JP3491161B2 - 液晶装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置の技術分
野に関し、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の技術分野に関する。

【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付属的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。

【０００３】これは、実開昭５７−０４９２７１号公報
などに記載されているように、液晶パネルの観察側と反
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。

【０００４】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、液晶パネルの観察側
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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平８−２９２４１３号公報に記載された液晶装置で
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、重映りや表示のにじみなどが発生してしまうとい
う問題点がある。

【０００６】更に、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パネ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
液晶パネ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間題点がある。

【０００７】この間題を解決するために、特開平９−２
５８２１９号公報では、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
しながら、この液晶装置では、周知が暗くなると表示を
認識することができない。

【０００８】他方、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る画素電極を
設けた半透過反射型の液晶装置が提案されている。しか
しながら、この液晶装置では、孔欠陥、凹入欠陥等の微
細な欠陥部や微細な開口を点在させた金属薄膜等の半透
過反射膜を用いるため、欠陥部や開口部の周囲に生じる
斜め電界の影響により液晶の配向不良が発生して、十分
なコントラスト比や明るさが得られなかったり、反射型
表示と透過型表示との両方において光の波長分散に起因
した色付きを防止するのが困難であったり、画素電極の
間隙における白抜け防止又はコントラストの向上と反射
型表示時における明るさの向上とを両立させるのが困難
であるなど技術的な問題点が数多く存在するため、高品
位の画像表示を行えないという問題点がある。

【０００９】更に、その製造についても特殊な工程が付
加的に必要となり、当該技術分野における製造コストの
削減という一般的要請に応えることも困難である。

【００１０】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
であり、視差による二重映りや表示のにじみなどが発生
せず、高品位の画像表示できる反射型表示と透過型表示
とを切換え可能な半透過反射型の液晶装置及びその液晶
装置を用いた電子機器を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、透
明な一対の第１及び第２基板と、該第１及び第２基板間
に挟持された液晶層と、前記第１基板の前記液晶層側の
面に形成された透明電極と、前記第２基板の前記液晶層
側の面に形成されており長方形のスリットが開口された
反射電極と、前記第２基板の前記液晶層と反対側に配置
された照明装置とを備えた液晶装置によって達成され
る。

【００１２】本発明の液晶装置によれば、反射型表示時
には、反射電極は、第１基板側から入射した外光を液晶
層側に反射する。この際、反射電極は、第２基板の液晶
層側に配置されているため、液晶層と反射電極との間に
間隙が殆どなく、そのため視差に起因する表示の二重映
りや表示のにじみが発生しない。他方、透過型表示時に
は、照明装置から発せられ第２基板側から入射した光源
光を、スリットを介して液晶層側に透過する。従って、
暗所では光源光を用いて明るい表示が可能となる。

【００１３】特に反射電極には、長方形のスリットが開
口されているので、比較的離れて対向配置されたスリッ
ト短辺を規定する反射電極の縁部（即ち、スリットの長
辺の両端で相対向する反射電極の縁部）と透明電極との
間で斜め電界（以下、スリット短辺による斜め電界とい
う）が、液晶層に印加される。同時に、比較的近接して
対向配置されたスリットの長辺を規定する反射電極の縁
部（即ち、スリットの短辺の両端で相対向する反射電極
の縁部）と透明電極との間で斜め電界（以下、スリット
長辺による斜め電界という）が、液晶層に印加される。
そして、これらスリット短辺による斜め電界とスリット
長辺による斜め電界とは、基板面内成分の方向が相互に
直交する。従って、これら２種類の斜め電界がスリット
付近の液晶分子に作用すると、各位置におけるこれら２
種類の斜め電界の強さに応じて液晶分子の動く方向が規
定される。

【００１４】ここで仮に、スリットが正方形であったと
すれば、これら２種類の斜め電界が均等に存在すること
となり、それらの強さ関係が逆転する位置があったりし
て液晶分子の動く方向が各位置で一定とならず、液晶の
配向不良が比較的大きなドメインとして現れる結果を招
く。即ち、その領域で表示欠陥が生じてしまう。そし
て、このような配向不良は、これら２種類の斜め電界が
同じ強さで作用する場合が最も顕著に現れる。逆にどち
らか一方が他方よりも強ければ、両者が作用する領域に
おける液晶分子の動きは、その強い方の斜め電界に支配
されてより一定となる。

【００１５】しかるに本発明ではスリットの短辺による
（基板面内成分がスリットの長手方向に平行な）、斜め
電界は、スリットの長辺の長さに応じて弱められる。こ
れに対して、スリットの長辺による（基板面内成分がス
リットの長手方向に直交する）斜め電界は、スリット短
辺の短さに応じて相対的に強められる。このため本発明
では、液晶分子の動きはスリット長辺による斜め電界に
より支配されるようになる。従って、このスリット付近
の領域における液晶の配向不良を低減でき、表示欠陥を
低減可能となる更にスリット長辺による斜め電界を利用
して液晶駆動を部分的に行うことにより、液晶駆動時の
しきい値電圧を下げることができ、液晶装置の低消費電
力化を図ることも可能となる。

【００１６】特に、スリット短辺による斜め電界につい
ては考慮しなくても、スリット長辺による斜め電界に対
してのみ、斜め電界に対する対策或いは有効利用（例え
ば、斜め電界に起因した液晶の配向不良の表示画像への
悪影響を実用上低減するため或いは斜め電界で良好に液
晶を駆動するための、各種の動作パラメータ設定、構成
要素や部材の仕様設定、装置設計等）を図れば、全体と
して斜め電界に起因した液晶の配向不良を低減できるか
或いは積極的に斜め電界を利用しての良好な液晶駆動が
可能となる。仮に、スリットが正方形であったとすれ
ば、斜め電界に対処するためには、２種類の斜め電界に
対処する必要があり、液晶装置の設計、製造等が非常に
困難となり、更に２種類の斜め電界の両者を積極的に利
用することは実用上不可能に近い。

【００１７】このような反射電極の材料としては、Ａｌ
（アルミニウム）が主成分の金属が用いられるが、Ｃｒ
（クロム）やＡｇ（銀）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。特に、反射電極が外光を反射する
機能と液晶に電圧を印加する機能との両方を有するの
で、反射膜と画素電極とを別途形成する場合と比較し
て、装置構成上も製造上或いは設計上も有利であり、低
コスト化を図れる。

【００１８】また、長方形のスリットは、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。即ち、反射電極を形成するときに同時に
スリットを形成できるので、製造工程数を増やさず済
む。スリットの幅は、０．０１μｍ以上２０μｍ以下で
あることが好ましい。更に１μｍ以上５μｍ以下が特に
好ましい。このようにすることで、人間が認識すること
が困難であり、スリットを設けたことで生じる表示品質
の劣化を抑えつつ、反射型表示と透過型表示を同時に実
現できる。また、スリットは反射電極に対して、５％以
上３０％以下の面積比で形成することが好ましい。この
ようにすることで、反射型表示の明るさの低下を抑える
ことができと共に、反射電極のスリットを介して液晶層
に導入される光によって透過型表示が実現できる。

【００１９】なお、本発明の液晶装置の駆動方式として
は、パツシブマトリクス駆動方式、ＴＦＴ（Thin Film
Diode）アクティブマトリクス駆動方式、ＴＦＤ（Thin
filmDiode）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。

【００２０】本発明の液晶装置の一の態様では、前記反
射電極は、所定間隙でライン状に複数形成されており、
前記スリットは、前記反射電極の長手方向に伸びる。こ
の態様によれば、スリット長辺による斜め電界に対処す
れば同時に反射電極の間隙に起因した斜め電界について
も対処可能であり、更に、反射電極形成時に容易にスリ
ットを形成することができると共にこの時に必要となる
フォトマスクの設計も簡単になるため、装置構成上や製
造上或いは設計上大変有利である。

【００２１】この反射電極がライン状に形成された態様
では、前記透明電極は、前記反射電極に交差する方向に
所定間隙でライン状に複数形成されており、前記スリッ
トは、前記透明電極の間隙に対向する位置まで伸びてよ
い。このように構成すれば、比較的離れて対向配置され
たスリットの短辺を規定する反射電極の縁部は、透明電
極の形成されていない領域に位置する、即ち透明電極と
反射電極との間で電圧が印加される反射電極部分から外
れて位置するので、前述のように本発明では小さい程よ
いスリット短辺による斜め電界による影響を極めて顕著
に低減できる。この反射電極がライン状に形成された態
様では、前記スリットは、複数画素に跨って伸びてよ
い。

【００２２】このように構成すれば、比較的離れて対向
配置されたスリットの短辺を規定する反射電極の線部
は、各画素毎に存在しないので、当該反射電極の縁部と
透明電極との間で液晶層に印加される、前述のように本
発明では小さい程よいスリット短辺による斜め電界によ
る影響を極めて顕著に低減できる。

【００２３】この場合更に、前記スリットは、画像表示
領域外まで伸びてよい。このように構成すれば、比較的
離れて対向配置されたスリットの短辺を規定する反射電
極の縁部は、画像表示領域内には存在しないので、前述
のように小さい程よいスリット短辺による斜め電界によ
る影響をほぼ完璧に低減できる。この反射電極がライン
状に形成された態様では、前記スリットの幅と前記反射
電極の間隙とは略等しくてよい。

【００２４】このように構成すれば、スリット長辺によ
る斜め電界に対する対策或いは積極利用を図れば、ほぼ
同様に反射電極の間隙に起因した斜め電界に対する対策
或いは積極利用を図れるので、更に、反射電極形成時に
非常に容易にスリットを形成することができると共にこ
の時に必要となるフォトマスクの設計も簡単になるた
め、装置構成上や製造或いは設計上大変有利である。こ
こに、「略等しい」とは、斜め電界に対する同じ対策を
施した場合に、スリット長辺による斜め電界の影響と反
射電極の間隙に起因した斜め電界の影響とが、表示上等
しく現れる程度にスリット幅と反射電極の間隙とが等し
いか或いは、同じ線幅のフォトマスクで形成可能な程度
に等しいという意である。

【００２５】本発明の液晶装置の他の態様では、前記ス
リットの幅は、４μｍ以下である。本願発明者らによる
実験及び研究の結果、スリットの幅に応じて、液晶の閾
値電圧が変化することが判明しており、より具体的に
は、スリット幅が４μｍより広いと、反射型表示時と透
過型表示時との間で液晶の閾値電圧が大きく相異なるよ
うになるため、これら両方の表示時において良好なコン
トラストや濃度変化を得ることが可能な駆動電圧の設定
が困難或いは不可能となることが判明している。この原
因は、スリットの幅が４μｍを超えると、スリットに対
向する液晶部分を駆動するために強い電界が必要となる
ためと考えられる。

【００２６】しかるに、この態様によれば、スリットの
幅は４μｍ以下であるため、液晶閾値電圧を、反射型表
示時と透過型表示時とで同程度にできる。例えば、スリ
ットの幅を２μｍとし、反射電極の幅を１０μｍとすれ
ば、両方の表示時に、十分なコントラストや濃度変化を
得ることが可能な駆動電圧を比較的容易に設定できる。

【００２７】本発明の液晶装置の他の態様では、前記透
明電極と前記反射電極５との略中心位置の液晶分子の配
向方向と、前記スリットの長手方向とのなす角度をξと
したときに、−６０°≦ξ≦６０°である。この態様に
よれば、透明電極と反射電極との略中心位置にあり最も
動き易い液晶分子の配向方向とスリットの長手方向と
が、直交から３０°以上離れているので、液晶分子は、
透明電極と反射電極との間での電圧印加によりティルト
ドメインの発生を殆ど伴うことなく良好にその配向状態
が変化する。このため、液晶駆動時のしきい値電圧を下
げることができ、液晶装置の低消費電力化を図れる。

【００２８】さらに、液晶層におけるティルトドメイン
によるディスクリネーションなどの表示欠陥をなくすこ
とが可能となる。仮に、この角度ξが、−６０°≦ξ≦
６０°の範囲にないと、液晶分子の配向方向とスリット
の長手方向がほぼ直交になるので、ティルトドメインが
激しく発生してしまう。これにより、駆動電圧も上昇し
てしまう。特に、−３０°≦ξ≦３０°の範囲で、上述
した効果が最大限に発揮される。なお、ティルトドメイ
ンについては、日本学術振興会第１４２委員会編「液晶
デバイスハンドブック」（日刊工業新聞社）の２５４ペ
ージに記載されている現象と同じ現象であるが、本明細
書のティルトドメインはプレティルト角の大小によって
発生するものではなく、電界の印加方向により発生する
現象のことである。

【００２９】本発明の液晶装置の他の態様では、前記反
射電極近傍の液晶分子の配向方向と前記スリットの長手
方向とのなす角度をδとしたとき、−３０°≦δ≦３０
°である。この態様によれば、所定のプレティルト角が
付与される反射電極近傍の液晶分子の配向方向とスリッ
トの長手方向とが、直交よりも平行に近いので、基板界
面における液晶分子が斜め電界の影響で逆ティルトする
可能性が殆ど無くなる。

【００３０】このため、逆ティルトに起因したティルト
ドメインによるディスクリネーションなどの表示欠陥を
なくすことが可能となる。これによって、液晶駆動時の
しきい値電圧を下げることができ、液晶装置の低消費電
力化が図れる。仮に、この角度δが、−３０°≦δ≦３
０°以外の範囲にあると、基板界面における液晶分子が
斜め電界の影響で顕著に逆ティルトしてしまい、表示欠
陥が生じる。さらに、駆動電圧も高くなり、消費電力が
上昇してしまう。特に、−１０°≦δ≦１０°の範囲
で、上述した効果が最大限に発揮される。

【００３１】本発明の液晶装置の他の態様では、非駆動
時が暗（黒）状態である。この態様によれば、非駆動時
が暗状態であるので、透過型表示時に液晶が駆動されな
い画素間またはドット間からの光漏れを抑えることがで
き、コントラストが高い透過型表示を得ることができ
る。また、反射型表示時に、画素間やドット間からの表
示に不要な反射光を抑えることができるので、コントラ
ストが高い表示を得ることができる。

【００３２】本発明の液晶装置の他の態様では、前記反
射電極の間隙を少なくとも部分的に覆うように前記第1
基板の前記液晶層側の面及び前記第２基板の前記液晶層
側の面のうち少なくとも一方に遮光層が形成されてい
る。この態様によれば、透過型表示時に液晶が駆動され
ない画素間またはドット間からの光漏れを抑えることが
でき、コントラストが高い透過型表示を得ることができ
る。また、反射型表示時に、画素間やドット間からの表
示に不要な反射光を抑えることができるので、コントラ
ストが高い表示を得ることができる。

【００３３】本発明の上記課題は、上述した本発明の液
晶装置を備えた電子機器によっても達成される。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、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や半透過反射型
カラー液晶装置を用いた各種の電子機器を実現できる。
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の表示を実現できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明に係る液晶装置の実施の形
態を実施例に基づいて図面を参照して説明する。本発明
に係る液晶装置の第１実施例を図１を参照して説明す
る。図１（ａ）は、本発明の第１実施例の構造を示す概
略縦断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した
第１実施例の概略平面図である。

【００３５】図１（ｂ）では、電極配置を見易くするた
めに図１（ａ）に示したカラーフィルタ及びブラックマ
トリクス層を省略しており、また説明の便宜上ストライ
プ状の電極についても縦横３本づつのみ示してあるが、
実際の液晶装置では遙かに多い数のストライプ状の電極
が設けられる。尚、第１実施例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。

【００３６】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第１実
施例では、２枚の透明基板１及び２の間に液晶層３が枠
状のシール材４によって封止された液晶セルが形成され
ている。液晶層３は、所定のツイスト角を持つネマチッ
ク液晶で構成されている。前方の透明基板１の内面上に
はカラーフィルタ５が形成され、このカラーフィルタ５
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５の表
面上には透明な保護膜１０が被覆されており、保護膜１
０の表面上に複数のストライプ状の透明電極６がＩＴＯ
（Indium Tin Oxide）膜などにより形成されている。透
明電極６の表面上には配向膜９が形成され、所定方向に
ラビング処理が施されている。

【００３７】一方、後方の透明基板２の内面上には、上
記カラーフィルタ５の着色層毎に形成されたストライプ
状の反射電極１０７が上記透明電極６と交差するように
複数配列されている。ＴＦＤ素子やＴＦＴ素子を備えた
アクティブマトリクス型の装置である場合には、各反射
電極１０７は矩形状に形成され、アクティブ素子を介し
て配線に接続される。この反射電極１０７はＣｒやＡｌ
などにより形成され、その表面は透明基板１の側から入
射する光を反射する反射面となっている。反射電極１０
７の表面上には上記と同様の配向膜１９が形成される。
反射電極７には、２μｍ径の開口部７ｂ（図１（ｂ）参
照）が多数設けてあり、開口部７ｂの総面積は反射電極
７の総面積に対して１０％の割合で設けてある。

【００３８】前方の透明基板１の外面上に偏光板１１が
配置され、偏光板１１と透明電極１との間に位相差板１
３が配置されている。また、液晶セルの後方には、透明
基板２の背後に位相差板１４が配置され、この位相差板
１４の背後に偏光板１２が配置されている。そして、偏
光板１２の後方には、白色光を発する蛍光管１５ａと、
この蛍光管１５ａに沿った入射瑞面を備えた導光板１５
ｂとを有するバックライト１５が配置されている。

【００３９】導光板１５ｂ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１５ａ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
するように構成されている。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）などを用いることができる。

【００４０】第１実施例では、透過型表示のときに各反
射電極７の間の領域７ａから光が漏れるのを防ぐため
に、カラーフィルタ５の各着色層の間に形成された遮光
部であるブラックマトリクス層５ａは平面的にほぼ対応
して設けられている。ブラックマトリクス層５ａはＣｒ
層を被着したり、感光性ブラック樹脂で形成する。

【００４１】次に以上のように構成された第１実施例の
動作について説明する。先ず、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１１、位相差板１３、
カラーフィルタ５をそれぞれ透過し、液晶層３を通過
後、反射電極７によって反射され、再び偏光板１１から
出射される。このとき、液晶層３への印加電圧に応じ
て、偏光板１１の透過（明状態）及び吸収（暗状態）並
びにそれらの中間の明るさを制御する。

【００４２】次に、透過型表示について説明する。バッ
クライト１５からの光は偏光板１２及び位相差板１４に
よって所定の偏光となり、反射電極７の開ロ部７ｂより
液晶層３に導入され、液晶層３を通過後、カラーフィル
タ５、位相差板１３をそれぞれ透過する。このとき、液
晶層３への印加電圧に応じて、偏光板１１の透過（明状
態）及び吸収（暗状態）並びにそれらの中間の明るさを
制御する。

【００４３】上述した本実施例によれば、二重映りや表
示のにじみのない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カラー液晶装置が実現できる。

【００４４】第１実施例では、特に、第１偏光板の一例
たる偏光板１１及び第１位相差板の一例たる位相差板１
３並びに第２偏光板の一例たる偏光板１２及び第２位相
差板の一例たる位相差板１４を備えるので、偏光板１１
及び１２により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。

【００４５】そして、位相差板１３により反射型表示時
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
影響を低減する（即ち、位相差板１３を用いて反射型表
示時における表示の最適化を図る）と共に、位相差板１
４により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を低減する（即ち、位相差板
１４を用いて、位相差板１３により反射型表示時におけ
る表示の最適化を図った条件下で、更に、位相差板１４
による透過型表示時における表示の最適化を図る）こと
が可能となる。

【００４６】なお、位相差板１３及び位相差板１４につ
いては、本実施例では１枚としてあるが、液晶セルの着
色補償、もしくは視角補償によりそれぞれの位置に複数
枚位相差板を配置することも可能である。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。

【００４７】尚、第１実施例において反射電極７に設け
られる開口部７ｂは、例えば反射電極７の面上に規則的
に配置された正方形の微細な開口又は長方形のスリット
等から構成され、或いは反射電極７に点在する孔欠陥、
凹入欠陥等の微細な欠陥部から構成され、この部分で光
が反射電極７を透過可能とされる。このような開口部７
ｂの構成については、後述する第３実施例、第４実施例
（図４から図８参照）において詳述するため、ここでは
その詳細説明については省略する。

【００４８】また、第１実施例では、バックライト１５
から反射電極７に設けられた開口部７ｂを介して光を導
入して透過型表示を行っているが、反射電極７の間隙７
ａを介して光を導入して透過型表示を行う構成において
も、偏光板１１及び位相差板１３並びに偏光板１２及び
位相差板１４により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を行えると共に光の波長分散
に起因する色付きを低減できる効果は同様得られる。

【００４９】本発明に係る液晶装置の第２実施例を図１
（ａ）及び図１（ｂ）を参照して説明する。即ち、第２
実施例の基本構成は、第１実施例と同様であり、第２実
施例は、第１実施例における液晶、反射電極、配向膜及
び偏光板の材質や特性等を具体的に限定した実施例であ
る。尚、第２実施例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。

【００５０】図１（ａ）及び図１（ｂ）において、第２
実施例では特に、透明電極６の表面上に形成された配向
膜９には、所定方向にラビング処理が施されており、こ
のラビング処理によって、液晶層３の液晶分子はラビン
グ方向に約８５度のプレティルト角を有している。反射
電極７の表面上には、上記と同様の配向膜１９が形成さ
れるが、この配向膜１９にはラビング処理を施さない。
反射電極７としては１．０重量％のＮｄを添加したＡｌ
を２５ｎｍの厚みでスパッタした金属膜を用い、このＡ
ｌは９５重量％以上の材料を用い、かつその膜厚を１０
ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定する。なお、前述の第１実
施例においても、このような反射電極７を用いてよい。
位相差板１３及び１４として、特に１／４波長板が夫々
用いられる。

【００５１】更に第２実施例では特に、偏光板１１と偏
光板１２の透過軸Ｐ１、Ｐ２は図２（ａ）に示すように
同方向に設定されている。これらの偏光板１１及び１２
の透過軸Ｐｌ及びＰ２に対して、位相差板（即ち、１／
４波長板）１３及び１４の遅相軸Ｃｌ及びＣ２の方向は
夫々、θ＝４５度時計方向に回転した方向に設定されて
いる。さらに、透明基板１の内面上の配向膜９のラビン
グ処理の方向Ｒｌもまた、位相差板（即ち、１／４波長
板）１３及び１４の遅相軸Ｃｌ及びＣ２の方向と一致す
る方向に施されている。このラビング方向Ｒｌは、液晶
層３の電界印加時における倒れる方向を規定する。液晶
層３には、誘電異方性が負のネマティツク液晶を用い
る。

【００５２】図２（ｂ）は、以上のように構成された第
２実施例における反射型表示時の反射率Ｒの駆動電圧特
性と、透過型表示時の透過率Ｔの駆動電圧特性とを示
す。この場合、電界無印加時の表示状態は暗（黒）であ
る。即ち、ノーマリーブラックモードにより当該液晶装
置は駆動される。このように駆動すれば、液晶が駆動さ
れない反射電極７の間隙７ａからの光漏れや不要な反射
光を抑えることができるので、ブラックマトリクス層５
ａを形成する必要がなくなる。

【００５３】次に以上のように構成された第２実施例の
動作について説明する。先ず、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１１、位相差板１３、
カラーフィルタ５をそれぞれ透過し、液晶層３を通過
後、反射電極７によって反射され、再び偏光板１１から
出射される。このとき、液晶層３への印加電圧に応じ
て、偏光板１１の透過（明状態）及び吸収（暗状態）並
びにそれらの中間の明るさを制御する。

【００５４】次に、透過型表示について説明する。バッ
クライト１５からの光は偏光板１２及び位相差板１４に
よって所定の偏光（円偏光、楕円偏光又は直線偏光）と
なり、反射電極７の開口部７ｂより液晶層３に導入さ
れ、液晶層３を通過後、カラーフィルタ５、位相差板１
３をそれぞれ透過する。このとき、液晶層３への印加電
圧に応じて、偏光板１１の透過（明状態）と吸収（暗状
態）、及びその中間の明るさを制御することができる。

【００５５】上述したような本実施例の構成によれば、
二重映りや表示のにじみのない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カラー液晶装置が
実現できる。

【００５６】本発明に係る液晶装置の第３実施例を図３
から図９を参照して説明する。第３実施例の基本構成
は、第１実施例と同様であり、第３実施例は、第１実施
例における反射電極７に係る構成を具体的に限定した実
施例である。図３から図９は夫々、各種のスリットが開
口された反射電極を示す平面図である。尚、第３実施例
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。

【００５７】図３において、第３実施例では特に、透明
基板１（図１参照）の内面には透明電極６の一例である
走査線としての透明電極８０１が複数本ストライプ状に
形成されている。透明基板２（図１参照）の内面上には
反射電極７の一例であるデータ線としての反射電極８０
２が形成されている。反射電極（データ線）８０２に
は、開口部７ｂの一例であるスリット８０３が設けられ
ている。Ｒ（赤）、Ｇ（線）及びＢ（青）用に割り当て
られた反射電極８０２が夫々、１本の透明電極８０１と
重なる領域により１ドットが構成され、相隣接するＲＧ
Ｂの３ドットでほぼ正方形の１画素が構成される。各反
射電極８０２には、各ドット毎に、４本のスリット８０
３が開口されている。

【００５８】第３実施例では特に、反射電極８０２に
は、長方形のスリット８０３が開口されているので、ス
リット８０３の短辺８０３ａによる（基板内成分がスリ
ット８０３の長手方向に平行な）斜め電界は、スリット
８０３の長辺８０３ｂの長さに応じて弱められる。即
ち、スリット８０３の長辺８０３ｂによる（基板内成分
がスリット８０３の長手方向に直交する）斜め電界によ
り、スリット付近における液晶分子の動きは支配され
る。このため、スリット８０３の短辺８０３ａによる斜
め電界が、長辺８０３ｂによる斜め電界と一致していな
いことによる液晶の配向不良を低減でき、全体として、
スリット８０３による斜め電界に起因した液晶の配向不
良を低減可能となり、更に進んで長辺８０３ｂによる斜
め電界を液晶駆動用に積極利用することも可能となる。

【００５９】この結果、第３実施例によれぽ、表示欠陥
を低減可能となり、同時に液晶駆動時のしきい値電圧を
下げることにより液晶装置の低消費電力化を図ることも
可能となる。特に、スリット８０３の短辺８０３ａによ
る斜め電界を考慮すること無く、スリット８０３の長辺
８０３ｂによる斜め電界に対してのみ斜め電界に対する
対策を施せば全体として斜め電界に起因した液晶の配向
不良を更に低減でき、或いは、スリット８０３の長辺８
０３ｂによる斜め電界の積極利用を図れば全体としてス
リット８０３に起因する斜め電界の効率的な積極利用を
図ることもできる。

【００６０】このような長方形のスリット８０３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。即ち、反射電極８０２を形成
するときに同時にスリット８０３を形成できる。スリッ
ト８０３の幅は、０．０１μｍ以上２０μｍ以下である
ことが好ましく、特に４μｍ以下であることが好まし
い。このようにすることで、人間が認識することが困難
であり、スリット８０３を設けたことで生じる表示品質
の劣化を抑えつつ、反射型表示と透過型表示を同時に実
現できる。

【００６１】また、スリット８０３は反射電極８０２に
対して、５％以上３０％以下の面積比で形成することが
好ましい。このようにすることで、反射型表示の明るさ
の低下を抑えることができと共に、反射電極８０２のス
リット８０３を介して液晶層に導入される光によって透
過型表示が実現できる。

【００６２】第３実施例では特に、反射電極８０２は、
所定間隙でライン状に複数形成されており、スリット８
０３は、反射電極８０２の長手方向（即ち、図３中で縦
方向）に伸びる。従って、スリット８０３に起因した斜
め電界に対処すれば、同時ご反射電極８０２の間隙８０
２ｂに起因した斜め電界にも対処できる。更に、反射電
極８０２の形成時に容易にスリット８０３を形成できる
と共にこの時に必要となるフォトマスクの設計も簡単に
なる。より具体的には、スリット８０３を設ける工程
は、特別に設定するのではなく、反射電極８０２を形成
するフォトマスクにスリット８０３のパターンも入れて
おくようにすれば良い。

【００６３】更に第３実施例では、スリット８０３は、
透明電極８０１の間隙８０１ｂに対向する位置まで伸び
ている。従って、比較的離れて対向配置されたスリット
８０３の短辺８０３ａを規定する反射電極８０２の縁部
は、透明電極８０ｌの間隙８０１ｂに位置する、即ち透
明電極８０１と反射電極８０２との間で電圧が印加され
る領域から外れて位置するので、液晶の配向不良の原因
となるスリット８０３の短辺８０３ａによる斜め電界に
よる影響を極めて顕著に低減できる。

【００６４】この観点からは、第３実施例の変形例とし
て、図４に示すように、スリット８０３は、複数画素に
跨って伸びてよく、更に画像表示領域外まで伸びてもよ
い。このように構成すれば、比較的離れて対向配置され
たスリット８０３の短辺８０３ａ（図４には示されてい
ない）を規定する反射電極８０２の縁部は、各画素毎に
存在しないので或いは画像表示領域内に存在しないの
で、液晶の配向不良の原因となるスリット８０３の短辺
８０３ａによる斜め電界による影響を極めて顕著に低減
できる。

【００６５】尚、第３実施例における長方形のスリット
８０３の変形例としては、例えば、図５に示すような各
ドット毎に２つのスリット８０３、図６に示すような長
手方向が反射電極７０２に直角（即ち、透明電極７０１
に平行）である各ドット毎に２つのスリット７０３、図
７に示すような長手方向が反射電極９０２に斜め（即
ち、透明電極９０１に斜め）である各ドット毎に１つの
スリット９０３、図８に示すような長手方向が反射電極
１００２に平行及び直交（即ち、透明電極１００１に直
交及び平行）である複数の長方形のスリットが連結され
てなるスリット１００３などが考えられる。

【００６６】更に、第３実施例では、図９に示すよう
に、反射電極１２０１に開口するスリット１２０２の幅
と反射電極１２０１の間隙（ドット間領域）１２０３と
は略等しくなるように構成してもよい。即ち、間隙１２
０３の幅をＬｌとし、スリット１２０２の幅をＬ２とし
たとき、概ねＬｌ＝Ｌ２とすれば、フォトマスクの設計
精度を高める必要がなく、設計を容易にすることができ
た。また、スリット１２０２を設けることによるコスト
アップが殆どない。

【００６７】また、第３実施例においても、第２から第
４実施例のように、ノーマリーブラックモードで駆動し
たり、散乱板を設けたり、反射電極を凹凸にしてもよ
い。更に、ノーマリーブラックモードで駆動する場合に
は、ブラックマトリクス層５ａを設けなくてもよい。

【００６８】本発明に係る液晶装置の第４実施例を図１
０及び図３から図７を参照して説明する。第４実施例で
は、第３実施例と同様の液晶装置において、２枚の透明
基板間に挟持された液晶層の中央部の液晶分子の配向方
向に注目する。先ず、図１０は基板間中央部の液晶の配
向方向を説明するための概略縦断面図である。２枚の基
板５０１、５０２間に液晶５０３が所定のツイスト配向
をしている。この時、概ね基板間中央部に位置する液晶
分子５０４の分子長袖方向を配向方向５０５と定義す
る。

【００６９】第４実施例では、前述した図３において、
長方形のスリット８０３上の液晶は、反射電極（データ
線）８０２と透明電極（走査線）８０１に電位差が生じ
ると、斜め電界が発生し、この斜め電界によってスリッ
ト８０３上の液晶を駆動させ、透過型表示を可能にす
る。ここで、図３中に示すように反射電極８０２のスリ
ット８０３の長手方針（図３中のｙ方向）と上述した基
板間中央部の液晶分子の配向方向８０４とがなす角度を
ξと定義する。−９０°≦ξ＜−６０°と６０°＜ξ≦
９０°の範囲では、リバースティルトドメインによる表
示欠陥（ディスクリネ−ション）が発生してしまい、明
るく高画質な透過型表示を得ることができない。

【００７０】この原因としては、基板間中央部の液晶分
子の配向方向と反射電極の長手方向がほぼ直交してしま
うので、ティルトドメインが現れるためである。また、
これらの範囲では表示欠陥が発生するために液晶駆動時
のしきい値電圧が上がってしまう。−６０°≦ξ≦６０
°の範囲では、リバースティルトドメインによるディス
クリネ−ションなどの表示欠陥をなくすことが可能とな
り、明るく高画質な透過型表示を得ることができる。さ
らに、表示欠陥が発生しにくいので、液晶駆動時のしき
い値電圧を下げることができ、液晶装置の低消費電力化
が図れる。特に、−３０°≦ξ≦３０°の範囲で、上述
した効果が最大限に発揮される。

【００７１】また、図４及び図５に第３実施例の変形例
として示した長方形のスリット８０３の場合にも、図３
の場合と同様に、その長手方向が反射電極８０２と平行
であり、同様に、−６０°≦ξ≦６０°の範囲では、明
るく高画質な透過型表示を得ることができる。特に、−
３０°≦ξ≦３０°の範囲で、上述した効果が最大限に
発揮される。

【００７２】更に図６及び図７に第３実施例の変形例と
して夫々示したスリット７０３及び９０３の場合にも、
同様に、反射電極７０２のスリット７０３の長手方向
（図でＸ方向）と上述した基板間中央部の液晶分子の配
向方向７０４とがなす角度をξと定義し、反射電極９０
２のスリット９０３の長手方向９０４と上述した基板間
中央部の液晶分子の配向方向９０５とがなす角度をξと
定義したとき、角度ξは夫々、−６０°以上６０°以下
が好ましい範囲であり、特に、−３０°≦ξ≦３０°の
範囲で、上述した効果が最大限に発揮される。

【００７３】以上第４実施例で述べてきた本発明の効果
は、図１０における基板５０２近傍の液晶分子配向方向
５０６を規定することで、さらに効果を確実にすること
ができる。具体的には、図３における下側基板近傍の液
晶分子配向方向８０５とスリット７０３の長手方向（図
３中のＹ方向）とのなす角度をδと定義したとき、−３
０°≦δ≦３０°が望ましい範囲である。この理由とし
ては、−３０°≦δ≦３０°以外の範囲では、基板界面
における液晶分子が斜め電界の影響で逆ティルトしてし
まい、表示欠陥が生じるからである。角度δを−３０°
以上３０°以下に限定することによって、液晶駆動時の
しきい値電圧を下げることができ、液晶装置の低消費電
力化を図れる。特に、−１０°≦δ≦１０°の範囲で、
上述した効果が最大限に発揮される。

【００７４】同様に図４から図７に示した変形例におい
ても、下側基板近傍の液晶分子配向方向とスリットの長
手方向とのなす角度をδと定義したとき、角度δを−３
０°以上３０°以下に限定することによって、液晶駆動
時のしきい値電圧を下げることができ、液晶装置の低消
費電力化を図れる。この場合にも、特に、−１０°≦δ
≦１０°の範囲で、上述した効果が最大限に発揮され
る。

【００７５】尚、第３実施例においても、第２実施例の
ように、ノーマリ−ブラックモードで駆動したり、散乱
板を設けたり、反射電極を凹凸にしてもよい。更に、ノ
ーマリーブラックモードで駆動する場合には、ブラック
マトリクス層５ａを設けなくてもよい。

【００７６】本発明の液晶装置は、上述した各実施例に
限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から
読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜
変更可能であり、そのような変更を伴なう液晶装置もま
た本発明の技術的範囲に含まれるものである。

【００７７】

【発明の効果】本発明は以上の構成であるから、次のよ
うな効果を奏する。本発明の液晶装置では、透明電極と
反射電極との略中心位置の液晶分子の配向方向と、前記
スリットの長手方向とのなす角度をξとしたときに、−
６０°≦ξ≦６０°であるから、透明電極と反射電極と
の略中心位置にあり、最も動き易い液晶分子の配向方向
とスリットの長手方向とが、直交から３０°以上離れて
いるので、液晶分子は、透明電極と反射電極との間での
電圧印加によりティルトドメインの発生を殆ど伴うこと
なく良好にその配向状態が変化する。このため、液晶駆
動時のしきい値電圧を下げることができ、液晶装置の低
消費電力化を図れる。

【００７８】さらに、液晶層におけるティルトドメイン
によるディスクリネーションなどの表示欠陥をなくすこ
とが可能となる。仮に、この角度ξが、−６０°≦ξ≦
６０°の範囲にないと、液晶分子の配向方向とスリット
の長手方向がほぼ直交になるので、ティルトドメインが
激しく発生してしまう。これにより、駆動電圧も上昇し
てしまう。特に、−３０°≦ξ≦３０°の範囲で、上述
した効果が最大限に発揮される。

【００７９】又、本発明の液晶装置の別の態様では、前
記反射電極近傍の液晶分子の配向方向と前記スリットの
長手方向とのなす角度をδとしたとき、３０°≦δ≦３
０°としている。この態様によれば、所定のプレティル
ト角が付与される反射電極近傍の液晶分子の配向方向と
スリットの長手方向とが、直交よりも平行に近いので、
基板界面における液晶分子が斜め電界の影響で逆ティル
トする可能性がなくなる。可能性が殆ど無くなる。この
ため、逆ティルトに起因したティルトドメインによるデ
ィスクリネーションなどの表示欠陥をなくすことが可能
となる。これによって、液晶駆動時のしきい値電圧を下
げることができ、液晶装置の低消費電力化が図れる。

【００８０】仮に、この角度δが、−３０°≦δ≦３０
°以外の範囲にあると、基板界面における液晶分子が斜
め電界の影響で顕著に逆ティルトしてしまい、表示欠陥
が生じる。さらに、駆動電圧も高くなり、消費電力が上
昇してしまう。特に、−１０°≦δ≦１０°の範囲で、
上述した効果が最大限に発揮される。

【００８１】本発明に係る液晶装置は、以上から明るく
高コントラストの画像表示が可能であるから。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、ビユ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、タツ
チパネル等として利用可能である。

【００８２】特に、本発明に係る液晶装置を携帯情報機
器の表示部として用いれば、反射型でも半透過反射型で
も、透過型でも表示が明るく鮮やかな携帯情報機器を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の液晶装置の構造を示す図
である。

【図２】本発明の第２実施例を説明する図である。

【図３】本発明に係る液晶装置の第３、４実施例におけ
るスリットが開口された反射電極の一例を示す平面図で
ある。

【図４】本発明の第３、４実施例におけるスリットが開
口された反射電極の他の例を示す平面図である。

【図５】本発明の第３、４実施例におけるスリットが開
口された反射電極の他の例を示す平面図である。

【図６】本発明の第３、４実施例におけるスリットが開
口された反射電極の他の例を示す平面図である。

【図７】本発明の第３、４実施例におけるスリットが開
口された反射電極の他の例を示す平面図である。

【図８】本発明の第３実施例におけるスリットが開口さ
れた反射電極の他の例を示す平面図である。

【図９】本発明の第３実施例におけるスリットが開口さ
れた反射電極の他の例を示す平面図である。

【図１０】本発明のに係る液晶装置の第３、４実施例に
おける基板間中央部の液晶の配向方向の構造を示す概略
縦断面である。

【符号の説明】

１、２ 透明基板 ３ 液晶層 ４ シール材 ５ カラーフィルタ ６、７０１、８０１、９０１ 透明電極 ７、７０２、８０２、９０２ 反射電極 ９、１９ 配向膜 １０ 保護膜 １１、１２ 偏光板 １３、１４ 位相差板 １５ａ 蛍光管 １５ｂ 導光板 １５ バックライト ５０１、５０２ 基板 ５０３ 液晶 ７０３、８０３、９０３ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 治 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコ ーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−318929（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−137619（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−211476（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−194656（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−234414（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/1335 G02F 1/1337 G02F 1/13357

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明な一対の第１及び第２基板と、 該第１及び第２基板間に挟持された液晶層と、 前記第１基板の前記液晶層側の面に形成された透明電極
   と、 前記第２基板の前記液晶層側の面に形成された複数の反
   射電極と、 前記第２基板の前記液晶層と反対側に配置された照明装
   置とを備えており、 前記反射電極には、前記照明装置からの光を前記液晶層
   側に透過させる長方形のスリットが開口されており、前記反射電極近傍の液晶分子の配向方向と、前記スリッ
   トの長手方向とのなす角度をδとしたときに、−３０°
   ≦δ≦３０°であることを特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】前記透明電極と前記反射電極との略中心位
   置の液晶分子の配向方向と、前記スリットの長手方向と
   のなす角度をξとしたときに、−６０°≦ξ≦６０°で
   あることを特徴とする請求項１記載の液晶装置。