JP3674579B2 - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関し、特に反射型と透過型の両方の構造を具備させた半透過反射型の液晶表示装置において明るく高コントラストな表示を得られるようにした技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
反射型の液晶表示装置は、バックライト等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から種々の携帯電子機器などに多用されている。ところが、反射型の液晶表示装置は、自然光や照明光などの外光を利用して表示するため、暗い場所では表示を視認するのが難しいという問題があった。そこで、明るい場所では通常の反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、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の液晶表示装置が提案されている。この半透過反射型液晶表示装置は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モード又は透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うことができるものである。
【０００３】
このような半透過反射型液晶表示装置としては、透光性の上基板と下基板との間に液晶層が挟持された構成を備えるとともに、例えばアルミニウム等の金属膜に光透過用のスリットを形成した反射膜を下基板の内面に備え、この反射膜を半透過反射膜として機能させる液晶表示装置が提案されている。この場合、反射モードでは上基板側から入射した外部光が、液晶層を通過した後に下基板の内面に配された反射膜により反射され、再び液晶層を通過して上基板側から外部に表示され得る。一方、透過モードでは下基板側から入射したバックライトからの光が、反射膜に形成されたスリットから液晶層を通過した後に、上基板側から外部に表示され得る。したがって、反射膜のスリットが形成された領域が透過表示領域で、反射膜のスリットが形成されていない領域が反射表示領域とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の半透過反射型液晶表示装置において、例えば液晶層の厚さをｄ、液晶の屈折率異方性をΔｎ、これらの積算値として示される液晶のリタデーションをΔｎｄとすると、反射表示を行う部分の液晶のリタデーションΔｎｄは、入射光が液晶層を２回通過してから観測者に到達するので２×Δｎｄで示されるが、透過表示を行う部分の液晶のリタデーションΔｎｄは、バックライトからの光が１回のみ液晶層を通過するので１×Δｎｄとなる。
【０００５】
このように反射表示を行う部分と透過表示を行う部分とにおいてリタデーションの値が異なる構造であるのに対し、液晶層の液晶分子の配向制御を行う場合に、各表示モードで同じ駆動電圧で液晶に電界を印加して配向制御を行っており、液晶において表示形態の異なる状態、換言すると、透過型表示領域と反射型表示領域においてリタデーションの異なる状態の液晶を同一の駆動電圧で配向したのでは高コントラストの表示を得ることができず、明るい表示を得ることが困難となる場合があった。
【０００６】
そこで、反射表示領域においてのみ、下基板の上側にアクリル樹脂を形成して液晶層厚を透過表示領域よりも小さくし、リタデーションの均一化を図る技術が提案されている。この場合、反射表示の明るさを向上させるためにアクリル樹脂に凹凸を形成しその上に反射電極を形成することで、入射光を散乱しつつ反射させるものとされているが、この凹凸形成には例えばフォトリソグラフィを複数回行う必要があり非常に手間がかかる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、半透過反射型液晶表示装置として、透過モードでは、透過光を有効に利用して明るくコントラストの高い表示状態を得ることができ、反射モードでは、外部光を有効に利用して明るくコントラストの高い表示状態を得ることができるものを簡便に得ることが可能な構成の液晶表示装置と、その液晶表示装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、一対の基板間に液晶層が挟持されてなる液晶表示装置であって、液晶層が少なくとも２種類の異なる液晶層厚を有する領域からなり、その液晶層厚が異なる個々の領域が反射表示部か透過表示部のいずれかを含むとともに、これら２つの表示部のうち反射表示部において、光を反射させることが可能な反射層と、透光性で且つ光を散乱させることが可能な透光性散乱層とが形成され、その透光性散乱層の形成に基づき、反射表示部における液晶層厚が、透過表示部における液晶層厚よりも小さくされていることを特徴とする。
【０００９】
この場合、透光性散乱層が、反射表示部において一対の基板間に配設されることにより、その厚みに基づき反射表示部における液晶層厚を透過表示部における液晶層厚よりも薄くする反射側液晶層薄層化手段として機能するとともに、入射光等を散乱させる入射光散乱手段としても機能している。したがって、透光性散乱層の形成により、反射表示部と透過表示部におけるリタデーションの均一化を図ることが可能となり、反射表示及び透過表示共に明るく高コントラストの表示が得られるとともに、反射層に凹凸等を設けなくとも反射表示部における入射光を散乱させることが可能となり、容易に明るい反射表示を得ることが可能となる。なお、上記一対の基板のうち外部光が入射する側を上基板とし、透過表示にかかるバックライトからの光が入射する側を下基板とすることができる。
【００１０】
上記反射表示部には、下基板側から反射層と、透光性散乱層と、下側電極と、液晶層と、上側電極とが少なくともこの順で含まれているものとすることができる。ここで下側電極、上側電極としては例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等の透明電極を例示することができる。このような構成の場合、上基板（表示側基板、若しくは外側基板）から入射した外部光が少なくとも上側電極、液晶層、下側電極、透光性散乱層を介して反射層に達し、この反射層で反射された後に同様の過程を経て外部に出射されるため、少なくとも２回散乱された後に表示に供され得るため当該反射表示において一層明るく高コントラストの表示を行うことが可能となる。
【００１１】
一方、上記反射表示部には、下基板側から反射層と、下側電極と、液晶層と、上側電極と、透光性散乱層とが少なくともこの順で含まれているものとすることができる。この場合も、上基板から入射した外部光が少なくとも透光性散乱層、上側電極、液晶層、下側電極を介して反射層に達し、この反射層で反射された後に同様の過程を経て外部に出射されるため、少なくとも２回散乱された後に表示に供され得ることとなり、当該反射表示において一層明るく高コントラストの表示を行うことが可能となる。また、この場合、外部から入射された外部光は、透光性散乱層で散乱された後に上側電極、液晶層、下側電極を介して反射層に達し、この反射層で反射された後に逆の過程を経て外部に出射されるため、散乱後の光が広がりながら外部に出射されるものとなり、反射表示における視野角を一層広げることが可能となる。
【００１２】
なお、透過表示部には下基板（バックライト側基板、若しくは内側基板）側から下側電極と、液晶層と、上側電極とがこの順で積層配置されているものとすることができる。このように、透過表示部には液晶層薄層化手段たる透光性散乱層を設けないものとしたため、透光性散乱層を設けた反射表示部よりも液晶層が相対的に厚くなり、反射表示にかかる往復分の液晶層厚を透過表示において確保することが可能となる。したがって、透過表示と反射表示において同程度のリタデーションを確保可能となる。なお、反射表示部と透過表示部とにおいて上基板と下基板との間隔を略同一、好ましくは同一とするのが良く、この場合、透光性散乱層の形成により反射表示部と透過表示部とにおいて確実に液晶層厚の差を付与することができるようになる。
【００１３】
次に、上記反射表示部において、反射層と液晶層の間にカラーフィルタが設けられ、透過表示部において、下基板と液晶層との間にカラーフィルタが設けられているものとすることができる。これにより、反射表示及び透過表示において共にカラー表示を行うことが可能となる。なお、反射表示部において上基板と液晶層との間にカラーフィルタを設け、透過表示部において上基板と液晶層との間にカラーフィルタを設ける構成とすることも可能である。
【００１４】
ここで、反射表示部と透過表示部とにおいてカラーフィルタの分光特性が異なるものとされ、透過表示部においてカラーフィルタの色純度が反射表示部よりも相対的に高くされているものとすることができる。透過表示においては透過光がカラーフィルタを１回通過した後に表示に供され、反射表示においては外部光がカラーフィルタを入射の際と反射の際に１回ずつ計２回通過するため、透過表示部においてカラーフィルタの色純度を反射表示部よりも相対的に高くすることで、透過表示と反射表示とにおいて色の濃淡を同程度にすることが可能となる。
【００１５】
次に、上記透光性散乱層は、高分子基質中に、その高分子基質とは屈折率の異なる充填材を分散させた態様にて構成されているものとすることができる。この場合、従来のように反射層に対する凹凸形成により入射外部光を散乱して反射表示する場合には、その反射表示には明暗ができ易くギラツキのある散乱光となる場合があるが、上記のような構成の透光性散乱層を用いることにより明暗の少ない滑らかな散乱光にて反射表示を行うことが可能となる。ここで、高分子基質としては例えばアクリル樹脂を用いることができ、充填材としては高分子基質と相分離するものであって屈折率の異なるガラスビーズ（酸化珪素粒子）や、酸化チタン粒子、樹脂粉末粒子等を用いることができる。なお、透光性散乱層の層厚は例えば１〜５μｍ程度とすることができ、その場合、充填材は例えば０．５〜２μｍ程度とすることができる。
【００１６】
また、上記下基板の液晶層側（上基板側）の面には凹凸が形成されているものとすることができる。すなわち、凹凸を形成した下基板の上層に反射層を形成するものとすることができ、この場合、下基板に形成された凹凸により外部光は散乱を伴って反射され、さらに透光性散乱層によって散乱されるため一層明るく高コントラストの反射表示を行うことが可能となる。
【００１７】
次に、本発明の電子機器は上記構成の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、透過表示と反射表示とを切換可能であって、その透過表示及び反射表示において共に明るく高コントラストな表示を可能とする電子機器を提供可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明に係る液晶表示装置をアクティブマトリクスタイプの液晶表示装置に適用した第１実施形態を示すもので、この第１実施形態の液晶表示装置Ａは、図１に示す断面構造の如く上下に対向配置された透明のガラス等からなる基板１，２の間に液晶層３が挟持された基本構造とされている。なお、図面では省略されているが、実際には基板１，２の周縁部側にシール材が介在されていて、液晶層３を基板１，２とシール材とで取り囲むことにより液晶層３が基板１，２間に封入された状態で挟持されている。また、下方の基板２の更に下方側には光源及び導光板等を備えたバックライト４が設けられている。
【００１９】
上側の基板１の上面側（観測者側）には位相差板１２と偏光板１３とが配置されるとともに、下側の基板２の下面側にも位相差板１４と偏光板１５とが配置されている。偏光板１３，１５は、上面側（観測者側）から入射する外部光、及び下面側から入射するバックライト４の光に対し一方向の直線偏光のみを透過させ、位相差板１２，１４は、偏光板１３，１５を透過した直線偏光を円偏光（楕円偏光を含む）に変換する。したがって、偏光板１３，１５及び位相差板１２，１４は円偏光入射手段として機能している。なお、本実施形態においては、バックライト４を備える側を下側とし、一方の外部光が入射する側を上側としており、基板１を上基板１、基板２を下基板２と言うこともある。
【００２０】
一方、上基板１の液晶層３側にはカラーフィルタ１０を介してＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等からなる透明電極５が形成され、さらに透明電極５の液晶層３側には、この透明電極５を覆う態様で配向膜１１が形成されている。また、下基板２の液晶層３側には平面視矩形状の複数の反射層１６が、所定の間隔毎に開口部１６ａを形成しつつ、図１の紙面左右方向及び紙面垂直方向に相互に離間して表示領域に対応するように形成されている。なお、反射層１６はＡｌ等の光反射性の金属材料により平面視矩形枠状に構成されており、配向膜１１はポリイミド等の高分子材料膜に対して所定のラビング処理を施したものを用いている。
【００２１】
反射層１６の上層側には、入射光を散乱させつつ透過させることが可能な透光性散乱層（凸部）２２ｂが突出形態にて複数形成され、この透光性散乱層２２ｂにより反射層１６の上面が覆われるとともに、各透光性散乱層２２ｂの間には凹部２２ａが形成されている。透光性散乱層２２ｂの液晶層３側の表面、及び凹部２２ａの底部（すなわち下側基板２の凹部２２ａが形成されている面）には透明電極６が形成され、透明電極６の上には電極を覆う態様で配向膜７が形成されている。なお、透明電極６は例えばＩＴＯ（Indium-Tin-Oxide）等を用いることができ、配向膜７は例えばポリイミド等の高分子材料膜に対して所定のラビング処理を施したものを用いることができる。
【００２２】
本実施形態では、液晶層３において表示に利用される領域が反射表示部Ｒと透過表示部Ｔを含み、これらの表示部がそれぞれ異なる液晶層厚で形成されている。具体的には、透光性散乱層２２ｂが反射表示部Ｒに形成され、凹部２２ａが透過表示部Ｔに形成されており、透光性散乱層２２ｂの形成に基づき反射表示部Ｒにおける液晶層３の厚さが、透過表示部Ｔにおける液晶層３の厚さよりも小さく構成されている。すなわち、透光性散乱層２２ｂの厚みに基づき反射表示部Ｒにおける液晶層厚が小さくされ、この透光性散乱層２２ｂが反射表示部の液晶層を薄層化する液晶層薄層化手段として機能している。
【００２３】
透光性散乱層２２ｂは、図３に示すように、高分子材料（樹脂材料）を基質２３とし、その基質２３中に基質２３とは屈折率の異なる充填材２４が充填された構成とされている。具体的には、透光性散乱層２２ｂは厚さ１〜５μｍ程度とされ、充填材の平均粒径は０．５〜２μｍ程度とされている。高分子材料としては、例えばアクリル樹脂等を適用することができ、充填材料としては例えばガラス充填材（酸化珪素粒子）等を適用することができるが、その他にも充填材として酸化チタン粒子、若しくは上記基質としての高分子材料とは屈折率の異なる高分子材料であって、基質高分子材料と相分離する高分子材料を用いることも可能である。このように基質２３に充填材２４を充填した構成に基づき、透光性散乱層２２ｂは入射する光を散乱する入射光散乱手段として機能している。
【００２４】
次に、図２は図１に示した液晶表示装置Ａの電極６の平面模式図であって、液晶表示装置Ａにおいて表示領域は図２に示すように多数の画素ｇが集合して構成され、各画素ｇは電極６を平面視した場合に縦長の３つの電極６が集合した略正方形状の部分により区画される。本実施形態の液晶表示装置Ａはカラー表示を前提とした構造とされているので、具体的には図２に示す３つの電極６で区画される平面視略正方形状の１つの画素ｇが、３つのドットｇ１、ｇ２、ｇ３に分割されている。そして、これらのドットｇ１〜ｇ３に対応する電極６の中央部分にそれぞれ長方形状の凹部２２ａが形成され、これら凹部２２ａの底側にも電極６が形成されている。
【００２５】
ここで、電極６は、凹部２２ａに対応する位置に、詳しくは凹部２２ａの底部から側壁部に至る位置に設けられた透過表示用電極６ｂと、透光性散乱層２２ｂ（図１参照）に対応する位置に、詳しくは透光性散乱層２２ｂの上面部に設けられた反射表示用電極６ａとに機能的に分けることができ、それぞれ透過表示及び反射表示に寄与するものとされている。また、透過表示用電極６ａは図１に示した開口部１６ａに位置し、反射表示用電極６ｂは開口部１６ａを備えた反射層１６の上層側に透光性散乱層２２ｂを挟んで位置している。
【００２６】
反射層１６に形成された開口部１６ａの大きさは、ドットｇ１、ｇ２、ｇ３のいずれか１つの大きさに対し、各ドットの縦幅と横幅をいずれも数分の一程度とした大きさに形成される。また、各ドットの周囲のコーナ部分には、電極６を駆動するためのスイッチング素子としての薄膜トランジスタ１７が形成され、更に薄膜トランジスタ１７に給電するためのゲート配線１８とソース配線１９とが配線されている。なお、本実施形態ではスイッチング素子として薄膜トランジスタ１７が設けられているが、このスイッチング素子として２端子型の線形素子、あるいは、その他の構造のスイッチング素子を適宜設けても良いのは勿論である。
【００２７】
また、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の平面位置に対応するようにカラーフィルタ１０（図１参照）の各着色部分が配置される。カラーフィルタ１０は「Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）」のいずれかに着色された着色部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、これら着色部の境界部分に配置された遮光層（ブラックマトリクス）１０ａとから構成されている。なお、図１に示すカラーフィルタ１０の構造においては、着色層１０Ａ（赤）、１０Ｂ（緑）、１０Ｃ（青）の順に着色部が繰り返し配列されているが、これら着色部の配列順序は一例であって、ランダム配置、モザイク配置、あるいは他の順序の配列等のいずれの配列であっても良い。
【００２８】
次に、図１と図２に示した構造の半透過反射型液晶表示装置Ａの作用効果について説明する。液晶表示装置Ａにおいて、反射表示を行う場合には、装置の外部側から入射する光を利用し、この入射光を基板１の外部側からカラーフィルタ１０、電極５、配向膜１１を介して液晶層３側に導く。
【００２９】
ここで、反射表示部Ｒにおいては、上記入射光を液晶層３を通過させた後に、配向膜７、電極６、透光性散乱層２２ｂを通過させ、反射層１６で反射させる。そして、反射させた光を再度透光性散乱層２２ｂ、電極６、配向膜７、液晶層３を通過させてから、更に配向膜１１、電極５、カラーフィルタ１０、基板１、位相差板１２、偏光板１３を介して装置外部に戻すことにより観察者に到達させて反射型のカラー表示を行うものとされている。一方、透過型表示部Ｔにおいては、上記入射光を液晶層３を通過させた後に、配向膜７、電極６を通過させ、さらに反射層１６の開口部１６ａを通過させる。そして、開口部１６ａを通過した光は下側の基板２及び位相差板１２を通過した後に、偏光板１３に吸収される。このような反射型のカラー表示においては、電極５、６によって液晶層３の液晶を配向制御することで、液晶層３を通過する光の透過率を変えて明暗表示を行うものとされている。
【００３０】
また、透過表示を行う場合には、バックライト４から発せられた光を偏光板１５、位相差板１４、基板２を介して入射させる。この場合、透過表示部Ｔにおいては、基板２から入射した光を電極６、配向膜７、液晶層３、配向膜１１、電極５、カラーフィルタ１０、基板１、位相差板１２、偏光板１３の順に透過させて透過カラー表示を行うことができる。一方、反射表示部Ｒにおいては、基板２から入射した光は、反射層１５で反射され、反射した光は位相差板１４を通過した後、偏光板１５に吸収される。このような透過型のカラー表示においても、電極５、６によって液晶層３の液晶を配向制御することで、液晶層３を通過する光の透過率を変えて明暗表示することができる。
【００３１】
これらの表示形態において、反射型の表示形態においては液晶層３を入射光が２回通過するが、透過光に関してはバックライト４から発せられた光が液晶層３を１回しか通過しない。ここで液晶層３のリタデーションを考慮すると、反射型の表示形態と透過型の表示形態では同じ電圧を電極５、６から印加して配向制御した場合に、液晶のリタデーションの違いにより液晶の透過率の状態に違いを生じる。しかしながら、本実施形態の構造では反射表示を行う領域、即ち、図１に示す反射層１６を備えた領域である反射表示部Ｒに透光性散乱層２２ｂを設けたため、その反射表示部Ｒの液晶層３の厚さよりも、透過表示を行う透過表示領域、即ち、図１に示す開口部１６ａに相当する領域である透過表示部Ｔの液晶層３の厚さが大きくなり、反射表示部Ｒと透過表示部Ｔでの液晶層３としての電圧毎の透過率または反射率の状態を揃えることができる。したがって、透光性散乱層２２ｂの形成により、反射表示部Ｒと透過表示部Ｔにおけるリタデーションの均一化を図ることが可能とり、反射表示及び透過表示共に明るく高コントラストの表示が得られるようになる。
【００３２】
また、透光性散乱層２２ｂは、図３にも示した通り、透光性の高分子基質２３中に、基質２３とは屈折率の異なる充填材２４を充填させた構成により、入射光を散乱させる機能を具備しているため、反射表示において容易に明るい表示を行うことが可能となる。したがって、本実施形態の液晶表示装置Ａは半透過反射型の液晶表示装置であって、反射表示部Ｒに設けた透光性散乱層２２ｂの散乱機能及び液晶層薄化機能に基づき、反射表示と透過表示のいずれにおいても明るく高コントラストの表示を行うことが可能となる。
【００３３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態を図４を参照して説明する。なお、図１に示した第１の実施形態と同様の符号については、特に断り書きのない限り同様の構成を有するものとして説明を省略する。第２実施形態の液晶表示装置Ｂにおいては、下側の基板（バックライト側の基板）２の液晶層側の上面は凹凸面とされている。この凹凸面は０.５〜０.８μｍの範囲の表面粗さとされてランダムに凹凸が形成されたものである。そして、この凹凸面の上に反射層１６が形成されており、凹凸面上の反射層１６にはランダムな凹凸を有する拡散反射面１６ｅが形成されている。
【００３４】
なお、基板２に対する凹凸形成は、例えば基板２となるガラス基板上にレジストを塗布した後にフッ酸を用いたエッチング処理を行い、エッチング処理後にレジストを剥離するフォトリソ工程を行うことで形成することができる。このような液晶表示装置Ｂにあっても、第１実施形態の液晶表示装置Ａと同様に透過表示と反射表示を利用した表示形態をとることができる。その場合の効果としても、透過表示部Ｔと反射表示部Ｒとで液晶層の厚さを先の第１実施形態の場合と同様に変えているので、同等の効果を得ることができる。更に本第２実施形態においては、反射層１６にランダムな凹凸を有する拡散反射面１６ｅを形成したので、反射表示形態とする場合に、透光性散乱層２２ｂによる拡散に加えて、拡散反射面１６ｅにおいて入射光を様々な方向に反射させることができ、一層広視野角の反射表示を得ることが可能となる。
【００３５】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態を図５を参照して説明する。なお、図１に示した第１の実施形態と同様の符号については、特に断り書きのない限り同様の構成を有するものとして説明を省略する。第３実施形態の液晶表示装置Ｃにおいては、下側の基板２の液晶層３側の内面に反射層１６が形成されるとともに、その反射層１６の上層側であって、且つ反射層１６の開口部１６ａを充填する態様にてカラーフィルタ１０が形成されている。そして、カラーフィルタ１０の上層には上述の透光性散乱層２２ｂ、電極６、配向膜７、液晶層３が反射表示部Ｒにおいて形成され、電極６、配向膜７、液晶層３が透過表示部Ｔにおいて形成されている。
【００３６】
このような液晶表示装置Ｃにあっても、第１実施形態の液晶表示装置Ａと同様に透過表示と反射表示を利用した表示形態をとることができる。その場合の効果としても、反射表示部Ｒに透光性散乱層２２ｂを形成し、透過表示部Ｔと反射表示部Ｒとで液晶層の厚さを先の第１実施形態の場合と同様に変えているので、同等の効果を得ることができる。
【００３７】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態を図６を参照して説明する。なお、図１に示した第１の実施形態と同様の符号については、特に断り書きのない限り同様の構成を有するものとして説明を省略する。第４実施形態の液晶表示装置Ｄにおいては、上側の基板１の内面にはＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）からなるカラーフィルタ１０が形成され、さらにそのカラーフィルタ１０の液晶層３側には、透光性散乱層２２ｂが形成されている。すなわち、上基板１の液晶層側内面に設けられたカラーフィルタ１０と液晶層３との間に、透光性散乱層２２ｂ、電極５、配向膜１１が形成されている。
【００３８】
このような液晶表示装置Ｄにあっても、第１実施形態の液晶表示装置Ａと同様に、反射表示部Ｒに透光性散乱層２２ｂを形成し、透過表示部Ｔの液晶層３の厚さを反射表示部Ｒの液晶層３の厚さよりも大きくしたため、第１実施形態と同等の効果を得ることができる。また、この第４実施形態の液晶表示装置Ｄにおいては、外部から入射された外部光は、透光性散乱層２２ｂで散乱された後に電極５、配向膜１１、液晶層３、配向膜７、電極６を介して反射層１６に達し、この反射層１６で反射された後に逆の過程を経て外部に出射されるため、透光性散乱層２２ｂにて散乱された後の光が広がりながら外部に出射されるものとなり、反射表示における視野角を一層広げることが可能となる。
【００３９】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５の実施形態を図７及び図８を参照して説明する。なお、図１に示した第１の実施形態と同様の符号については、特に断り書きのない限り同様の構成を有するものとして説明を省略する。図７及び図８は、本発明に係る半透過反射型液晶表示装置を単純マトリクスタイプの液晶表示装置に適用した第５実施形態を示すものである。この第５実施形態の液晶表示装置Ｅは、図７に示す断面構造の如く上下に対向配置された透明のガラス等からなる基板１、２の間に液晶層３が挟持された基本構造とされている点については先の各実施形態と同等であり、図７において下方の基板２の更に下方側にはバックライト４が設けられている。
【００４０】
図７に示す液晶表示装置Ｅにおいて基板１の液晶層３側には平面視短冊状の透明電極５０が、図７の紙面垂直方向に伸びるように、かつ、図７の紙面左右方向に相互に離間して表示領域に対応するように形成されている。一方、基板２の液晶層３側には平面視短冊状の複数の電極６０が、図７の紙面左右方向に伸びるように、且つ、図７の紙面垂直方向に相互に離間して表示領域に対応するように形成され、上下の電極５０、６０は平面視９０゜に交差するように配置されている。
【００４１】
液晶表示装置Ｅにおいて表示領域は多数の画素ｇが集合して構成され、各画素ｇは図８に示すように電極５０、６０を平面視した場合に電極５０と電極６０とが交差した部分により区画される。本実施形態の液晶表示装置Ｅはカラー表示を前提とした構造とされているので、具体的に図８に示す鎖線で区画される平面視略正方形状の１つの画素ｇが、３本の電極５０と１本の電極６０との交差部分で区画され、１つの画素ｇは１本の電極５０と１本の電極６０とで区画されるドットｇ１、ｇ２、ｇ３に分割されている。そして、これらのドットｇ１〜ｇ３に対応する電極６０の中央部分に個々に長方形状の凹部２２ａが形成され、第１実施形態と同様にその凹部２２ａに対応する位置が透過表示用電極６０ｂを備えた透過表示部Ｔ、凹部２２ａを取り囲む凸状の透光性散乱層２２ｂに対応する位置が反射表示用電極６０ａを備えた反射表示部Ｒとされている。なお、本実施形態の如くカラー表示を前提とするのではなく、白黒表示に対応した構造の場合は、電極５０、６０を同じ幅の短冊状の電極としてカラーフィルタ１０を省略すれば良い。
【００４２】
このような液晶表示装置Ｅにあっても、第１実施形態の液晶表示装置Ａと同様に透過表示と反射表示を利用した表示形態をとることができる。その場合の効果としても、反射表示部Ｒに透光性散乱層２２ｂを形成し、透過表示部Ｔと反射表示部Ｒとで液晶層の厚さを先の第１実施形態の場合と同様に変えているので、同等の効果を得ることができる。
【００４３】
［各実施形態に共通の変形例］
次に、以上のような第１実施形態〜第５実施形態の液晶表示装置Ａ〜Ｅにおいては、カラーフィルタ１０について、反射表示部Ｒと透過表示部Ｔとにおいてその分光特性を異なるものとすることができる。具体的には、図９及び図１０に示すように、透過表示部Ｔ（図９に示す透過型ＣＦ仕様）においてカラーフィルタ１０の色純度を反射表示部Ｒ（図１０に示す反射型ＣＦ仕様）よりも相対的に高くすることができる。例えば、透過表示を行う場合、透過光がカラーフィルタ１０を１回通過した後に表示に供され、一方、反射表示を行う場合、外部光がカラーフィルタを入射の際と反射の際に１回ずつ計２回通過するため、図９及び図１０のように透過表示部Ｔにおいてカラーフィルタ１０の色純度を反射表示部Ｒよりも相対的に高くすることで、透過表示と反射表示とにおいて色の濃淡を同程度にすることが可能となる。
【００４４】
［電子機器］
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図１１（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１１（ａ）において、符号５００は携帯電話本体を示し、符号５０１は上記の液晶表示装置Ａ〜Ｅを用いた液晶表示部を示している。
【００４５】
図１１（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１１（ｂ）において、符号６００は情報処理装置、符号６０１はキーボードなどの入力部、符号６０３は情報処理装置本体、符号６０２は上記の液晶表示装置Ａ〜Ｅを用いた液晶表示部を示している。
【００４６】
図１１（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１（ｃ）において、符号７００は時計本体を示し、符号７０１は上記の液晶表示装置Ａ〜Ｅを用いた液晶表示部を示している。
【００４７】
このように図１１に示す電子機器は、上記実施の形態の液晶表示装置Ａ〜Ｅを用いた液晶表示部を備えているので、様々な環境下で明るく高コントラストの表示部を有する電子機器を実現することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反射表示部Ｒにおいて透光性散乱層を設けたために、反射表示部と透過表示部におけるリタデーションの均一化を図ることが可能とり、反射表示及び透過表示共に明るく高コントラストの表示が得られるとともに、反射表示の際に光を効果的に散乱させることが可能となり、容易に明るい反射表示を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図２】 図１の液晶表示装置の反射層を拡大して示す部分拡大平面図。
【図３】 図１の液晶表示装置の透光性散乱層の構成を模式的に示す説明図。
【図４】 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図５】 本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図６】 本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図７】 本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図８】 図１の液晶表示装置の反射層を拡大して示す部分拡大平面図。
【図９】 透過表示に用いるカラーフィルタの分光特性を示す図。
【図１０】 反射表示に用いるカラーフィルタの分光特性を示す図。
【図１１】 本発明に係る電子機器について幾つかの例を示す斜視図。
【符号の説明】
Ａ〜Ｅ 液晶表示装置
１ 上基板
２ 下基板
３ 液晶層
１６ 反射層
２２ａ 凹部
２２ｂ 透光性散乱層
Ｒ 反射表示部
Ｔ 透過表示部

Claims (7)

1. 第１及び第２の基板間に液晶層が挟持され、前記液晶層が少なくとも２種類の異なる液晶層厚を有する領域からなり、前記液晶層厚が異なる個々の領域が反射表示部か透過表示部のいずれかを含むとともに、前記反射表示部において反射層と透光性散乱層とを備えた液晶表示装置であって、
   前記反射表示部には、前記第１の基板側から、前記反射層と、前記反射表示部における液晶層厚が前記透過表示部における液晶層厚よりも小さくなるように形成された前記透光性散乱層と、第１電極と、前記液晶層と、第２電極と、前記第２の基板と、が少なくともこの順で含んでいることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記透光性散乱層の厚みによって、前記反射表示部における液晶層厚が前記透過表示部における液晶層厚よりも薄くさ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。
3. 前記反射表示部において、前記反射層と前記透光性散乱層との間にカラーフィルタが設けられ、前記透過表示部において、前記第１の基板と前記液晶層との間にカラーフィルタが設けられていることを特徴とする請求項１又２に記載の液晶表示装置。
4. 前記反射表示部と前記透過表示部とにおいて、前記カラーフィルタの分光特性が異なっており、前記透過表示部に設けられた前記カラーフィルタの色純度が前記反射表示部に設けられた前記カラーフィルタよりも相対的に高く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. 前記透光性散乱層は、高分子基質中に、該高分子基質とは屈折率の異なる充填材を分散させた態様にて構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記反射層は表面に凹凸を有する拡散反射面を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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