JPH07318929A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】外光を利用する反射型表示機能と光源からの光
を利用する透過型表示機能とを有する液晶表示装置とし
て、外光を利用する反射型表示の際の偏光板および液晶
セルの基板での光吸収による光量ロスを少なくし、反射
型表示での表示を十分明るくすることができるものを提
供する。 【構成】液晶セル１０の表面側に第１の偏光板３１を配
置し、前記液晶セル１０の裏面側に第２の偏光板３２を
配置するとともに、前記液晶セル１０の裏面側基板１１
の内面に、入射光をある反射率と透過率で反射および透
過させる半透過反射膜Ｍを設け、前記第２の偏光板３２
の背後に光源５０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射型表示機能と透過
型表示機能とを有する液晶表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置として、自然光や室内照明
光等の外光を利用し表面側から入射する光を反射させて
表示する反射型表示機能と、光源からの光を裏面側から
入射させて表示する透過型表示機能とを有するものがあ
る。

【０００３】上記反射型表示機能と透過型表示機能とを
有する液晶表示装置は、従来、図１８に示すような構成
となっている。この液晶表示装置は、液晶セル１をはさ
んでその表面側と裏面側とにそれぞれ偏光板５，６を配
置するとともに、液晶セル１の裏面側に設けた偏光板６
の裏面側に、入射光をある反射率と透過率で反射および
透過させるハーフミラー７を配置したものであり、光源
８は、前記ハーフミラー７の背後に設けられている。

【０００４】なお、上記液晶セル１は、透明な電極を設
けるとともにその上に配向膜を形成した一対の透明基板
２，３をそれぞれの電極形成面を互いに対向させて枠状
のシール材４を介して接合し、この両基板２，３間に液
晶を挟持させたものであり、液晶の分子は、それぞれの
基板２，３上における配向方向を前記配向膜で規制され
て所定の配向状態に配向されている。

【０００５】また、上記光源８は、一般に、上記ハーフ
ミラー７の裏面ほぼ全体に対向する導光板９と、この導
光板９の一端面に向けて配置された光源ランプ１０とか
らなっている。前記導光板９は、アクリル樹脂等からな
る透明板の裏面全体にＡl （アルミニウム）等の蒸着膜
からなる反射膜９ａを形成したもので、光源ランプ１０
からの照明光は、導光板９にその一端面から入射して導
光板９内を導かれ、この導光板９の表面全体から液晶セ
ル１に向かって出射する。

【０００６】上記液晶表示装置は、外光の光量が十分な
明るい場所では外光を利用する反射型表示を行なうもの
であり、このときは、液晶表示装置にその表面側から入
射する外光が、図１８に実線矢印で示したように、表面
側の偏光板５の偏光作用により直線偏光となって液晶セ
ル１０に入射する。

【０００７】一方、液晶セル１の液晶分子の配向状態
は、両基板２，３の電極間に印加される電圧によって変
化し、この液晶分子の配向状態に応じて液晶層の複屈折
効果が変化するため、液晶セル１に入射した直線偏光
は、液晶分子の配向状態に応じた偏光状態の光となって
液晶セル１を出射し、この光が裏面側の偏光板６に入射
する。

【０００８】そして、この光は、裏面側偏光板６の検光
作用により画像光となってハーフミラー７に入射し、そ
の光のうちハーフミラー７で反射された光が、前記裏面
側偏光板６と、液晶セル１と、表面側偏光板５とを通っ
て液晶表示装置の表面側に出射する。

【０００９】また、上記液晶表示装置は、外光の光量が
少ない暗い場所でも、光源８からの照明光を利用して表
示を行なえるものであり、光源ランプ１０を点灯させる
と、光源８からの照明光がハーフミラー７に入射し、こ
のハーフミラー７を透過した光が、図１８に破線矢印で
示したように、裏面側偏光板６の偏光作用により直線偏
光となって液晶セル１０に入射し、その液晶分子の配向
状態に応じた偏光状態の光となって表面側偏光板６に入
射して、この光が表面側偏光板５の検光作用により画像
光となって液晶表示装置の表面側に出射する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
晶表示装置は、外光を利用する反射型表示の際の光のロ
スが大きく、そのために、反射型表示での表示が暗いと
いう問題をもっていた。これは、液晶表示装置にその表
面側から入射した光が、表面側偏光板５と液晶セル１と
裏面側偏光板６とを通ってハーフミラー７に入射し、こ
のハーフミラー７で反射された光が、前記裏面側基板６
と液晶セル１と表面側偏光板５とを通って液晶表示装置
の表面側に出射するためであり、したがって、表面側か
ら入射した光が、再び表面側に出射するまでの間に、表
裏の偏光板５，６をそれぞれ２回ずつ計４回通るととも
に、液晶セル１の両方の基板２，３もそれぞれ２回ずつ
計４回通るから、偏光板５，６および液晶セル１の基板
２，３での光吸収による光量ロスが大きくて、表示が暗
くなってしまう。

【００１１】本発明は、外光を利用する反射型表示機能
と光源からの光を利用する透過型表示機能とを有する液
晶表示装置として、外光を利用する反射型表示の際の偏
光板および液晶セルの基板での光吸収による光量ロスを
少なくし、反射型表示での表示を十分明るくすることが
できるものを提供することを目的としたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、表裏一対の透明基板間に液晶を挟持させた液晶セル
と、この液晶セルの表面側に配置された第１の偏光板
と、前記液晶セルの裏面側に配置された第２の偏光板と
からなり、かつ、前記液晶セルの裏面側基板の内面に、
入射光をある反射率と透過率で反射および透過させる半
透過反射膜が設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】本発明の液晶表示装置において、前記液晶
セルの両基板の内面にそれぞれ設けられている電極のう
ち、裏面側基板の内面に設けられている電極に前記半透
過反射膜を兼ねさせてもよい。

【００１４】この場合、例えば前記液晶セルが、裏面側
基板の内面に複数の画素電極とこれら各画素電極にそれ
ぞれ対応する複数の能動素子を配設し、表面側基板の内
面に前記各画素電極と対向する対向電極を設けたアクテ
ィブマトリックス型セルであるときは、前記画素電極に
半透過反射膜を兼ねさせればよく、また、前記液晶セル
が、表面側基板の内面に画素電極と能動素子を配設し、
裏面側基板の内面に対向電極を設けたアクティブマトリ
ックス型セルであるときは、前記対向電極に半透過反射
膜を兼ねさせればよい。

【００１５】また、液晶セルが、裏面側基板の内面に画
素電極と能動素子を配設したアクティブマトリックス型
セルであって、前記画素電極に半透過反射膜を兼ねさせ
る場合は、前記能動素子を保護絶縁膜で覆い、半透過反
射膜を兼ねる画素電極を前記保護絶縁膜の上に前記能動
素子を覆って設けて、前記保護絶縁膜に形成したコンタ
クト孔において前記能動素子に接続してもよい。

【００１６】さらに、本発明の液晶表示装置において、
前記液晶セルの両基板の内面にそれぞれ設けられている
電極はいずれも透明電極であってもよく、その場合は、
裏面側基板の内面に設けられた電極の裏面側に、透明な
絶縁膜を介して半透過反射膜を設ければよい。

【００１７】この場合、例えば前記液晶セルが、裏面側
基板の内面に画素電極と能動素子を配設したアクティブ
マトリックス型セルであるときは、前記画素電極を透明
電極とし、この画素電極の裏面側に透明な絶縁膜を介し
て半透過反射膜を設ければよい。

【００１８】また、本発明の液晶表示装置において、前
記半透過反射膜の反射面はほぼ鏡面であるのが望まし
い。また、前記表面側偏光板は、その一面が光散乱面と
なっているものが望ましく、さらにこの偏光板は、その
表面が光散乱面であるものがより望ましい。

【００１９】

【作用】本発明の液晶表示装置は、外光の光量が十分な
明るい場所では外光を利用する反射型表示を行なうもの
であり、このときは、液晶表示装置にその表面側から入
射する外光が、液晶セルの表面側に配置されている第１
の偏光板の偏光作用により直線偏光となって液晶セルに
入射するとともに、その液晶層を通った光が液晶セルの
裏面側基板の内面に設けられている半透過反射膜に入射
し、この半透過反射膜で反射された光が再び液晶層を通
って前記第１の偏光板に入射して、この偏光板を透過す
る光が画像光となって液晶表示装置の表面側に出射す
る。

【００２０】また、この液晶表示装置は、外光の光量が
少ない暗い場所でも、光源からの光を利用して表示を行
なえるものであり、そのときは、光源からの光が、液晶
セルの裏面側に配置されている第２の偏光板の偏光作用
により直線偏光となって液晶セルにその裏面側から入射
し、前記半透過反射膜を透過した光が液晶層通って上記
第１の偏光板に入射して、この偏光板を透過する光が画
像光となって液晶表示装置の表面側に出射する。

【００２１】すなわち、本発明の液晶表示装置は、液晶
セルの裏面側基板の内面に半透過反射膜を設けることに
より、外光を利用する反射型表示時には、液晶セルの表
面側に配置した第１の偏光板に入射光を直線偏光とする
偏光作用と液晶セルの液晶層を通った光を画像光とする
検光作用との両方の作用をもたせて、液晶セルの裏面側
に配置した第２の偏光板は用いずに表示するものであ
り、この液晶表示装置によれば、外光を利用する反射型
表示を、液晶セルの裏面側に配置した第２の偏光板およ
び前記液晶セルの裏面側基板によって出射光量をロスす
ることなく行なえるため、外光を利用する反射型表示の
際の偏光板および液晶セルの基板での光吸収による光量
ロスを少なくし、反射型表示での表示を十分明るくする
ことができる。

【００２２】また、本発明の液晶表示装置において、前
記液晶セルの両基板の内面にそれぞれ設けられている電
極のうち、裏面側基板の内面に設けられている電極に前
記半透過反射膜を兼ねさせれば、液晶セルの構造を簡素
化するとともにその製造を容易にすることができる。

【００２３】すなわち、例えば前記液晶セルが、裏面側
基板の内面に画素電極と能動素子を配設し、表面側基板
の内面に対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
ルであるときは、前記画素電極に半透過反射膜を兼ねさ
せ、また前記液晶セルが、表面側基板の内面に画素電極
と能動素子を配設し、裏面側基板の内面に対向電極を設
けたアクティブマトリックス型セルであるときは、前記
対向電極に半透過反射膜を兼ねさせればよく、このよう
にすれば、液晶セルの構造を簡素化できるし、また前記
画素電極あるいは対向電極と半透過反射膜とを同時に形
成できるから、液晶セルの製造も容易になる。

【００２４】また、前記液晶セルが、裏面側基板の内面
に画素電極と能動素子を配設したアクティブマトリック
ス型セルであって、前記画素電極に半透過反射膜を兼ね
させる場合、前記能動素子を保護絶縁膜で覆い、半透過
反射膜を兼ねる画素電極を前記保護絶縁膜の上に前記能
動素子を覆って設けて、前記保護絶縁膜に形成したコン
タクト孔において前記能動素子に接続してもよく、この
ようにすれば、半透過反射膜を兼ねる画素電極の面積を
大きくして、反射型表示の際の開口率を上げることがで
きる。

【００２５】さらに、本発明の液晶表示装置において、
前記液晶セルの両基板の内面にそれぞれ設けられている
電極はいずれも透明電極であってもよく、その場合は、
裏面側基板の内面に設けられた電極の裏面側に、透明な
絶縁膜を介して半透過反射膜を設ければよいが、例えば
前記液晶セルが、裏面側基板の内面に画素電極と能動素
子を配設したアクティブマトリックス型セルである場
合、前記画素電極を透明電極とし、この画素電極の裏面
側に透明な絶縁膜を介して半透過反射膜を設ければ、こ
の半透過反射膜と前記画素電極およびその間の絶縁膜と
によって、非選択期間における画素の保持電圧を補償す
る補償容量を構成することができる。

【００２６】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルの裏面側基板の内面に半透過反射膜を設けてい
るため、この半透過反射膜を拡散反射膜とすることは難
しいが、液晶セルの表面側に配置した第１の偏光板の一
面が光散乱面となっていれば、前記半透過反射膜の反射
面がほぼ鏡面であっても、表示観察者の顔やその背景等
の外部像が前記反射面に写って見えることはない。

【００２７】さらに、本発明の液晶表示装置において、
前記半透過反射膜の反射面がほぼ鏡面であれば、反射型
表示において液晶セルの液晶層により偏光状態を変えら
れた光を半透過反射膜によって散乱させてしまうことは
なく、また透過型表示においても、第２の偏光板を通っ
て液晶セルにその裏面側から入射する光を半透過反射膜
によって散乱させてしまうことはない。

【００２８】そして、この場合、前記第１の偏光板の表
面が光散乱面であれば、反射型表示の際に液晶表示装置
にその表面側から入射する光が散乱されてから第１の偏
光板の偏光作用により直線偏光になるし、また反射型表
示においても透過型表示においても、液晶セルの液晶層
を通った光が前記第１の偏光板の検光作用により画像光
となってから散乱されるため、入射光が前記第１の偏光
板を通って画像光となるまでは光が散乱されることはな
く、したがって、品質の良い画像を表示することができ
る。

【００２９】

【実施例】

［第１の実施例］図１〜図１４は本発明の第１の実施例
を示しており、図１は液晶表示装置の基本構成図、図２
は前記液晶表示装置の一部分の拡大断面図である。

【００３０】この実施例の液晶表示装置は、複屈折屈折
効果を利用してカラー画像を表示するもので、液晶セル
１０の表面側（図において上側）に第１の偏光板（以
下、表面側偏光板という）３１を配置し、前記液晶セル
１０の裏面側（図において下側）に第２の偏光板（以
下、裏面側偏光板という）３２を配置するとともに、前
記液晶セル１０と前記表面側偏光板３１との間に位相差
板４０を配置し、さらに前記裏面側偏光板３２の背後に
光源５０を配置して構成されている。

【００３１】まず、上記液晶セル１０について説明する
と、この液晶セル１０はアクティブマトリックス型セル
であり、この実施例では、液晶２６の分子を両基板１
１，１２間においてツイスト配向させたものを用いてい
る。

【００３２】この液晶セル１０は、ガラス等からなる一
対の透明基板１１，１２間に液晶２６を挟持させたもの
であり、一対の基板１１，１２のうち、裏面側の基板１
１の内面つまり液晶層との対向面には、複数の画素電極
１３とこれら各画素電極１３にそれぞれ対応する複数の
能動素子１４とが行方向および列方向にマトリックス状
に配設されており、その上に透明な配向膜２２が設けら
れている。

【００３３】上記能動素子１４は、例えばＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）であり、このＴＦＴ１４は、基板１１上
に形成されたゲート電極１５と、このゲート電極１５を
覆うゲート絶縁膜１６と、このゲート絶縁膜１６の上に
前記ゲート電極１５と対向させて形成されたａ−Ｓi
（アモルファスシリコン）等からなるｉ型半導体膜１７
と、このｉ型半導体膜１７の両側部に不純物をドープし
たａ−Ｓi 等からなるｎ型半導体膜１８を介して形成さ
れたソース電極１９ｓおよびドレイン電極１９ｄとから
なっており、このＴＦＴ１４は保護絶縁膜２１で覆われ
ている。

【００３４】なお、２０は、ｉ型半導体膜１７のチャン
ネル領域の上に形成されたブロッキング絶縁膜であり、
このブロッキング絶縁膜２０は、ｎ型半導体膜１８のパ
ターニング時にｉ型半導体膜１７を保護するために設け
られたものである。

【００３５】上記ＴＦＴ１４のゲート絶縁膜１６は、Ｓ
i Ｎ（窒化シリコン）等からなる透明絶縁膜であり、こ
のゲート絶縁膜１６は基板１１のほぼ全面にわたって形
成されている。

【００３６】また、図示しないが、上記裏面側基板１１
の上には、上記ＴＦＴ１４のゲート電極１５にゲート信
号を供給するゲートライン（アドレスライン）と、前記
ＴＦＴ１４のドレイン電極１９ｄに画像データに応じた
データ信号を供給するデータラインとが配線されてい
る。

【００３７】上記ゲートラインは、基板１１上に、上記
ＴＦＴ１４のゲート電極１５と一体に形成されており、
このゲートラインは、その端子部を除いて前記ゲート絶
縁膜１６で覆われている。また、上記データラインは、
前記ゲート絶縁膜１６の上に形成されており、このデー
タラインは上記ＴＦＴ１４のドレイン電極１９ｄにつな
がっている。

【００３８】そして、上記画素電極１３は、上記ゲート
絶縁膜１６の上に上記ＴＦＴ１４を避けて形成されてお
り、各画素電極１３はそれぞれ、その一端部において対
応するＴＦＴ１４のソース電極１９ｓに接続されてい
る。

【００３９】また、上記画素電極１３は、半透過反射膜
Ｍを兼ねており、その反射面はほぼ鏡面となっている。
この半透過反射膜Ｍは、市販のハーフミラーと同様に、
入射光をある反射率と透過率で反射および透過させるも
のであり、この実施例では、画素電極１３を、透過率が
５〜２０％の半透過反射膜Ｍとしている。なお、反射率
は約１４％以上であればよい。

【００４０】この半透過反射膜Ｍは、Ａl またはＡl 系
合金等の金属膜で形成されるか、あるいは、ＩＴＯ膜等
の透明導電膜と金属膜との積層膜とされている。図３お
よび図４は半透過反射膜Ｍの第１の例を示すその一部分
の断面図および平面図であり、この半透過反射膜Ｍは、
スパッタ装置によって成膜した極く薄い金属薄膜１３ａ
からなっている。

【００４１】すなわち、この半透過反射膜Ｍは、その下
地面（ここではゲート絶縁膜１６）の上に、スパッタ装
置によって金属粒子を極く薄く堆積させて形成されたも
のであり、図に示した半透過反射膜Ｍは、金属粒子が堆
積していない孔欠陥や、金属粒子の堆積厚さが薄い凹入
欠陥等の微小な欠陥部ｋが点在する金属薄膜１３ａから
なっている。なお、前記欠陥部ｋは不規則な形状であ
り、またその大きさおよび分布状態は金属薄膜１３ａの
成膜厚さに応じて変化する。

【００４２】この半透過反射膜Ｍは、図３に実線矢印で
示した表面側からの入射光も、また破線矢印で示した裏
面側からの入射光も、ある反射率と透過率で反射および
透過させるものであり、上記金属薄膜１３ａの膜部分
（欠陥部ｋ以外の部分）に入射した光の一部は金属薄膜
１３ａの膜面で反射され、またある量の光は金属薄膜１
３ａを透過し、残りの光は金属薄膜１３ａに吸収され
る。

【００４３】一方、上記金属薄膜１３ａの欠陥部ｋのう
ち、金属粒子の堆積厚さが薄い凹入欠陥部分は、金属膜
厚が非常に薄いため、この凹入欠陥部分での反射および
吸収量は極く僅かであり、したがって、この凹入欠陥部
分に入射した光はその大部分が透過する。また、金属粒
子が堆積していない孔欠陥部分に入射した光はその全て
が透過光となる。

【００４４】ただし、上記金属薄膜１３ａの単位面積当
りの欠陥部ｋの総面積は、前記単位面積当りの膜部分の
面積に比べて極く僅かであり、したがって、半透過反射
膜Ｍの透過率は、金属薄膜１３ａの膜部分の透過率によ
ってほとんど支配される。

【００４５】そして、前記金属薄膜１３ａの膜部分の透
過率は、その材料である金属の光学定数と膜厚とによっ
て決まるため、この金属薄膜１３ａ成膜厚さを選べば、
上述した透過率が５〜２０％の半透過反射膜Ｍを得るこ
とができる。

【００４６】なお、図３および図４に示した半透過反射
膜Ｍは、孔欠陥や凹入欠陥等の微小な欠陥部ｋが点在す
る金属薄膜１３ａからなるものであるが、この半透過反
射膜Ｍは、前記孔欠陥や凹入欠陥等がほとんどない金属
薄膜であってもよく、その場合でも、前記金属薄膜の厚
さが約２０ｎｍ以下であれば、この金属薄膜を半透過反
射膜Ｍとして使用することができる。

【００４７】すなわち、スパッタ装置による金属薄膜の
成膜においては、その成膜厚さが約１０ｎｍ以下である
と、成膜された金属薄膜が孔欠陥や凹入欠陥のある膜と
なるが、成膜厚さを約１０ｎｍ以上に厚くしてゆくと、
それにともなって前記孔欠陥や凹入欠陥の大きさが小さ
くなるとともにその分布数も少なくなり、ある程度以上
の膜厚になると、孔欠陥や凹入欠陥がほとんど塞がっ
て、表面がほぼ平坦な膜となる。

【００４８】その例をあげると、前記金属薄膜をＡl ま
たはＡl −Ｔi （チタン）合金で形成する場合、例えば
８．５ｎｍの厚さに成膜した金属薄膜は、図３および図
４に示したような微小な欠陥部ｋのある膜であり、この
金属薄膜の透過率は約１０〜２０％、シート抵抗は５３
Ωである。

【００４９】また、前記Ａl またはＡl −Ｔi 合金を１
７．０ｎｍの厚さに成膜した金属薄膜は、上記孔欠陥や
凹入欠陥がほとんどない表面がほぼ平坦な膜であり、こ
の金属薄膜の透過率は約５％以下、シート抵抗は１４Ω
である。

【００５０】なお、上記半透過反射膜Ｍの透過率は、上
述した５〜２０％の範囲であればよいが、光源５０から
の光をより有効に利用するためには、前記透過率を６％
以上、さらに好ましくは７％以上にするのが望ましい。

【００５１】ただし、このように半透過反射膜Ｍの透過
率を高くするには、前記金属薄膜の膜厚をある程度薄く
しなければならないため、そのシート抵抗が高くなって
しまうが、前記半透過反射膜Ｍを、ＩＴＯ膜等の透明導
電膜と高反射率金属膜との積層膜とすれば、前記シート
抵抗を低くすることができる。

【００５２】すなわち、図５および図６はそれぞれ半透
過反射膜Ｍの第２および第３の例を示すその一部分の断
面図であり、図５に示した半透過反射膜Ｍは、その下地
面（ゲート絶縁膜１６）の上にＩＴＯ膜１３ｂをスパッ
タ装置により成膜し、その上に、図３および図４に示し
た金属薄膜１３ａを成膜したものである。

【００５３】また、図６に示した半透過反射膜Ｍは、そ
の下地面（ゲート絶縁膜１６）の上に図３および図４に
示した金属薄膜１３ａを成膜し、その上に、ＩＴＯ膜１
３ｂをスパッタ装置により成膜したものである。

【００５４】これら図５および図６に示した半透過反射
膜ＭのＩＴＯ膜１３ｂのシート抵抗は、このＩＴＯ膜１
３ｂの膜厚を５０ｎｍとした場合で４０Ωであり、した
がって、前記金属薄膜１３ａのシート抵抗がある程度高
くても、半透過反射膜Ｍの見掛上のシート抵抗を低くす
ることができる。

【００５５】なお、図５および図６に示した半透過反射
膜Ｍの金属薄膜１３ａは、孔欠陥や凹入欠陥等の微小な
欠陥部ｋが点在する金属薄膜であるが、この金属薄膜
は、前記欠陥部ｋがほとんどない表面がほぼ平坦な金属
薄膜であってもよい。

【００５６】さらに、図７および図８は、半透過反射膜
Ｍの第４の例を示すその一部分の断面図および平面図で
あり、この半透過反射膜Ｍは、微小な開口ｍを点在させ
て設けた光不透過金属膜１３ｃからなっている。

【００５７】すなわち、この半透過反射膜Ｍは、その下
地面（ゲート絶縁膜１６）の上に、スパッタ装置によっ
て、Ａl またはＡl 系合金等からなる金属膜１３ｃを光
を透過させない厚さ（３００ｎｍ程度）に成膜し、この
金属膜１３ｃにフォトリソグラフィ法によって多数の微
小開口ｍを設けたものである。

【００５８】この半透過反射膜Ｍは、前記金属膜１３ｃ
の膜部分（開口ｍ以外の部分）に入射した光を金属面で
反射させ、開口ｍ部分に入射した光を透過させるもので
あり、図７に実線矢印で示した表面側からの入射光も、
また破線矢印で示した裏面側からの入射光も、ある反射
率と透過率で反射および透過される。

【００５９】この半透過反射膜Ｍは、光を透過させない
厚さに成膜した比較的厚い金属膜１３ｃからなっている
ため、シート抵抗が低いという利点をもっている。ま
た、この半透過反射膜Ｍの透過率は、上記金属膜１３ｃ
の単位面積内に分布する開口ｍの総面積によって決ま
る。

【００６０】ただし、この半透過反射膜Ｍにおいては、
１つ１つの開口ｍの面積が大きいと、表面側から光を入
射させてその反射光を観察したときに開口ｍ部分が黒点
となって見え、裏面側から光を入射させてその透過光を
観察したときに前記開口ｍ部分が輝点となって見えるた
め、このような黒点や輝点を目立たなくするには、１つ
１つの開口ｍの幅を約３μｍ以下にし、その数によって
所望の透過率を得るのが望ましい。

【００６１】そして、上記画素電極１３は、上述した第
１〜第４の例のいずれかの半透過反射膜Ｍをゲート絶縁
膜１６の上に形成し、この半透過反射膜Ｍをフォトリソ
グラフィ法によりパターニングして形成されている。な
お、図６および図７に示した半透過反射膜Ｍで画素電極
を形成する場合は、その金属膜１３ｃへの開口ｍの形成
と画素電極１３へのパターニングとを同時に行なうこと
ができる。

【００６２】一方、液晶セル１０の表面側基板１２の内
面つまり液晶層との対向面には、ＩＴＯ膜等からなる透
明な対向電極２３が設けられ、その上に透明な配向膜２
４が設けられている。なお、前記対向電極２３は、上記
裏面側基板１１の各画素電極の全てに対向する一枚膜状
の電極とされている。

【００６３】そして、上記裏面側基板１１と表面側基板
１２とは、その外周縁部において枠状のシール材２５
（図１参照）を介して接合されており、液晶２６は両基
板１１，１２間の前記シール材２５で囲まれた領域に充
填されている。

【００６４】この液晶２６は、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶２６の分子は、両基板１
１，１２に設けた配向膜２２，２４によってそれぞれの
基板１１，１２上での配向方向を規制され、両基板１
１，１２間においてツイスト配向されている。なお、上
記配向膜２２，２４は、ポリイミド等からなる水平配向
膜であり、その膜面にはラビングによる配向処理が施さ
れている。

【００６５】また、上記表裏の偏光板３１，３２のう
ち、裏面側偏光板３２は通常の偏光板、表面側偏光板３
１は、その一面、例えば表面が光散乱面Ａとなっている
偏光板であり、この表面側偏光板３１の光散乱面Ａは、
図９にその一部分の断面を拡大して示したように、偏光
板３１の表面に微小な凹凸をもつ透明膜３３を形成して
構成されている。

【００６６】上記透明膜３３は、アクリル樹脂等の光透
過率の高い樹脂からなっており、この透明膜３３は、樹
脂材料を微小な凹凸をもつ印刷版を用いて偏光板３１面
に転写印刷して硬化させる方法、前記樹脂材料を偏光板
３１面に均一厚さに塗布して型押しにより凹凸を付けた
後に硬化させる方法、あるいは、前記樹脂材料にシリカ
等からなる透明な微粒子を混入したものを偏光板３１面
に塗布して硬化させる方法のいずれかによって形成され
ている。

【００６７】この透明膜３３の凹凸の平均高さ（凹面と
凸面との高さの差）ｈは１〜５μｍ、凹凸の平均ピッチ
ｐは５〜４０μｍであり、上記光散乱面Ａのヘイズ値
は、９〜１４％である。

【００６８】なお、上記ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ ６７
１４に準ずる積分球式光線透過率測定装置（ヘイズメー
タ）による測定値である。このヘイズ値は次式により算
出される。

【００６９】全光線透過率；Ｔt(%)＝Ｔ2 ／Ｔ1 平行光線透過率；Ｔp(%)＝Ｔt −Ｔd 拡散透過率；Ｔd(%)＝［Ｔ4 −Ｔ3 ×（Ｔ2 ／Ｔ1 ）］
／Ｔ1 ヘイズ値；Ｈ(%) ＝（Ｔd ／Ｔt ）×１００ Ｔ1 ；入射光線量 Ｔ2 ；全光線透過光量 Ｔ3 ；測定装置の拡散光量 Ｔ4 ；試験片（透明膜３１）と測定装置による拡散光量 また、上記位相差板４０は、ポリカーボネート等の一軸
延伸フィルムからなっており、この位相差板４０は、上
記液晶セル１０の表面側に配置された表面側偏光板３１
と前記液晶セル１０との間に、位相差板４０の遅相軸
（延伸軸）と表面側偏光板３１の透過軸とを所定角度斜
めにずらした状態で配置されている。

【００７０】なお、前記位相差板４０は液晶セル１０の
表面（表面側基板１２の外面）に接着され、表面側偏光
板３０は前記位相差板４０の表面に接着されており、ま
た裏面側偏光板３２は液晶セル１０の裏面（裏面側基板
１１の外面）に接着されている。

【００７１】また、上記光源５０は、従来の液晶表示装
置に用いられている光源と同様なものであり、上記裏面
側偏光板３２の裏面ほぼ全体に対向する導光板５１と、
この導光板５１の一端面に向けて配置された白色光を発
する光源ランプ５２とからなっている。

【００７２】前記導光板５１は、アクリル樹脂等からな
る透明板の裏面全体にＡl 等の蒸着膜からなる反射膜５
１ａを形成したもので、光源ランプ５２からの照明光
は、導光板５１にその一端面から入射して導光板５１内
を導かれ、この導光板５１の表面全体から液晶セル１０
に向かって出射する。

【００７３】そして、この実施例の液晶表示装置では、
上記表面側偏光板３１を、その透過軸を液晶セル１０の
表面側基板１２上における液晶分子の配向方向（配向膜
２４のラビング方向）に対して所定角度斜めにずらして
配置するとともに、上記位相差板４０をその遅相軸（延
伸軸）を前記表面側偏光板３１の透過軸に対して所定角
度斜めにずらして配置し、さらに裏面側偏光板３２を、
その透過軸を液晶セル１０の裏面側基板１１上における
液晶分子の配向方向（配向膜２２のラビング方向）に対
して所定角度斜めにずらして配置している。

【００７４】なお、この実施例では、液晶セル１０の裏
面側基板１１上における液晶分子配向方向を方位角０°
の方向とし、この方向を基準として、液晶セル１０の表
面側基板１２上における液晶分子配向方向と偏光板３
１，３２の透過軸方向および位相差板４０の遅相軸方向
を設定している。

【００７５】すなわち、図１０は、上記液晶表示装置に
おける液晶セル１０の液晶分子配向方向と、位相差板４
０の遅相軸と、偏光板３１，３２の透過軸とを示す平面
図であり、図において１１ａは液晶セル１０の裏面側基
板１１上における液晶分子の配向方向、１２ａは液晶セ
ル１０の表面側基板１２上における液晶分子の配向方向
を示している。

【００７６】この図１０のように、液晶セル１０の表面
側基板１２上における液晶分子配向方向１２ａは、裏面
側基板１１上における液晶分子配向方向１１ａ方向、つ
まり方位角０°の方向に対し、表面側から見て左回りに
ほぼ９０°ずれており、液晶２６の分子は両基板１１，
１２間においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向
されている。

【００７７】また、図１０において、３１ａは表面側偏
光板３１の透過軸、４０ａは位相差板４０の遅相軸を示
しており、表面側偏光板３１の透過軸３１ａは上記方位
角０°の方向に対し表面側から見て左回りにほぼ１７０
°の方向、位相差板４０の遅相軸４０ａは方位角０°の
方向に対し表面側から見て左回りにほぼ１５０°の方向
にあり、したがって、位相差板４０の遅相軸４０ａは、
表面側偏光板３１の透過軸３１ａに対し、表面側から見
て右回りにほぼ２０°斜めにずれている。

【００７８】さらに、図１０において、３２ａは裏面側
偏光板３２の透過軸を示しており、この裏面側偏光板３
２の透過軸３２ａは上記方位角０°の方向に対し表面側
から見て左回りにほぼ１５０°の方向にある。

【００７９】この液晶表示装置は、外光（自然光または
室内照明光等）の光量が十分な明るい場所では前記外光
を利用する反射型表示を行なうものであり、このとき
は、液晶表示装置にその表面側から入射する外光が、図
１に実線矢印で示したように、表面側偏光板３１の偏光
作用により直線偏光となって液晶セル１０に入射すると
ともに、その液晶層を通った光が液晶セル１０の裏面側
基板１１の内面に設けられている半透過反射膜Ｍ（画素
電極１３）に入射し、この半透過反射膜Ｍで反射された
光が再び液晶層を通って前記表面側偏光板３１に入射し
て、この偏光板３１を透過する光が画像光となって液晶
表示装置の表面側に出射する。

【００８０】また、この液晶表示装置は、外光の光量が
少ない暗い場所でも、光源５０からの光を利用して表示
を行なえるものであり、そのときは、光源５０からの光
が、図１に破線矢印で示したように、裏面側偏光板３２
の偏光作用により直線偏光となって液晶セル１０に入射
し、その裏面側基板１１の内面に設けられている半透過
反射膜Ｍ（画素電極１３）を透過した光が液晶層を通っ
て上記表面側偏光板３１に入射して、この偏光板３１を
透過する光が画像光となって液晶表示装置の表面側に出
射する。

【００８１】すなわち、上記液晶表示装置は、液晶セル
１０の裏面側基板１１の内面に半透過反射膜Ｍを設ける
ことにより、外光を利用する反射型表示時には、液晶セ
ル１０の表面側に配置した表面側偏光板３１に入射光を
直線偏光とする偏光作用と液晶セル１０の液晶層を通っ
た光を画像光とする検光作用との両方の作用をもたせ
て、液晶セル１０の裏面側に配置した裏面側偏光板３２
は用いずに表示し、光源５０からの光を利用する透過型
表示の際は、前記裏面側偏光板３２を偏光子とし、前記
表面側偏光板３１を検光子として表示するものである。

【００８２】上記液晶表示装置の表示動作を、まず外光
を利用する反射型表示について説明すると、この液晶表
示装置においては、表面側偏光板３１の透過軸３１ａに
対して位相差板４０の遅相軸４０ａが斜めにずれている
ため、前記表面側偏光板３１を通って入射した直線偏光
が、位相差板４０を通る過程でその複屈折効果により波
長ごとに偏光状態が異なる楕円偏光となり、この楕円偏
光が、液晶セル１０の液晶層を通る過程でその複屈折効
果によりさらに偏光状態を変えられて液晶セル１０の裏
面側基板１１の内面に設けた半透過反射膜Ｍに入射する
とともに、その光のうち前記半透過反射膜Ｍで反射され
た光が、再び液晶層および位相差板４０を通る過程でこ
れらの複屈折効果によりさらに偏光状態を変えられて前
記表面側偏光板３１に入射する。

【００８３】そして、この表面側偏光板３１に入射する
反射光は、上記位相差板４０と液晶セル１０の液晶層の
複屈折効果により偏光状態を変えられた非直線偏光であ
るため、その光のうち、表面側偏光板３１を透過する偏
光成分の波長光だけがこの偏光板３１を透過して出射
し、この出射光中の各波長光の比率に対応した着色光と
なる。

【００８４】次に、光源５０からの光を利用するときの
表示について説明すると、このときは、光源５０からの
光が裏面側偏光板３２を通って直線偏光となり、この直
線偏光が液晶セル１０にその裏面側から入射して、その
光のうち液晶セル１０の裏面側基板１１の内面に設けら
れている半透過反射膜Ｍを透過した光が液晶層を通る
が、上記液晶表示装置においては、前記裏面側偏光板３
２の透過軸３２ａが液晶セル１０の裏面側基板１１上に
おける液晶分子の配向方向１１ａに対して斜めにずれて
いるため、液晶セル１０にその裏面側から入射した直線
偏光が、この液晶セル１０の液晶層を通る過程でその複
屈折効果により波長ごとに偏光状態が異なる楕円偏光と
なり、この楕円偏光が、位相差板４０を通る過程でその
複屈折効果によりさらに偏光状態を変えられて表面側偏
光板３１に入射する。

【００８５】そして、このときも、表面側偏光板３１に
入射する光は、液晶セル１０の液晶層と位相差板４０の
複屈折効果により偏光状態を変えられた非直線偏光であ
るため、その光のうち、表面側偏光板３１を透過する偏
光成分の波長光だけがこの偏光板３１を透過して出射
し、この出射光中の各波長光の比率に対応した着色光と
なる。

【００８６】つまり、上記液晶表示装置は、外光を利用
する反射型表示においては、位相差板４０および液晶セ
ル１０の液晶層の複屈折効果と表面側偏光板３１の偏光
および検光作用とを利用して光を着色し、光源５０から
の光を利用する透過型表示においては、液晶セル１０の
液晶層および位相差板４０の複屈折効果と裏面側偏光板
３２の偏光作用および表面側偏光板３１の検光作用とを
利用して光を着色するものであり、この液晶表示装置に
よれば、一般に用いられているカラーフィルタを用いた
液晶表示装置に比べて、非常に明るい着色光を得ること
ができる。

【００８７】すなわち、カラーフィルタは、その色に対
応する波長域以外の波長光を吸収して光を着色するが、
このカラーフィルタは、その色に対応する波長域の光も
かなり高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタによ
って光を着色する液晶表示装置では、表示装置に入射す
る光のうちの着色光となる波長帯域の光量に比べて、カ
ラーフィルタを通った着色光の光量がかなり減少する。

【００８８】この点、上記実施例の液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに光を着色するものであるため、
カラーフィルタによる光吸収はないし、また、位相差板
４０と液晶セル１０の液晶２７は、透過光の偏光状態を
変えるだけでほとんど光を吸収しない。

【００８９】このため、これらの複屈折効果により偏光
状態を変えられ、表面側偏光板３１を透過して出射する
着色光の光量は、反射型表示の際の表面側偏光板３１を
通って入射して上記半透過反射膜Ｍで反射された光のう
ちの前記着色光となる波長帯域の光の量、あるいは、反
射型表示の際の裏面側偏光板３２を通って入射して前記
半透過反射膜Ｍを透過した光のうちの前記着色光となる
波長帯域の光の量とほとんど変わらず、したがって、高
輝度の着色光が得られる。

【００９０】また、カラーフィルタによって光を着色す
る液晶表示装置では、その表示色がカラーフィルタの色
によって決まるため、１つの画素で複数の色を表示する
ことはできなかったが、上記実施例の液晶表示装置によ
れば、１つの画素で複数の色を表示することができる。

【００９１】すなわち、上記実施例の液晶表示装置にお
いては、位相差板４０の複屈折効果は変化しないが、液
晶セル１０の液晶層の複屈折効果は、両基板１１，１２
の電極１３，２３間に印加される電圧によって液晶分子
の配向状態が変化するのにともなって変化するため、液
晶セル１０への印加電圧を制御して、位相差板４０と液
晶セル１０の液晶層とを通った光の偏光状態を変化させ
てやれば、表面側偏光板３１を透過して出射する着色光
の色を変化させることができ、したがって、１つの画素
で複数の色を表示することができる。

【００９２】なお、この液晶表示装置の表示駆動は、基
本的には、一般に知られているアクティブマトリックス
型液晶表示装置（ＴＦＴを能動素子とするもの）の表示
駆動と同様に、液晶セル１０の対向電極２３に同期信号
に同期した波形の基準信号を供給し、各ゲートラインに
前記同期信号に同期させて順次ゲート信号を供給すると
ともに、それに同期させて各データラインに画像データ
に応じた電位のデータ信号を供給することによって行な
えばよく、前記データ信号の電位を画像データに応じて
制御すれば、各行の画素の選択期間に前記画像データに
応じた電位のデータ信号がＴＦＴ１４を介して画素電極
１３に供給され、このデータ信号に応じた電圧が画素電
極１３と対向電極２３との間に印加される。

【００９３】上記液晶表示装置の表示色について説明す
ると、例えば上述したように、液晶セル１０が液晶分子
を両基板１１，１２間においてほぼ９０°のツイスト角
でツイスト配向させたものであって、その両基板１１，
１２上における液晶分子の配向方向１１ａ，１２ａと、
偏光板３１，３２の透過軸３１ａ，３２ａと、位相差板
４０の遅相軸４０ａとがそれぞれ図１０に示した方向に
あり、かつ、液晶セル１０のΔｎ・ｄ（液晶２６の屈折
率異方性Δｎと液晶層厚ｄとの積）の値が約９８０ｎｍ
（例えば、Δｎ＝０．２０４，ｄ＝４．８μｍ）、位相
差板４０のリタデーションの値が約３７０ｎｍである場
合、外光を利用する反射型表示では、各画素の表示色が
液晶セル１０への印加電圧に応じて赤、青、緑、黒、白
に変化し、また光源５０からの光を利用する透過型表示
では、各画素の表示色が液晶セル１０への印加電圧に応
じて赤，緑，青，白に変化する。

【００９４】図１１および図１２は、上記液晶表示装置
の反射型表示における表示色の変化を示しており、図１
１は印加電圧に対する出射光の色変化を示すＣＩＥ色度
図、図１２は電圧−出射率特性図である。なお、ここで
は、液晶表示装置にその法線に対して３０°の方向（方
位は任意でよい）から白色光を入射させ、液晶表示装置
の法線方向から出射光を観察した結果を示している。

【００９５】この反射型表示においては、液晶セル１０
の電極１３，２３間に印加する電圧値を大きくしてゆく
のにともなって、出射光の色が図１１に示すように矢印
方向に変化してゆき、その途中で出射光が、図１２に示
すように、光強度が高くかつ色純度もよい、赤、青、
緑、黒、白の色になる。なお、この場合の赤の出射光
は、紫色を帯びた赤色光である。

【００９６】このように、上記液晶表示装置は、外光を
利用する反射型表示の場合で１つの画素で前記赤、青、
緑、黒、白の色を表示することができるし、また隣接す
る複数の画素に異なる色を表示させることにより、前記
赤、青、緑、黒、白のうちの複数の色による混色を表示
させることもできる。

【００９７】また、図１３および図１４は、上記液晶表
示装置の透過型表示における表示色の変化を示してお
り、図１３は印加電圧に対する出射光の色変化を示すＣ
ＩＥ色度図、図１４は電圧−出射率特性図である。な
お、この図１３および図１４も、液晶表示装置にその法
線に対して３０°の方向（方位は任意でよい）から白色
光を入射させ、液晶表示装置の法線方向から出射光を観
察した結果を示している。

【００９８】この反射型表示においては、液晶セル１０
の電極１３，２３間に印加する電圧値を大きくしてゆく
のにともなって、出射光の色が図１３に示すように矢印
方向に変化してゆき、その途中で出射光が、図１４に示
すように、光強度が高くかつ色純度もよい、赤、緑、
青、白の色になる。

【００９９】このように、上記液晶表示装置は、光源５
０からの光を利用する反射型表示でも、１つの画素で前
記赤、緑、青、白の色を表示することができるし、また
隣接する複数の画素に異なる色を表示させることによ
り、前記赤、緑、青、白のうちの複数の色による混色を
表示させることもできる。

【０１００】なお、この反射型表示における印加電圧に
対応した表示色および色数は上記透過型表示の場合とは
異なるため、反射型表示の際にも透過型表示の場合と同
様に液晶セル１０を駆動すると、透過型表示の場合とは
異なる色のカラー画像が表示されるが、反射型表示の際
に液晶セル１０の駆動条件（画像データに対応するデー
タ信号の電位等）を制御すれば、反射型表示において
も、透過型表示に近い色のカラー画像を表示することが
できる。

【０１０１】ただし、上記液晶表示装置は、ほとんどの
場合は外光を利用する反射型表示装置として使用され、
外光の光量が少ない暗い場所で一時的に表示情報を見た
いときに光源５０を点灯させて反射型表示装置として使
用されるため、反射型表示における表示画像の色の違い
はあまり問題にはならないから、液晶セル１０の駆動条
件を透過型表示を基準として設計し、反射型表示も透過
型表示と同じ駆動条件で液晶セル１０の駆動して行なっ
てもよい。

【０１０２】また、上記実施例の液晶表示装置は、反射
型表示において赤、青、緑、黒、白の色を表示し、透過
型表示において赤、緑、青、白の色を表示するものであ
るが、この液晶表示装置の表示色は、印加電圧と、液晶
セル１０の両基板１１，１２上における液晶分子の配向
方向１１ａ，１２ａおよび液晶分子のツイスト角と、偏
光板３１，３２の透過軸３１ａ，３２ａの方向および位
相差板４０の遅相軸４０ａの方向とによって決まるか
ら、これらの条件を選択すれば、前記表示色を任意に選
ぶことができる。

【０１０３】そして、上記液晶表示装置は、液晶セル１
０の裏面側基板１１の内面に半透過反射膜Ｍを設けるこ
とにより、外光を利用する反射型表示時には、表面側偏
光板３１に入射光を直線偏光とする偏光作用と液晶セル
１０の液晶層を通った光を画像光とする検光作用との両
方の作用をもたせて、裏面側偏光板３２は用いずに表示
するものであるため、前記反射型表示を、裏面側偏光板
３２および液晶セル１０の裏面側基板１１によって出射
光量をロスすることなく行なえるため、外光を利用する
反射型表示の際の偏光板および液晶セルの基板での光吸
収による光量ロスを少なくし、反射型表示での表示を十
分明るくすることができる。

【０１０４】なお、上記液晶表示装置においては、光
が、位相差板４０と液晶セル１０の液晶層も通るが、こ
の位相差板４０と液晶層は前述したようにほとんど光を
吸収しないため、これらによる光量ロスはほとんどな
い。

【０１０５】また、上記液晶表示装置においては、液晶
セル１０の裏面側基板１１の内面に半透過反射膜Ｍを設
けているため、この半透過反射膜Ｍを拡散反射膜とする
ことは難しいが、上述したように、液晶セル１０の表面
側に配置した表面側偏光板３１の一面が光散乱面Ａとな
っていれば、液晶表示装置への入射光および出射光を前
記光散乱面Ａで散乱させることができるため、前記半透
過反射膜Ｍの反射面がほぼ鏡面であっても、表示観察者
の顔やその背景等の外部像が前記反射面に写って見える
ことはない。

【０１０６】さらに、上記液晶表示装置において、半透
過反射膜Ｍを兼ねる画素電極１３の表面がほぼ鏡面であ
れば、反射型表示において液晶セル１０の液晶層により
偏光状態を変えられた光を半透過反射膜Ｍによって散乱
させてしまうことはなく、また透過型表示においても、
裏面側偏光板３２を通って液晶セル１０にその裏面側か
ら入射する光を半透過反射膜Ｍによって散乱させてしま
うことはない。

【０１０７】そして、この場合、前記表面側偏光板３１
の表面が光散乱面Ａであれば、反射型表示の際に液晶表
示装置にその表面側から入射する光が散乱されてから表
面側偏光板３１の偏光作用により直線偏光になるし、ま
た反射型表示においても透過型表示においても、液晶セ
ル１０の液晶層を通った光が前記表面側偏光板３１の検
光作用により画像光となってから散乱されるため、入射
光が前記表面側偏光板３１を通って画像光となるまでは
光が散乱されることはなく、したがって、品質の良い画
像を表示することができる。

【０１０８】なお、上記光散乱面Ａの散乱効果は、上述
したヘイズ値によって決まり、このヘイズ値が２５％以
上であると、表面側偏光板３１の検光作用によって画像
光となった光も大きく散乱されて表示画像が不鮮明にな
り、またヘイズ値が６％以下であると上記外部像の写り
込みを生じるが、光散乱面Ａのヘイズ値が９〜１４％の
範囲であれば、鮮明な表示画像を得るとともに外部像の
写り込みもなくすことができる。

【０１０９】しかも、上記液晶表示装置では、液晶セル
１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３に半
透過反射膜Ｍを兼ねさせているため、液晶セル１０の裏
面側基板１１の内面に半透過反射膜を設けたものであり
ながら、液晶セル１０の構造を簡素化できるし、また前
記画素電極１３と半透過反射膜Ｍとを同時に形成できる
から、液晶セル１０の製造も容易になる。

【０１１０】［第２の実施例］なお、上記第１の実施例
では、半透過反射膜Ｍを兼ねる画素電極１３を、ＴＦＴ
１４を避けて形成しているが、この画素電極１３は前記
ＴＦＴ１４を覆って形成してもよい。

【０１１１】図１５は本発明の第２の実施例を示す液晶
表示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表
示装置は、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面に配設
したＴＦＴ１４を覆う保護絶縁膜２１をＳi Ｎ膜等の透
明絶縁膜とし、この保護絶縁膜２１を前記裏面側基板１
１のほぼ全面にわたって形成して、この保護絶縁膜２１
の上に、半透過反射膜Ｍを兼ねる画素電極１３をその一
部で前記ＴＦＴ１４を覆って形成し、この画素電極１３
を、前記保護絶縁膜２１に形成したコンタクト孔２１ａ
においてＴＦＴ１４のソース電極１９ｓに接続したもの
である。

【０１１２】なお、この実施例は、ＴＦＴ１４を覆う保
護絶縁膜２１と画素電極１３の形成状態が異なるだけ
で、他の構成は上述した第１の実施例と同じであるか
ら、重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【０１１３】この実施例のように、ＴＦＴ１４を保護絶
縁膜２１で覆い、その上に画素電極１３を前記ＴＦＴ１
４を覆って設ければ、半透過反射膜Ｍを兼ねる画素電極
１３の面積を大きくすることができ、したがって、上述
した第１の実施例の効果に加えて、外光を利用する反射
型表示の際の開口率を上げることができる。

【０１１４】なお、この実施例の液晶表示装置において
も、光源５０からの光を利用する透過型表示の際は透過
光がＴＦＴ１４部分で遮られるため、透過型表示のとき
の開口率は上述した第１の実施例とほぼ同じであるが、
上記液晶表示装置は上述したように、ほとんどの場合は
外光を利用する反射型表示装置として使用されるため、
反射型表示の際の開口率を上げることができる効果は大
きい。

【０１１５】［第３の実施例］また、上記第１および第
２の実施例では、液晶セル１０の裏面側基板１１に画素
電極１３とＴＦＴ１４を設けているが、前記液晶セル１
０は、画素電極１３とＴＦＴ１４を表面側基板１２に設
けたものでもよい。

【０１１６】図１６は本発明の第３の実施例を示す液晶
表示装置の一部分の断面図であり、この実施例は、液晶
セル１０を、表面側基板１２の内面に複数の画素電極１
３とこれら各画素電極１３にそれぞれ対応する複数のＴ
ＦＴ１４を配設し、裏面側基板１１の内面に前記各画素
電極１３と対向する対向電極２３を設けたアクティブマ
トリックス型セルとしたものであって、前記画素電極１
３はＩＴＯ膜等からなる透明電極とされ、前記対向電極
２３は、図３および図４、図５、図６、図７および図８
に示した半透過反射膜Ｍのいずれかで形成されている。

【０１１７】なお、この実施例の液晶表示装置は、液晶
セル１０の表面側基板１２の内面に透明な画素電極１３
とＴＦＴ１４を設け、裏面側基板１１の内面に半透過反
射膜Ｍを兼ねる対向電極２３を設けたものであって、前
記ＴＦＴ１４の構成は上述した第１の実施例のものと同
じであるし、また、偏光板３１，３２および位相差板４
０の配置も前記第１の実施例と同じであるから、重複す
る説明は図に同符号を付して省略する。

【０１１８】この実施例の液晶表示装置においても、上
述した第１の実施例と同様に、カラーフィルタを用いず
に表示を着色して明るいカラー表示を得、しかも１つの
画素で複数の色を表示することができるるとともに、外
光を利用する反射型表示の際の偏光板および液晶セルの
基板での光吸収による光量ロスを少なくして、反射型表
示での表示を十分明るくすることができるし、また、液
晶セル１０の裏面側基板１１に設けた対向電極２３に半
透過反射膜Ｍを兼ねさせているため、液晶セルの構造を
簡素化するとともにその製造を容易にすることができ
る。

【０１１９】［第４の実施例］また、上記第１〜第３の
実施例では、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面に設
けた電極（第１および第２の実施例では画素電極１３、
第３の実施例では対向電極２３）に半透過反射膜Ｍを兼
ねさせているが、前記裏面側基板１１の内面に設けた電
極もＩＴＯ膜等からなる透明電極とし、この電極の裏面
側に透明な絶縁膜を介して半透過反射膜を設けてもよ
い。

【０１２０】図１７は本発明の第４の実施例を示す液晶
表示装置の一部分の断面図であり、この実施例は、液晶
セル１０を、裏面側基板１１の内面に画素電極１３とＴ
ＦＴ１４を配設し、表面側基板１２の内面に対向電極２
３を設けたアクティブマトリックス型セルとするととも
に、前記画素電極１３および対向電極２３はＩＴＯ膜等
からなる透明電極とし、裏面側基板１１の内面に設けた
前記画素電極１３の裏面側に、ＴＦＴ１４のゲート絶縁
膜（透明膜）１６を介して半透過反射膜（図３および図
４、図５、図６、図７および図８に示した半透過反射膜
のいずれか）Ｍを設けたものである。

【０１２１】なお、この実施例の液晶表示装置は、液晶
セル１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３
を透明電極とし、その裏面側に半透過反射膜Ｍを設けた
点を除けば、その他の構成は上述した第１の実施例を同
じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略
する。

【０１２２】この実施例の液晶表示装置においても、上
述した第１の実施例と同様に、カラーフィルタを用いず
に表示を着色して明るいカラー表示を得、しかも１つの
画素で複数の色を表示することができるるとともに、外
光を利用する反射型表示の際の偏光板および液晶セルの
基板での光吸収による光量ロスを少なくして、反射型表
示での表示を十分明るくすることができる。

【０１２３】また、この実施例では、液晶セル１０の裏
面側基板１１の内面に設けた画素電極１３を透明電極と
し、この画素電極１３の裏面側に透明なゲート絶縁膜１
６を介して半透過反射膜Ｍを設けているため、この半透
過反射膜Ｍと前記画素電極１３およびその間のゲート絶
縁膜とによって、非選択期間における画素の保持電圧を
補償する補償容量Ｃs を構成することができる。

【０１２４】なお、このように前記半透過反射膜Ｍを利
用して画素の補償容量Ｃs を構成する場合は、前記裏面
側基板１１の上に基準電位接続ラインを配線（図示しな
いが、例えば半透過反射膜Ｍと一体に形成する）し、半
透過反射膜Ｍを前記基準電位接続ラインを介して基準電
位に接続する。

【０１２５】［他の実施例］なお、上述した第１〜第４
の実施例の液晶表示装置は、いずれも、液晶セル１０と
して、液晶分子をほぼ９０°のツイスト角でツイスト配
向させたものを用いるものであるが、この液晶分子のツ
イスト角は、９０°に限らず、例えば１８０〜２７０°
としてもよいし、さらに、前記液晶セル１０は、液晶分
子をホモジニアス配向、ホメオトロピック配向、ハイブ
リッド配向等の配向状態に配向させたものでもよい。

【０１２６】また、上記各実施例の液晶表示装置は、位
相差板４０および液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と
偏光板３１，３２の偏光および検光作用とを利用して光
を着色するものであるが、本発明は、前記位相差板４０
を備えず、液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏光板
３１，３２の偏光および検光作用とを利用して光を着色
する複屈折効果型のカラー液晶表示装置にも適用できる
ものであり、その場合も、表面側偏光板３１の透過軸３
１ａを液晶セル１０の表面側基板１２上における液晶分
子配向方向１２ａに対して斜めにずらし、裏面側偏光板
３２の透過軸３２ａを液晶セル１０の裏面側基板１１上
における液晶分子配向方向１１ａに対して斜めにずらせ
ば、液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏光板３１，
３２の偏光および検光作用とを利用して光を着色するこ
とができる。

【０１２７】ただし、上記実施例のように、液晶セル１
０と表面側偏光板３１との間に位相差板４０を配置すれ
ば、液晶セル１０に液晶分子が基板１１，１２面に対し
てほぼ垂直に立上がり配向する電圧を印加したとき、つ
まり液晶層の複屈折効果が見掛上ほとんどなくなったと
きでも、位相差板４０の複屈折効果によって着色光を得
ることができる。この場合、位相差板は２枚以上重ねて
配置してもよい。

【０１２８】さらに、上記各実施例では、液晶セル１０
として、アクティブマトリックス型セルを用いたが、こ
の液晶セル１０は、単純マトリックス型セルやセグメン
ト表示型セル等であってもよい。

【０１２９】また、上記実施例の液晶表示装置は、複屈
折効果を利用してカラー画像を表示するものであるが、
本発明は、ＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表示装置にも適用す
ることができる。

【０１３０】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、液晶セルの裏
面側基板の内面に半透過反射膜を設けることにより、外
光を利用する反射型表示時には、液晶セルの表面側に配
置した第１の偏光板に入射光を直線偏光とする偏光作用
と液晶セルの液晶層を通った光を画像光とする検光作用
との両方の作用をもたせて、液晶セルの裏面側に配置し
た第２の偏光板は用いずに表示するものであり、この液
晶表示装置によれば、外光を利用する反射型表示を、液
晶セルの裏面側に配置した第２の偏光板および前記液晶
セルの裏面側基板によって出射光量をロスすることなく
行なえるため、外光を利用する反射型表示の際の偏光板
および液晶セルの基板での光吸収による光量ロスを少な
くし、反射型表示での表示を十分明るくすることができ
る。

【０１３１】また、本発明の液晶表示装置において、前
記液晶セルの両基板の内面にそれぞれ設けられている電
極のうち、裏面側基板の内面に設けられている電極に前
記半透過反射膜を兼ねさせれば、液晶セルの構造を簡素
化するとともにその製造を容易にすることができる。

【０１３２】すなわち、例えば前記液晶セルが、裏面側
基板の内面に画素電極と能動素子を配設し、表面側基板
の内面に対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
ルであるときは、前記画素電極に半透過反射膜を兼ねさ
せ、また前記液晶セルが、表面側基板の内面に画素電極
と能動素子を配設し、裏面側基板の内面に対向電極を設
けたアクティブマトリックス型セルであるときは、前記
対向電極に半透過反射膜を兼ねさせればよく、このよう
にすれば、液晶セルの構造を簡素化できるし、また前記
画素電極あるいは対向電極と半透過反射膜とを同時に形
成できるから、液晶セルの製造も容易になる。

【０１３３】また、前記液晶セルが、裏面側基板の内面
に画素電極と能動素子を配設したアクティブマトリック
ス型セルであって、前記画素電極に半透過反射膜を兼ね
させる場合、前記能動素子を保護絶縁膜で覆い、半透過
反射膜を兼ねる画素電極を前記保護絶縁膜の上に前記能
動素子を覆って設けて、前記保護絶縁膜に形成したコン
タクト孔において前記能動素子に接続してもよく、この
ようにすれば、半透過反射膜を兼ねる画素電極の面積を
大きくして、反射型表示の際の開口率を上げることがで
きる。

【０１３４】さらに、本発明の液晶表示装置において、
前記液晶セルの両基板の内面にそれぞれ設けられている
電極はいずれも透明電極であってもよく、その場合は、
裏面側基板の内面に設けられた電極の裏面側に、透明な
絶縁膜を介して半透過反射膜を設ければよいが、例えば
前記液晶セルが、裏面側基板の内面に画素電極と能動素
子を配設したアクティブマトリックス型セルである場
合、前記画素電極を透明電極とし、この画素電極の裏面
側に透明な絶縁膜を介して半透過反射膜を設ければ、こ
の半透過反射膜と前記画素電極およびその間の絶縁膜と
によって、非選択期間における画素の保持電圧を補償す
る補償容量を構成することができる。

【０１３５】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルの裏面側基板の内面に半透過反射膜を設けてい
るため、この半透過反射膜を拡散反射膜とすることは難
しいが、液晶セルの表面側に配置した第１の偏光板の一
面が光散乱面となっていれば、前記半透過反射膜の反射
面がほぼ鏡面であっても、表示観察者の顔やその背景等
の外部像が前記反射面に写って見えることはない。

【０１３６】さらに、本発明の液晶表示装置において、
前記半透過反射膜の反射面がほぼ鏡面であれば、反射型
表示において液晶セルの液晶層により偏光状態を変えら
れた光を半透過反射膜によって散乱させてしまうことは
なく、また透過型表示においても、第２の偏光板を通っ
て液晶セルにその裏面側から入射する光を半透過反射膜
によって散乱させてしまうことはない。

【０１３７】そして、この場合、前記第１の偏光板の表
面が光散乱面であれば、反射型表示の際に液晶表示装置
にその表面側から入射する光が散乱されてから第１の偏
光板の偏光作用により直線偏光になるし、また反射型表
示においても透過型表示においても、液晶セルの液晶層
を通った光が前記第１の偏光板の検光作用により画像光
となってから散乱されるため、入射光が前記第１の偏光
板を通って画像光となるまでは光が散乱されることはな
く、したがって、品質の良い画像を表示することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の基
本構成図。

【図２】同液晶表示装置の一部分の拡大断面図。

【図３】半透過反射膜の第１の例を示すその一部分の断
面図。

【図４】図３に示した半透過反射膜の平面図。

【図５】半透過反射膜の第２の例を示すその一部分の断
面図。

【図６】半透過反射膜の第３の例を示すその一部分の断
面図。

【図７】半透過反射膜の第４の例を示すその一部分の断
面図。

【図８】図７に示した半透過反射膜の平面図。

【図９】表面側偏光板の表面の拡大断面図。

【図１０】液晶セルの液晶分子配向方向と、位相差板の
遅相軸と、偏光板の透過軸とを示す平面図。

【図１１】反射型表示の際の印加電圧に対する出射光の
色変化を示すＣＩＥ色度図。

【図１２】反射型表示の際の電圧−出射率特性図。

【図１３】透過型表示の際の印加電圧に対する出射光の
色変化を示すＣＩＥ色度図。

【図１４】透過型表示の際の電圧−出射率特性図。

【図１５】本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の
基本構成図。

【図１６】本発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の
基本構成図。

【図１７】本発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の
基本構成図。

【図１８】従来の液晶表示装置の基本構成図。

【符号の説明】

１０…液晶セル １１…裏面側基板 １２…表面側基板 １３…画素電極 １４…ＴＦＴ（能動素子） ２２…配向膜 ２３…対向電極 ２４…配向膜 ２６…液晶 Ｍ…半透過反射膜 ３１…表面側偏光板（第１の偏光板） ３２…裏面側偏光板（第２の偏光板） ４０…位相差板 ５０…光源

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外光を利用し表面側から入射する光を反射
   させて表示する反射型表示機能と、光源からの光を裏面
   側から入射させて表示する透過型表示機能とを有する液
   晶表示装置であって、 表裏一対の透明基板間に液晶を挟持させた液晶セルと、
   この液晶セルの表面側に配置された第１の偏光板と、前
   記液晶セルの裏面側に配置された第２の偏光板とからな
   り、 かつ、前記液晶セルの裏面側基板の内面に、入射光をあ
   る反射率と透過率で反射および透過させる半透過反射膜
   が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】液晶セルの両基板の内面にはそれぞれ液晶
   層に電界を印加するための電極が設けられており、裏面
   側基板の内面に設けられた電極が半透過反射膜を兼ねて
   いることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】液晶セルは、裏面側基板の内面に複数の画
   素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能
   動素子を配設し、表面側基板の内面に前記各画素電極と
   対向する対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
   ルであり、前記画素電極が半透過反射膜を兼ねているこ
   とを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】能動素子は保護絶縁膜で覆われており、半
   透過反射膜を兼ねる画素電極は前記保護絶縁膜の上に前
   記能動素子を覆って設けられて、前記保護絶縁膜に形成
   したコンタクト孔において前記能動素子に接続されてい
   ることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】液晶セルは、表面側基板の内面に複数の画
   素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能
   動素子を配設し、裏面側基板の内面に前記各画素電極と
   対向する対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
   ルであり、前記対向電極が半透過反射膜を兼ねているこ
   とを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】液晶セルの両基板の内面にはそれぞれ液晶
   層に電界を印加するための電極が設けられており、これ
   ら電極はいずれも透明電極であって、裏面側基板の内面
   に設けられた電極の裏面側に、透明な絶縁膜を介して半
   透過反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】液晶セルは、裏面側基板の内面に複数の画
   素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能
   動素子を配設し、表面側基板の内面に前記各画素電極と
   対向する対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
   ルであり、前記画素電極は透明電極であって、この画素
   電極の裏面側に、透明な絶縁膜を介して半透過反射膜が
   設けられていることを特徴とする請求項６に記載の液晶
   表示装置。
8. 【請求項８】半透過反射膜の反射面はほぼ鏡面であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】液晶セルの表面側に配置された第１の偏光
   板の一面が光散乱面となっていることを特徴とする請求
   項１または請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】偏光板の表面が光散乱面であることを特
    徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。