JP2008209941A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射層において高い反射率を得ることができ、明るい表示が可能な液晶装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶層５０は、素子基板１１０に設けた共通電極７２と画素電極７８との間に生じる電界によって駆動される。共通電極７２および画素電極７８上には、コレステリック層からなる反射層６２５が設けられている。そのため共通電極７２および画素電極７８上においても光が反射するため明るい表示が可能となる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関する。

携帯端末等の電子機器に搭載されている液晶装置を駆動する方式として、液晶層に基板平面方向の電界を印加し液晶分子の配向を制御する方式（横電界方式）が知られている。横電界方式には、例えば電極を同一層に設けて一平面上に電圧を印加させるＩＰＳ（In-Plane Switching）方式や、電極を異なる層に設けて段差のある電極間で電圧を印加させるＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式等がある（例えば、特許文献１参照）。

横電界方式の液晶装置において、外光を利用することで省エネ化を図るため、例えばアルミニウム等の光反射率の高い金属で反射層が設けられた反射型、半透過反射型の液晶装置が案出されている。

特開２００４−２７９７９３号公報

一方で、反射型、半透過反射型の液晶装置において明るい表示を可能とするため、反射層でより高い反射率が得られるようにすることが求められている。特に、横電界方式の液晶装置においては視野角が広いため、広い角度に十分に光を射出する必要がある。
このような事情に鑑み、本発明の目的は、反射層において高い反射率を得ることができ、明るい表示が可能な液晶装置及び電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の主たる観点に係る液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極及び第２電極とを備え、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって前記液晶層を駆動すると共に、反射層が少なくともサブ画素領域内に設けられた液晶装置であって、前記反射層がコレステリック液晶層からなることを特徴とする。

ここで、「コレステリック液晶層」は、少なくとも１種類のコレステリック液晶層によって構成された層を意味しており、所定の波長・回転方向の円偏光を選択的に反射・透過する性質を有している。具体的には、自身を構成する液晶分子の螺旋ピッチに屈折率を乗じた長さと同じ長さの波長を有し、かつ、螺旋の巻き方向と回転方向が同じである円偏光を反射する。また、自身を構成する液晶分子の螺旋ピッチにその屈折率を乗じた長さと同じ長さの波長を有していても、螺旋の巻き方向とは回転方向が異なる円偏光については反射せずに透過する。また、所定の回転方向を持つ円偏光のうちの一部を反射させ、一部を透過させることもできる。

金属膜等を用いた従来の反射層とコレステリック液晶層を用いた本発明の反射層との大きな違いは、金属膜からなる反射層の場合は反射時に円偏光の回転方向が逆になる点にある。すなわち右円偏光が反射すると左円偏光に変わるのに対して、コレステリック液晶を用いた反射層の場合、反射時に円偏光の回転方向は変わらず、右円偏光が反射しても右円偏光のままとなる。

本発明の構成では、反射層がこのようなコレステリック液晶層からなるので、アルミニウム等の金属に比べて高い反射率を得ることができ、明るい表示が可能となる。また、コレステリック液晶層において、反射モード及び透過モードの両方を行うことができる。また、例えばアルミニウム等の金属により半透過反射型の表示を実現するには、例えばアルミニウムの膜の一部に光を透過する開口部を設ける必要があり、そのためにパターニングしなければならないが、本実施形態では、サブ画素領域の全部に反射層を設けた場合であってもコレステリック液晶自体が反射モード・透過モードの両方を行えるので、パターニングの必要が無く、容易に製造することができるという利点もある。

また、液晶装置が複数のサブ画素領域を有する場合、１つのサブ画素領域に一定の螺旋ピッチを有するコレステリック液晶層を設けることにより、各サブ画素領域では赤、緑、青の３色のいずれか一色が反射され、その色が表示されることになる。このように、反射層がコレステリック層である場合、カラーフィルタを設けなくてもサブ画素領域から３色の光を表示することが可能になるという利点もある。
なお、本発明は、第１電極と第２電極とが同一層に設けられている、いわゆるＩＰＳ方式の液晶装置、及び、第１電極と第２電極とが異なる層に設けられている、いわゆるＦＦＳ方式の液晶装置のいずれも含むものである。

また、前記第１電極と前記第２電極とが同一層に設けられており、前記反射層が、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられていることが好ましい。
第１電極と第２電極とが同一層に設けられている、いわゆるＩＰＳ方式の液晶装置においては、電圧を印加したとき、電極間に位置する液晶分子は、電極上に配置された液晶分子に比べて駆動されやすく、表示も明るくなる。本発明では、このような第１電極と第２電極との間の領域に反射層を設けているので、低コストで、かつ、光の利用効率の高い液晶装置を得ることができる。

また、前記第１電極と前記第２電極とが同一層に設けられており、前記反射層が、前記第１電極及び前記第２電極を覆うように設けられていることが好ましい。
本発明では、第１電極及び第２電極を覆うように反射層を設けたので、第１電極及び第２電極が形成されている領域においても光の反射が可能となる。つまり、電極上の領域も反射表示に寄与することが可能となる。これにより、光の利用効率を高めることができる。なお、反射層がアルミニウム等の金属の場合には、電極上に直接反射層を形成することはできなかったが、本発明では、反射層をコレステリック液晶層にしたことによって、反射層を第１電極又は第２電極上に直接形成することが可能となる。

また、前記第１電極と前記第２電極とが異なる層に設けられており、前記反射層が、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられていることが好ましい。
本発明では、第１電極と第２電極とが異なる層に設けられている、いわゆるＦＦＳ方式の液晶装置において、第１電極の設けられた層と第２電極の設けられた層との間に誘電体であるコレステリック層が設けられているので、第１電極と第２電極との間に絶縁膜を別途形成する必要は無く、製造が容易になり、その分のコストを低減させることができる。

また、前記第１電極と前記第２電極とが異なる層に設けられており、前記反射層が、前記第２電極に対して前記第１電極とは反対側に設けられていることが好ましい。
本発明では、第１電極と第２電極とが異なる層に設けられている、いわゆるＦＦＳ方式の液晶装置において、第１電極の設けられた層と第２電極の設けられた層との間に設ける誘電体と反射層であるコレステリック層が個別に設けられているので、第１電極と第２電極との間の絶縁膜の成膜条件をＦＦＳ方式の最適駆動条件に設定することができる。

また、前記反射層には、前記液晶とは反対側の面に凹凸が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、反射層の面に設けられた凹凸によって、入射された光を散乱させることができるため、表示をより明るくすることができる。

また、前記反射層が、前記サブ画素領域の全部を覆うように設けられていることが好ましい。
本発明によれば、反射層がサブ画素領域の全部分を覆うように設けられているので、電極の位置にかかわらずコレステリック層による反射層がサブ画素領域の全部分を覆うことができる。これにより、ドット領域の広い範囲で光を反射させることができ、光の利用効率を高めることができる。

また、前記反射層が、前記サブ画素領域の一部分を覆うように設けられており、前記サブ画素領域の他部分には光透過層が設けられていることが好ましい。
本発明によれば、反射層がサブ画素領域の一部分を覆うように設けられ、サブ画素領域の他部分には透過表示を行うための光透過層が設けられる構成とすることにより、反射層及び透過層の誘電率を別個に設定することができ、反射領域の液晶と透過領域の液晶とを別個に駆動することができる。これにより、駆動の最適化を図ることができる。

本発明の別の観点に係る電子機器は、上記の液晶装置を搭載したことを特徴とする。
本発明の構成によれば、反射層において高い反射率を得ることができ、明るい表示が可能な液晶装置が搭載されているので、明所、暗所を問わず、どのような環境であっても表示が良好な電子機器を得ることができる。

（第１実施形態）
本発明に係る第１実施形態を図面に基づき説明する。以下の各図面においては、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、各層や各部材毎に適宜縮尺を異ならせてある。

図１は本発明の液晶装置１の一実施形態を示す平面構成図である。本実施形態において説明する液晶装置１は、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式のものである。また本実施形態では、バックライト（図２の符号１３０等参照）からの光を表示光として用いると共に、外光を反射して表示光とすることが可能な半透過反射型の液晶装置であって、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子を用いたアクティブマトリクス方式のものである。

図１に示すように、本実施形態に係る液晶装置１は、対をなす素子基板（第１基板）１１０と対向基板（第２基板）１２０とが紫外線硬化性のシール材５２によって貼り合わされ、シール材５２によって区画された領域内に液晶層５０が封入・保持された構成になっている。シール材５２は、基板面内において閉ざされた環状（枠状）に形成されている。シール材５２に囲まれた領域内には、画像や動画等を表示する表示領域１１１が設けられている。この表示領域１１１内には、サブ画素領域１１４がマトリクス状に設けられている。サブ画素領域１１４は、表示領域１１１の最小表示単位となる１サブ画素を構成している。

図１に示す平面構成では、対向基板１２０よりも素子基板１１０の外形寸法の方が大きくなっている。素子基板１１０の周縁部には、対向基板１２０の一辺端部（図１における下辺部）から張り出した張出領域９０が形成されている。張出領域９０には、素子基板１１０側に形成されたサブ画素領域１１４を駆動するための第１駆動回路６１と第２駆動回路６２とが実装されている。なお、各駆動回路６１、６２には図示しない外部接続端子が形成されており、当該液晶装置１に接続された外部機器から表示制御信号等を受信可能になっている。

図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面であり、１つのサブ画素領域における断面を示す図である。図３は素子基板１１０の表示領域１１１の平面構成を示す図である。
図２に示すように、バックライト１３０側に設けられた素子基板１１０には、基板本体１１０Ａ上に、例えばＩＴＯ等の透明な導電材料により形成された共通電極（第１電極）４２が設けられている。また、共通電極４２を覆うように、反射層２５及び絶縁層２６が同一層に設けられている。反射層２５の構成については、後で詳述する。絶縁層２６は、例えばポリイミド樹脂等の透明な材料で形成されている。

反射層２５が設けられている領域が、外光Ｌ１（図示せず）を反射して表示する反射表示領域である。また、絶縁層２６が設けられている領域が、バックライト１３０の光Ｌ２（図示せず）を透過して表示する透過表示領域である。この反射層２５及び絶縁層２６を含む層上には、例えばＩＴＯ等の透明な導電材料により形成された画素電極（第２電極）４８や図示しない配線等が形成されている。

また、素子基板１１０の平面構成について説明すると、図３に示すように、サブ画素領域１１４には、データ線６ａと、走査線３ａと、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極１３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。共通電極４２は、画像表示領域全体にベタ状態に設けられている。また、画素電極４８は、平面視櫛歯状を成すように設けられている。具体的には、コンタクト部４８ａと、当該コンタクト部４８ａに接続されていると共にＸ軸方向に延在する基端部４８ｂと、当該基端部４８ｂからＹ側に延びる４本の帯状電極４８ｃとを有している。共通電極４２と画素電極４８とは平面的に重なるように配置されている。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形に形成されており、ドレイン電極１３２は、平面視略矩形状の容量電極１３１と一体的に形成されている。容量電極１３１上には、画素電極４８のコンタクト部４８ａが延在して配置されており、平面的に重なる位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極１３１と画素電極４８とが電気的に接続されている。また容量電極１３１は、容量線３ｂの平面領域内に配置されており、当該位置に、厚さ方向で対向する容量電極１３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。

図２に戻って、対向基板１２０には、基体である基板本体１２０Ａの液晶層側に、カラーフィルタ層２２が形成されている。カラーフィルタ層２２には、各サブ画素領域１１４について、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち１つの色層が設けられている。３色の色層が１組になるように設けられており、このような３つのサブ画素によって１つの画素を構成している。

基板本体１２０Ａの外側（液晶層５０とは反対側）の表面に、λ／４位相差板２７が貼り付けられており、当該λ／４位相差板２７の外側の表面には、偏光板２８が貼り付けられている。偏光板２８は、液晶装置１に入射する光のうち一方向の直線偏光を透過する。λ／４位相差板２７は、偏光板２８を透過した直線偏光を円偏光に変換する。
基板本体１１０Ａの外側（液晶層５０とは反対側）の表面に、λ／４位相差板２９が貼り付けられており、当該λ／４位相差板２９の外側の表面には、偏光板３０が貼り付けられている。偏光板３０は、バックライト１３０からの光のうち一方向の直線偏光を透過する。λ／４位相差板２９は、偏光板２８を透過した直線偏光を円偏光に変換する。
なお、本実施形態では、対向基板１２０側、素子基板１１０側の双方について、偏光板２８、３０の透過軸を図２の紙面に平行な方向とし、この方向の直線偏光がλ／４位相差板２７、２９に入射された場合に、右円偏光が射出されるものとする。

液晶層５０は、選択電界印加の有無により、当該液晶層５０に入射した円偏光の極性（回転方向）を反転させるものである。
例えば、非選択電圧印加時（液晶オフ時）に液晶分子が寝た状態でλ／２（λ：入射光の波長）の位相差を有するものとなる。液晶オフ時には、液晶層５０に右円偏光が入射した場合、液晶層５０を透過した後左円偏光に変化する。また、液晶層５０に左円偏光が入射した場合、透過後は右円偏光に変化する。
一方、選択電圧印加時（液晶オン時）に液晶分子が立った状態では位相差が０になる。液晶オン時には、円偏光の極性（回転方向）は変化しない。

ここで、反射層２５の構成を説明する。反射層２５は、コレステリック液晶層によって構成されており、図３に示すように、液晶装置１を基板側から平面視したときに、例えばサブ画素領域１１４の図中ほぼ下半分の領域に設けられている。コレステリック液晶層は、所定の回転方向を持つ円偏光のうちの一部を反射させ、一部を透過させるものである。本実施形態では、例えば右回りの円偏光（以下、右円偏光という）のうち、８０％を反射させ、２０％を透過させるものとする。なお、コレステリック液晶層を用いた反射層２５の場合、反射時に円偏光の回転方向は変わらず、右円偏光が反射しても右円偏光のままとなる。
また、図２に示すように、反射層２５のうち基板本体１１０Ａ側の面には凹凸２５ａが形成されており、当該反射層２５で光が散乱するようになっている。凹凸２５ａは、例えば反射層２５の下地に形成することができる。

次に、液晶装置１における反射表示モード及び透過表示モードのそれぞれの表示原理を、図４をもとにして説明する。図４は、液晶装置１を模式的に示した断面図である。同図においては、説明をわかりやすくするため、共通電極４２及び画素電極４８を省略している。偏光板２８、偏光板３０の透過軸は紙面に平行な方向とする。

まず、反射表示領域における表示原理を説明する。
反射モードでの表示を行う場合、外光が対向基板１２０の外側から液晶装置１に入射し、この光が表示に寄与する光となる。
図４の領域（１）は、液晶層５０内の液晶の位相差が０の場合を示している。対向基板１２０の外側から入射した光は、偏光板２８を透過し、紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光となり、この直線偏光がλ／４位相差板２７を透過して右円偏光となる。さらに、この右円偏光は、液晶層５０に入射する。液晶の位相差が０であるため、液晶層５０に入射した光は、右円偏光のまま当該液晶層５０を透過する。

反射層２５では、右円偏光の８０％が反射し、再び対向基板１２０へ向けて液晶層５０を透過する。このときも液晶の位相差が０であるため、液晶層５０を透過しても、偏光状態は右円偏光のままで変わらない。その後、λ／４位相差板２７を透過することによって、紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化する。この直線偏光が偏光板２８を透過し、外部（観察者側）に射出されるので、この場合は明表示となる。

図４の領域（３）は、液晶層９０３内の液晶の位相差がλ／２の場合を示している。対向基板１２０の外側から入射した光は、領域（１）と同様に、液晶層５０に入射するときには、右円偏光になっている。液晶の位相差がλ／２であるため、液晶層５０に入射した右円偏光は、液晶層５０を透過すると左円偏光になる。この左円偏光のうち大部分は、反射層２５では反射されずに当該反射層２５を透過する。その後、素子基板１１０側のλ／４位相差板２９を透過して紙面に垂直な偏光軸を有する直線偏光に変化する。この直線偏光は偏光板３０で吸収されるので、外部（観察者側）へは射出されず、この場合は暗表示となる。

一方、透過モードでの表示を行う場合、バックライト１３０から射出された光が素子基板１１０の外側から液晶装置１に入射し、この光が表示に寄与する光となる。
図４の領域（２）は、液晶層５０内の液晶の位相差が０になっている。バックライト１３０から射出された光は、素子基板１１０側から入射する。入射光は、偏光板３０を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光となり、λ／４位相差板２９を透過することにより右円偏光になる。この右円偏光のうちの２０％が反射層２５を透過する。

液晶の位相差が０であるため、反射層２５を透過した２０％の右円偏光がその偏光状態を維持したまま液晶層５０を透過し、対向基板１２０側に到達する。その後、右円偏光が上λ／４位相差板２７を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化する。この直線偏光は偏光板２８を透過し、外部（観察者側）に射出され、この場合は明表示となる。

図４の領域（４）では、液晶層５０内の液晶の位相差がλ／２になっている。領域（２）と同様に、バックライト１３０から射出された光は、素子基板１１０側から入射し、偏光板３０を透過して直線偏光になり、λ／４位相差板２９を通過して右円偏光になり、当該右円偏光のうちの２０％がコレステリック液晶からなる反射層２５を透過する。

液晶の位相差がλ／２であるため、液晶層５０を透過した時点で左円偏光となるものの、λ／４位相差板２７を透過することにより紙面に垂直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光が偏光板２８で吸収されるので、外部（観察者側）へは射出されず、領この場合は暗表示となる。

領域（２）及び領域（４）では、λ／４位相差板２９を通過した右円偏光のうち、８０％が反射層２５で素子基板１１０側へ反射される。この場合の反射光は右円偏光のままである。この右円偏光がλ／４位相差板２９を透過すると、紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光になる。この直線偏光は、紙面に平行な透過軸を有する偏光板３０を透過する。このようにして、偏光板３０の透過軸と同じ偏光軸を有する直線偏光が素子基板１１０側から射出されることになる。この光については、例えばバックライト１３０に反射板を備え、当該反射板により反射させることにより、素子基板１１０側に再度入射させて再利用することができる。

なお、バックライト１３０に反射板等を設けた場合、例えば領域（１）では、対向基板１２０側から入射した右円偏光の２０％が反射層５０を透過し、素子基板１１０側から一旦、バックライト１３０側に射出された光についても、再利用することができる。このように、反射モードにおいても明るく表示できるようになっている。

次に、透過表示領域における表示原理を説明する。
図４の領域（５）では、液晶層５０内の液晶の位相差が０になっている。バックライト１３０から射出された光は、素子基板１１０側から入射し、偏光板３０を透過して直線偏光になり、λ／４位相差板２９を通過して右円偏光になって、液晶層５０に入射する。液晶の位相差が０であるため、液晶層５０に入射した光は、右円偏光のまま当該液晶層５０を透過する。その後、λ／４位相差板２７を透過することによって、紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化する。この直線偏光が偏光板２８を透過し、外部（観察者側）に射出されるので、この場合は明表示となる。

図４の領域（６）では、液晶層５０内の液晶の位相差がλ／２になっている。バックライト１３０から射出された光は、素子基板１１０側から入射し、偏光板３０を透過して直線偏光になり、λ／４位相差板２９を通過して右円偏光になって、液晶層５０に入射する。液晶の位相差がλ／２であるため、液晶層５０を透過した時点で左円偏光となるものの、λ／４位相差板２７を透過することにより紙面に垂直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光が偏光板２８で吸収されるので、外部（観察者側）へは射出されず、領この場合は暗表示となる。

このように、本実施形態では、反射層２５がこのようなコレステリック液晶層からなるので、アルミニウム等の金属に比べて高い反射率を得ることができ、明るい表示が可能となる。また、本実施形態のように反射層２５がサブ画素領域１１４の一部分を覆うように設けられ、サブ画素領域１１４の他部分には透過表示を行うための絶縁層２６が設けられる構成とすることにより、反射層２５及び絶縁層２６の誘電率を別個に設定することができ、反射領域の液晶層５０と透過領域の液晶層５０とを別個に駆動することができる。これにより、駆動の最適化を図ることができる。

なお、ＦＦＳ方式で不可欠な共通電極（第１電極）４２と画素電極（第２電極）の間の誘電体（絶縁体）として、本実施例では反射層２５及び絶縁層２６で兼用させているが、兼用させずに、別の材料、例えば窒化珪素等を成膜してこの誘電体を形成し、反射層としてのコレステリック液晶層を画素電極（第２電極）の上に形成しても良い。これにより、成膜工数は増えるが、ＦＦＳ方式の駆動条件を左右する誘電体層の厚さ等を最適化することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。図５は、液晶装置２０１のうち１つのサブ画素領域における断面を示す図であり、第１実施形態の図２に対応している。図６は素子基板１１０側の表示領域１１１の平面構成を示す図であり、第１実施形態の図３に対応している。なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、反射層の構成が第１実施形態とは異なるため、かかる点を中心に説明する。

本実施形態で説明する液晶装置２０１は、第１実施形態と同様にＦＦＳ方式のものである。また、本実施形態では、外光を反射することにより画像を表示する反射型の液晶装置について説明する。なお、スイッチング素子としてＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス方式のものである点は、第１実施形態と同様である。

図５に示すように、液晶装置２０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０を有している。素子基板１１０には、基体である基板本体１１０Ａ上に形成された共通電極（第１電極）４２を覆うように、サブ画素領域１１４のほぼ全部分に反射層２２５が設けられている。反射層２２５は、第１実施形態と同様のコレステリック液晶層によって構成されており、図６に示すように、サブ画素領域１１４のほぼ全部分に設けられている。反射層２２５の上層には、絶縁層２２６が形成されている。

コレステリック液晶層では、反射モード及び透過モードの両方を行うことができるため、本実施形態のように、サブ画素領域１１４に反射層２２５をベタ状に設けた場合であっても、半透過反射型の表示が可能となる。この場合、パターニングの必要も無いため、容易に製造することができるという利点もある。また、反射層２２５の上に絶縁層２２６を設けた構成となっており、液晶装置２０１を製造するのが容易になる。また、本実施形態に係る液晶装置２０１はいわゆる反射型ではあるが、反射モードにおいても明るく表示するため、第１実施形態と同様に、素子基板１１０側にバックライトを別途設ける構成とすることも可能である。

（第３実施形態）
次に、図７を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。図７は、液晶装置３０１のうち１つのサブ画素領域における断面を示す図であり、第１実施形態の図２に対応している。なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、反射層の構成が第１実施形態とは異なるため、かかる点を中心に説明する。

本実施形態で説明する液晶装置３０１は、第１実施形態と同様にＦＦＳ方式のものである。また、本実施形態では、外光を反射することにより画像を表示する反射型の液晶装置について説明する。なお、スイッチング素子としてＴＦＴ素子を用いたアクティブマトリクス方式のものである点は、第１実施形態と同様である。

図７に示すように、液晶装置３０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０を有している。素子基板１１０には、基体である基板本体１１０Ａ上に形成された共通電極（第１電極）４２を覆うように、反射層３２５が設けられている。反射層３２５は、第１実施形態と同様のコレステリック液晶層によって構成されている。

本実施形態のように、サブ画素領域１１４内のほぼ全部分に反射層３２５を設け、当該反射層３２５が絶縁層を兼ねるようにすることも可能である。これにより、絶縁層を別途設け無くても済むため、その分のコストを削減することができる。また、本実施形態に係る液晶装置３０１はいわゆる反射型ではあるが、反射モードにおいても明るく表示するため、第１実施形態と同様に、素子基板１１０側にバックライトを別途設ける構成とすることも可能である。

（第４実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。図８は、液晶装置４０１のうち１つのサブ画素領域における断面を示す図であり、第１実施形態の図２に対応している。なお、第１実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、対向基板の構成等が第１実施形態とは異なるため、かかる点を中心に説明する。本実施形態で説明する液晶装置４０１は、第１実施形態と同様にＦＦＳ方式のものである。

図８に示すように、液晶装置４０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０が、液晶層４５０を挟持する構成になっている。対向基板１２０には、基体である基板本体１２０Ａの液晶層側に、カラーフィルタ層２２が形成されている。カラーフィルタ層２２には、各サブ画素領域１１４について、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のうち１つの色層が設けられている。

また、基板本体１２０Ａの外側（液晶層４５０とは反対側）の表面にはλ／４位相差板は貼り付けられておらず、基板本体１２０Ａの外側の表面に、偏光板２８が直接貼り付けられている。
液晶層４５０では、非選択電圧印加時に液晶分子が寝た状態で３λ／４（λ：入射光の波長）の位相差を有するものとなる。液晶オフ時には、液晶層５０に直線偏光が入射した場合、液晶層５０を透過した後左円偏光に変化する。
一方、選択電圧印加時（液晶オン時）に液晶分子が立った状態では位相差がλ／４になる。液晶オン時には、液晶層５０に直線偏光が入射した場合、液晶層５０を透過した後右円偏光に変化する。

本実施形態のように、λ／４位相差板を設けない代わりに、液晶層４５０内で位相差を３λ／４とλ／４とを切り替えるようにすることよって、λ／４位相差板を設けた場合と同一に、直線偏光を右円偏光又は左円偏光に変化させることができる。また、偏光板２８とλ／４位相差板と間での光の損失を無くすことができ、光を効率よく利用することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る液晶装置について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、本実施形態の液晶装置５０１における任意の１サブ画素領域を示す断面構成図である。図１０は、素子基板１１０側の表示領域１１１の平面構成を示す図である。本実施形態で説明する液晶装置５０１は、第１実施形態とは異なり、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式のものである。また、本実施形態では、外光を反射することにより画像を表示する反射型の液晶装置を例に挙げて説明する。また、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）素子を用いている点でも、第１実施形態とは異なっている。

図９に示すように、液晶装置５０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０が液晶層５０を挟持した構成になっている。素子基板１１０について、基体である基板本体１１０Ａ上には、共通電極（第１電極）７２及び画素電極（第２電極）７８が同一層に形成されている。

同一層に形成された画素電極７８と共通電極７２との間には、絶縁層５２６が設けられている。この絶縁層５２６は、画素電極７８と共通電極７２との間に誘電体として設けられている。共通電極７２、画素電極７８及び絶縁層５２６が設けられた層を平坦化するように、サブ画素領域１１４のほぼ全部分には、反射層５２５が設けられている。反射層５２５は、第１実施形態と同様のコレステリック液晶層によって構成されている。

素子基板１１０の平面構成については、図１０に示すように、図中縦方向に共通電極線７１が延在し、図中横方向に信号線７７が延在し、当該共通電極線７１及び信号線７７は、相互に交差するように設けられている。また、共通電極線７１においては、その途中から分岐して共通電極（第１電極）７２が形成されている。これら共通電極線７１及び共通電極７２は、例えばタンタル（Ｔａ）等の金属から構成されている。

さらに、図１０に示すように、１つのサブ画素領域１１４における共通電極線７１と信号線７７の交差部の近傍にはＴＦＤ素子（薄膜ダイオード）７３が形成されている。ＴＦＤ素子７３の概略構成としては、下部電極と上部電極との間に絶縁膜が挟持されたものとなっている。ＴＦＤ素子７３を具体的に説明すると、下部電極７４と、下部電極７４の上面を覆う素子絶縁膜７６と、素子絶縁膜７６を介して下部電極７４と対向するように設けられた信号線７７及び画素電極（第２電極）７８とによってＴＦＤ素子７３は構成されている。

つまり、信号線７７や画素電極７８がそのままＴＦＤ素子７３の上部電極として機能させている。なお、信号線７７や画素電極７８と電気的に接続された上部電極を別途設けてもよい。このようなＴＦＤ素子７３は、２つのダイオードが背中合わせに接続された、いわゆるバック・トゥー・バック（Back-to-Back）構造のＴＦＤ素子となっている。

ＴＦＤ素子７３を構成する下部電極７４の一端側には、下部電極７４と交差するように信号線７７が形成されている。一方、下部電極７４の他端側には、下部電極７４と交差するように画素電極７８が形成されている。画素電極７８は、図中下部電極７４と交差する側で横方向に延びる基端部７８ａと、当該基端部７８ａから分岐して縦方向に延びる２本の帯状電極７８ｃとを有している。この中で帯状電極７８ｃが主に画素電極として機能する。信号線７７および画素電極７８は、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属から構成されている。
また、図１０中斜線で示した領域が反射層５２５であり、各電極・配線が形成された領域以外のほぼ全領域で、外光を反射可能となっている。

本実施形態によれば、共通電極７２及び画素電極７８を覆うように反射層５２５を設けたので、これら共通電極７２及び画素電極７８が形成されている領域においても光の反射が可能となる。これにより、光の利用効率を高めることができる。なお、反射層をアルミニウム等の金属によって形成する場合には、当該電極上に直接反射層を形成することはできないが、本発明では、反射層５２５をコレステリック液晶層にしたことによって、当該反射層５２５を共通電極７２及び画素電極７８上に直接形成することが可能となる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る液晶装置について、図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態の液晶装置６０１における任意の１サブ画素領域を示す断面構成図である。本実施形態で説明する液晶装置６０１は、第５実施形態と同様に、ＩＰＳ方式のものである。第５実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、スイッチング素子としてＴＦＤ素子を用いている点でも、第５実施形態と同様である。

図１１に示すように、液晶装置６０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０が液晶層５０を挟持した構成になっている。素子基板１１０について、基体である基板本体１１０Ａ上には、共通電極（第１電極）７２及び画素電極（第２電極）７８が同一層に形成されている。

一方、図１１を参照して、反射層６２５が、画素電極７８及び共通電極７２の間の領域を埋めると共に、当該画素電極７８及び共通電極７２を覆うように設けられている。この反射層６２５は、第１実施形態と同様のコレステリック液晶層によって構成されている。また、共通電極７２、画素電極７８の間に他の絶縁層は設けられておらず、反射層６２５が絶縁層を兼ねるようになっている。

本実施形態おいても、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。ＩＰＳ方式の液晶装置６０１において、反射層６２５によって、共通電極７２及び画素電極７８の設けられた層が平坦化されるので、平坦化膜等を別途形成する必要は無く、製造が容易になり、その分のコストを低減させることができる。

また、反射層６２５が絶縁層を兼ねているため、絶縁層を別途設ける必要がなく、その分のコストを削減することができる。さらに、本実施形態に係る液晶装置６０１においても、素子基板１１０側にバックライトを別途設ける構成とすることも可能である。これにより、反射層６２５において、より明るい表示が可能となる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態に係る液晶装置について、図１２を参照して説明する。図１２は、本実施形態の液晶装置７０１における任意の１サブ画素領域を示す断面構成図である。本実施形態で説明する液晶装置７０１は、第５実施形態と同様に、ＩＰＳ方式のものである。第５実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、スイッチング素子としてＴＦＤ素子を用いている点でも、第５実施形態と同様である。

図１２に示すように、液晶装置７０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０が液晶層５０を挟持した構成になっている。素子基板１１０について、基体である基板本体１１０Ａ上には、共通電極（第１電極）７２及び画素電極（第２電極）７８が同一層に形成されている。

一方、画素電極７８と共通電極７２との間には、第１実施形態と同様のコレステリック液晶層によって構成された反射層７２５が設けられている。反射層７２５は、画素電極７８と共通電極７２との間の領域を埋めるように設けられており、画素電極７８と共通電極７２との間が面一状態になっている。

本実施形態のように、例えば画素電極７８と共通電極７２との間の領域等、サブ画素領域１１４のうちの限られた領域にコレステリック液晶層を配置する場合には、例えばコレステリックシール等を用いることが好ましい。また、本実施形態においても、共通電極７２、画素電極７８の間に他の絶縁層は設けられておらず、反射層７２５が絶縁層を兼ねるようになっている。

ＩＰＳ方式の液晶装置は、電圧を印加したとき、共通電極と画素電極との間に配置されている液晶分子は、電極上に配置されている液晶分子に比べて水平になる傾向が強く、表示も明るくなる。本実施形態では、共通電極７２と画素電極７８との間、すなわち、液晶分子が水平になる傾向が強く、光が透過しやすい領域に反射層７２５を設けているので、低コストで、かつ、光の利用効率の高い液晶装置を得ることができる。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態に係る液晶装置について、図１３を参照して説明する。図１３は、本実施形態の液晶装置８０１における任意の１サブ画素領域を示す断面構成図である。本実施形態で説明する液晶装置８０１は、第５実施形態と同様に、ＩＰＳ方式のものである。第５実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、スイッチング素子としてＴＦＤ素子を用いている点でも、第５実施形態と同様である。

図１３に示すように、液晶装置８０１は、素子基板１１０及び対向基板１２０が液晶層５０を挟持した構成になっている。素子基板１１０について、基体である基板本体１１０Ａ上には、反射層８２５が設けられている。反射層８２５は、第１実施形態と同様のコレステリック液晶層によって構成されている。反射層８２５上には、共通電極（第１電極）７２及び画素電極（第２電極）７８が同一層に形成されている。

本実施形態によれば、反射層８２５上に、共通電極７２及び画素電極７８を直接設けた構成であるため、液晶装置８０１を容易に製造することができる。なお、反射層をアルミニウム等の金属によって形成する場合には、当該反射層上に直接電極を形成することはできないが、本発明では、反射層８２５をコレステリック液晶層にしたことによって、当該反射層８２５上に共通電極７２及び画素電極７８上を直接形成することが可能となる。
また、本実施形態に係る液晶装置８０１においても、素子基板１１０側にバックライトを別途設ける構成とすることも可能である。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器について、携帯電話を例に挙げて説明する。
図１４は、携帯電話３００の全体構成を示す斜視図である。
携帯電話３００は、筺体３０５、複数の操作ボタンが設けられた操作部３０２、画像や動画、文字等を表示する表示部３０３を有する。表示部３０３には、本発明に係る液晶装置１が搭載されている。
このように、反射層において高い反射率を得ることができ、明るい表示が可能な液晶装置１を搭載したので、明所、暗所を問わず、どのような環境であっても表示が良好な電子機器（携帯電話３００）を得ることができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、１つのサブ画素領域１１４に設けられる反射層２５を、赤、緑、青の３色のいずれか一色のみを反射するコレステリック液晶層で構成することも可能である。当該構成によれば、各サブ画素領域では赤、緑、青の３色のいずれか一色が反射され、その色が表示されることになる。このように、反射層がコレステリック層である場合、カラーフィルタ層２２を設けなくてもサブ画素領域から３色の光を表示することが可能になるという利点がある。

また、上記実施形態では、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層５０の厚さを一定にした構成であったが、これに限られることは無く、反射表示領域と透過表示領域とで液晶層５０の厚さを変えるようにしても良い。また、赤色、緑色、青色を表示するサブ画素領域１１４ごとに、液晶層５０の厚さを変えるようにしても良い。

本発明の実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 本実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 液晶装置の素子基板の構成を示す平面図である。 本発明に係る液晶装置の表示原理を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本発明の第４実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 本発明の第６実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本発明の第７実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本発明の第８実施形態に係る液晶装置の構成を示す断面図である。 本発明に係る電子機器の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１…液晶装置、２５，２２５，３２５，５２５，６２５，７２５，８２５…反射層、４２，７２…共通電極、４８，７８…画素電極、５０，４５０…液晶層、１１０…素子基板、１１４…サブ画素領域、１２０…対向基板、３００…携帯電話。

Claims (9)

1. 液晶層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板と、前記第１基板の前記液晶層側に設けられた第１電極及び第２電極とを備え、前記第１電極と前記第２電極との間に生じる電界によって前記液晶層を駆動すると共に、反射層が少なくともサブ画素領域内に設けられた液晶装置であって、
   前記反射層がコレステリック液晶層からなることを特徴とする液晶装置。
2. 前記第１電極と前記第２電極とが同一層に設けられており、前記反射層が、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１電極と前記第２電極とが同一層に設けられており、前記反射層が、前記第１電極及び前記第２電極を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記第１電極と前記第２電極とが異なる層に設けられており、前記反射層が、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
5. 前記第１電極と前記第２電極とが異なる層に設けられており、前記反射層が、前記第２電極に対して前記第１電極とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
6. 前記反射層には、前記液晶とは反対側の面に凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記反射層が、前記サブ画素領域の全部を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記反射層が、前記サブ画素領域の一部分を覆うように設けられており、前記サブ画素領域の他部分には光透過層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 請求項１乃至請求項８のうちいずれか一項に記載の液晶装置を搭載したことを特徴とする電子機器。

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