１３から図１５に示した第６実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

第８実施例では、第６又は第７実施例と比べて、第１基板１０の表面に凹凸が形成されており、これに伴って半透過反射電極２１４及び配向膜１５も凹凸に形成されており、更に液晶層５０の層厚ｄが各画素内で位置によって多少変化する点が異なり、その他の構成については第６又は第７実施例と同様である。

このように第８実施例では、表面に凹凸が形成された第１基板１０’を用いることで、半透過反射電極２１４の液晶層５０に面する表面を凹凸として鏡面感を無くし、散乱面（白色面）に見せる。また、凹凸による散乱によって視野角を広げられる。

（第９実施例）
次に、本発明の第９実施例に係る半透過反射型液晶装置について、図１７を参照して説明する。尚、図１７に示す第９実施例では、図１３から図１５に示した第６実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

第９実施例では、第６又は第７実施例と比べて、第１基板１０の表面に凹凸膜１０ｕが形成されており、これに伴って半透過反射電極２１４及び配向膜１５も凹凸に形成されており、更に液晶層５０の層厚ｄが各画素内で位置によって多少変化する点が異なり、その他の構成については第６又は第７実施例と同様である。

このように第９実施例では、第１基板１０上に凹凸膜１０ｕを形成することで、第８実施例の場合と同様に、半透過反射電極２１４の液晶層５０に面する表面を凹凸として鏡面感を無くし、散乱面（白色面）に見せる。また、凹凸による散乱によって視野角を広げられる。

（第１０実施例）
次に、本発明の第１０実施例に係る半透過反射型液晶装置について、図１８から図２０を参照して説明する。ここに、図１８は、第１０実施例における半透過反射電極２１４’の積層構造を示す断面図であり、図１９は、その平面図であり、図２０は、その斜視図である。尚、図１８から図２０に示す第１０実施例では、図１３から図１５に示した第６実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

図１８から図２０に示すように、第１０実施例では、第６から第９実施例における単一層からなる半透過反射電極２１４に替えて、半透過反射電極２１４’は、ストライプ状の半透過反射膜２４１と、該半透過反射膜２４１上に配置された透明の絶縁膜２４２と、該絶縁膜２４２上に配置されたストライプ状の透明電極２４３とを含む積層構造を有している。半透過反射膜２４１には、スリット２４１ｈが開孔されており、これに応じて透明電極２４３には、窪み２４３ｈが形成されている。その他の構成については第６から第９実施例のいずれかと同様である。

このように構成すれば、反射表示時には、第１基板１０上に積層されたＩＴＯ膜等からなる透明電極２４３を用いて液晶層５０の配向状態を制御することにより、Ａｌ膜等からなる半透過反射膜２４１による反射後に液晶層５０を介して表示光として出射する外光強度を制御できる。また透過表示時には、第１基板１０上に積層されたＩＴＯ膜等からなる透明電極２４３を用いて液晶層５０の配向状態を制御することにより、Ａｌ膜等からなる半透過反射膜２４１を透過後に液晶層５０を介して表示光として出射する光源光強度を制御できる。この場合の絶縁膜２４２は、例えば酸化シリコンを主成分として形成すればよい。

（第１１実施例）
次に、本発明の第１１実施例に係る反射型液晶装置について、図２１から図２３を参照して説明する。ここに、図２１は、第１１実施例の図式的平面図であり、図２２は、そのＡ−Ａ’断面図であり、図２３は、第１１実施例におけるカラーフィルタが組み込まれた反射電極層の構造を示す部分的な斜視図である。尚、図２１から図２３に示す第１１実施例では、図１から図３に示した第１実施例と同様の構成要素には同様の参照符号を付しそれらの説明は省略する。

図２１から図２３に示すように、第１１実施例では、第１実施例と比べて、第２基板２０側に、図２１中横方向に伸びるストライプ状の透明電極３２１を備える点と、第１基板１０側に、図２１中縦方向に伸びるストライプ状の透明電極３１４ａ、カラーフィルタ３２３、カラーフィルタ３２３の平坦化膜３２４、及び透明電極３１４ａと共に反射電極層を構成するベタ状の反射板３１４ｂを備える（特に、カラーフィルタ３２３が係る反射電極層中に形成されている）点とが異なり、その他の構成については第１実施例と同様である。

第１１実施例の如く構成しても、第１実施例の場合と同様に、液晶層と反射板との間の透明基板の存在により二重映りや表示のにじみなどが発生することはなくなって、カラー化した場合にも十分な発色を得ることが可能となる。しかも第１基板１０の上側における反射板３１４ｂにより外光を反射するので、表示画像における視差が低減され且つ表示画像における明るさも向上する。そして特に、液晶層５０のツイスト角θｔ、角度θ１及び角度θ２並びに液晶のΔｎｄ、第１位相差板１０６のΔｎｄ及び第２位相差板１１６のΔｎｄは、夫々上述した所定範囲に入っているため、ノーマリーブラックモードにより明るく且つ高コントラストのカラー表示が実現される。

尚、上述した第２から第１０実施例においても、第１１実施例の如く第１基板１０側にカラーフィルタを形成する構成を採用しても、液晶層５０のツイスト角θｔ、角度θ１及び角度θ２並びに液晶のΔｎｄ、第１位相差板１０６のΔｎｄ及び第２位相差板１１６のΔｎｄを夫々上述した所定範囲に入れれば、同様の効果が得られる。

（第１２実施例）
次に、本発明の第１２実施例について、図２４を参照して説明する。第１２実施例は、上述した本発明の第１から第１１実施例の反射型又は半透過反射型液晶装置を適用した各種の電子機器からなる。

先ず、第１から第１１実施例における液晶装置を、例えば図２４（ａ）に示すような携帯電話１０００の表示部１００１に適用すれば、明るく高コントラストであり、しかも視差が殆ど無く高精細のカラー表示を行う省エネルギ型の携帯電話を実現できる。

また、図２４（ｂ）に示すような腕時計１１００の表示部１１０１に適用すれば、明るく高コントラストであり、しかも視差が殆ど無く高精細のカラー表示を行う省エネルギ型の腕時計を実現できる。

更に、図２４（ｃ）に示すようなパーソナルコンピュータ（或いは、情報端末）１２００において、キーボード１２０２付きの本体１２０４に開閉自在に取り付けられるカバー内に設けられる表示画面１２０６に適用すれば、明るく高コントラストであり、しかも視差が殆ど無く高精細のカラー表示を行う省エネルギ型のパーソナルコンピュータを実現できる。

以上図２４に示した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などの電子機器にも、第１から第１１実施例の反射型又は半透過反射型液晶装置を適用可能である。

尚、本発明は、以上説明した実施例に限るものではなく、本発明の要旨を変えない範囲で実施例を適宜変更して実施することができる。

本発明に係る反射型液晶装置は、明るさ及びコントラスト比が共に高められおりカラー表示にも適した低消費電力の各種の表示装置として利用可能であり、本発明に係る半透過反射型液晶装置は、特に反射型表示時において明るさ及びコントラスト比が共に高められおりカラー表示にも適した各種の表示用装置として利用可能であり、更に、各種の電子機器の表示部を構成する液晶装置として利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、このような液晶装置を用いて構成された液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、携帯電話、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル等として利用可能である。

本発明を実施するための最良の形態における第１実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の反射型液晶装置を、対向基板上に形成されるカラーフィルタを便宜上取り除いて対向基板側から見た様子を示す図式的平面図である。 図１のＡ−Ａ’断面を、カラーフィルタを含めて示す反射型液晶装置の図式的断面図である。 第１実施例の反射型液晶装置の部分的な斜視図である。 第１実施例に基づく具体例１〜具体例６におけるパラメータ設定と明るさ及びコントラスト比を示す表である。 第１実施例でパラメータ設定された各種角度の関係の一例を基板面上で図式的に示す説明図である。 第１実施例をノーマリーブラックモードで駆動する際の液晶印加電圧に対する反射率特性を示した特性図である。 第２実施例に基づく具体例７〜具体例１２におけるパラメータ設定と明るさ及びコントラスト比を示す表である。 本発明を実施するための最良の形態における第３実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の反射型液晶装置の断面図である。 本発明を実施するための最良の形態における第４実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の反射型液晶装置の断面図である。 本発明を実施するための最良の形態における第５実施例の反射型液晶装置の反射電極付近における断面図である。 図１０に示した第５実施例の反射電極の平面図である。 図１０に示した第５実施例の反射電極の斜視図である。 本発明を実施するための最良の形態における第６実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の半透過反射型液晶装置の断面図である。 第６実施例の半透過反射型液晶装置の部分的な斜視図である。 第６実施例の半透過反射層に設けられるスリットや開口部に係る各種具体例を示す拡大平面図である。 本発明を実施するための最良の形態における第８実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の半透過反射型液晶装置の断面図である。 本発明を実施するための最良の形態における第９実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の半透過反射型液晶装置の断面図である。 本発明を実施するための最良の形態における第１０実施例の半透過反射型液晶装置の半透過反射電極付近における断面図である。 図１８に示した第１０実施例の半透過反射電極の平面図である。 図１８に示した第１０実施例の半透過反射電極の斜視図である。 本発明を実施するための最良の形態における第１１実施例であるパッシブマトリクス駆動方式の反射型液晶装置の図式的平面図である。 図２１のＡ−Ａ’断面図である。 第１１実施例の反射型液晶装置における反射電極及びカラーフィルタの構造を示す部分的な斜視図である。 本発明を実施するための最良の形態における第１２実施例である各種電子機器の外観図である。

符号の説明

１０…第１基板
１４…反射電極
１５…配向膜
２０…第２基板
２１…透明電極
２３…カラーフィルタ
２５…配向膜
３１…シール材
３２…封止材
１０５…偏光板
１０６…第１位相差板
１１６…第２位相差板
２１４…半透過反射電極

Claims (5)

1. 第１基板と、
   該第１基板に対向配置された透明の第２基板と、
   前記第１及び第２基板間に挟持された液晶と、
   前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された反射電極層と、
   前記第２基板の前記第１基板と反対側に設けられた偏光板と、
   該偏光板と前記第２基板との間に配置された第１位相差板と、
   前記偏光板と前記第１位相差板との間に配置された第２位相差板とを備えており、
   前記液晶のツイスト角は、２３０〜２６０度であり、
   前記液晶のΔｎｄ（光学異方性Δｎと層厚ｄの積）はその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であり、
   前記第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、
   前記第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍであり、
   前記偏光板の透過軸又は吸収軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ１は、１０ 〜３５度であり、
   前記第１位相差板の光軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ２は、３０〜６０ 度である液晶装置。
2. 第１基板と、
   該第１基板に対向配置された透明の第２基板と、
   前記第１及び第２基板間に挟持された液晶と、
   前記第１基板の前記第２基板に対向する側に配置された半透過反射電極層と、
   前記第２基板の前記第１基板と反対側に設けられた偏光板と、
   該偏光板と前記第２基板との間に配置された第１位相差板と、
   前記偏光板と前記第１位相差板との間に配置された第２位相差板とを備えており、
   前記液晶のツイスト角は、２３０〜２６０度であり、
   前記液晶のΔｎｄ（光学異方性Δｎと層厚ｄの積）はその最小値が０．８５μｍ以下であり且つその最大値が０．７０μｍ以上であり、
   前記第１位相差板のΔｎｄは、１５０±５０ｎｍであり、
   前記第２位相差板のΔｎｄは、６１０±６０ｎｍであり、
   前記偏光板の透過軸又は吸収軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ１は、１０ 〜３５度であり、
   前記第１位相差板の光軸と前記第２位相差板の光軸とのなす角度θ２は、３０〜６０ 度である液晶装置。
3. 前記第１基板の前記第２基板に対向する側の表面に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記第１基板もしくは前記第２基板の液晶側の面にカラーフィルタを備えた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
   

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