JP3326794B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

液晶装置及び電子機器

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Description

【発明の詳細な説明】 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
及び半透過反射型の液晶装置の構造並びにこれらの液晶
装置を用いた電子機器の技術分野に関する。
背景技術 従来、液晶装置には、外光を装置内部に設けられた反
射手段で液晶を介して反射することにより表示を行う反
射型の液晶装置、装置内部に設けられた光源から光源光
を液晶を介して出射することにより表示を行う透過型の
液晶装置、及びこのような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などがある。
これらのうち反射型の液晶装置は、光源を利用しない
ので消費電力が非常に小さい。このため、携帯機器や装
置の付属的表示部などに多用されている。
また、半透過反射型の液晶装置は、暗い場所では光源
を利用して透過型表示を行うが、明るい場所では通常の
反射型の液晶装置と同様に外光を利用するので、やはり
消費電力が小さい。このため、携帯機器や装置の付属的
表示部などに多用されている。このような半透過反射型
の液晶装置は、例えば実開昭57−049271号公報に記載さ
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。更に、これらと比べて、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おり液晶セルと半透過反
射板の間に偏光板がないため、反射型表示の明るさが向
上されている半透過反射型の液晶装置が、特開平８−29
2413号公報に記載されている。
また、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、反射型や
半透過反射型の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。ここに、上述の如き反射
型や半透過反射型の液晶装置をカラー表示用とする際に
は、液晶を挟持する一対の基板の一方の上にＲ（赤）、
Ｇ（緑）及びＢ（青）の多数の着色領域を有するカラー
フィルタが設けられる。この場合、カラーフィルタにお
ける着色領域間の混食を防止するため及び着色領域間の
間隙における光抜け（白抜け）によるコントラスト比の
低下を防止するために、各着色領域間の間隙には一般に
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
光膜が設けられたりする。
発明の開示 しかしながら、前述した反射型の液晶装置では、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
は表示を読み取り難い或いは読み取ることができないと
いう基本的な問題点がある。このため、液晶装置内に入
射する外光に対する反射率を高め、該入射する外光のう
ち反射して液晶装置から表示コントラストに寄与する表
示光として出射する部分の比率を高めることが重要とな
るが、前述の反射型の液晶装置では、係る反射率や表示
光として出射する部分の比率は十分に高いとは言えな
い。また特に、液晶層と反射板との間に透明基板が介在
する構成を採用する反射型の液晶装置の場合には、二重
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。この場合更にカラーフィルタを組み合わせる
と、視差によって十分な発色を得ることができないとい
う問題点もある。或いはこの場合に、ブラックマスクに
よる光の吸収を防止して表示画像の明るさを高めるべく
ブラックマスクを設けない構成を採用すると、着色領域
の間隙を通った光が反射板で反射されるため、外光のう
ち表示コントラストに寄与しない部分即ち表示画像と関
係なく液晶装置から出射する部分が相対的に増加して、
コントラスト比が低下してしまう。これに対して、特開
平９−258219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、この場合に、前述のように表示を明るくす
るためにカラーフィルタの各着色領域間にブラックマス
クを設けない構成を採用すると、やはりブラックマスク
のない着色領域の間隙を通って入射した外光が反射板で
反射されて、液晶装置の外部に表示光の一部に混じって
出射されるため、混食を引き起こして色が滲んだりボケ
たりしてしまうと共にコントラスト比が低下してしま
う。
以上のように、従来の反射型の液晶装置では、明るく
且つ高コントラストの画像表示を行うことが困難である
という問題点がある。
他方、前述の特開平８−292413号公報等に記載された
半透過反射型の液晶装置では、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、やはり二重映りや表示
のにじみなどが発生してしまうという問題点や、更にカ
ラーフィルタを組み合わせると視差によって十分な発色
を得ることができないという問題点もある。これに対し
て、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。また金属膜からなる半透過反
射膜上に、ITO（Indium Tin Oxide）膜からなる画素電
極を絶縁膜を介して重ねた構成を開示している。しかし
ながら、この液晶装置では、先ず半透過反射膜を兼ねる
画素電極に対して或いは画素電極が重ねられる半透過反
射膜に対して、孔欠陥、凹入欠陥等の微細な欠陥部や微
細な開口部を多数設ける必要が有るため、装置構成が複
雑化すると共にその製造において特殊な工程が付加的に
必要となり、信頼性のある画素電極或いは半透過反射膜
を製造するのが困難となる。また特に、半透過反射膜を
兼ねる画素電極を採用する場合には、透過型表示時に開
口部を通過する光源光が通過する液晶部分を非開口部に
ある画素電極部分により斜めに歪んだ電界で駆動しなけ
ればならないため、縦電界により液晶を駆動する場合と
比較して液晶配向の乱れにより表示品質が劣化してしま
う。
更に、金属膜からなる半透過反射膜上に絶縁膜を介し
て画素電極を重ねた構成を採用する場合には、相隣接す
る画素電極間は、各画素電極、絶縁膜及び半透過反射膜
で構築される容量並びに半透過反射膜を介して容量カッ
プリングしてしまう。このため、複数の画素電極に供給
される画像信号等の信号は、相互に交じり合って或いは
クロストークして、所謂波形なまりを生じ、最終的には
表示画像の品質劣化を招いてしまう。しかも、画素電極
を、走査信号等と比べて波形が複雑で駆動周波数も高い
画像信号が供給されるデータ線やセグメント電極として
用いる際には、このような品質劣化はより深刻化する。
以上のように、従来の半透過反射型の液晶装置では、
明るく且つ高コントラストの画像表示を行うことが困難
であるという問題点がある。
本発明は上述の問題点に鑑みなされたものであり、反
射型や半透過反射型の液晶装置において、視差による二
重映りや表示のにじみなどが発生せず、しかも明るく高
コントラストの画像表示が可能な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。
本発明によれば上記課題は、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２基板の前記液晶層側の面上に形成されており、前記
第２基板に垂直な方向から平面的に見て相互に離間して
いる複数の透明電極と、該複数の透明電極と前記第２基
板との間において前記複数の透明電極に対向する領域に
形成された反射膜とを備えており、前記反射膜は、前記
複数の透明電極間の間隙の少なくとも一部に対向する領
域には形成されていない第１液晶装置によって達成され
る。
本発明の第１液晶装置によれば、第１基板側から入射
した外光のうち透明電極を透過した部分は、該透明電極
に対向する領域に形成された反射膜により液晶層側に反
射され、反射型表示が行われる。この際、反射膜は、第
２基板の液晶層側に配置されているため、該反射膜と液
晶層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、第
１基板側から入射した外光のうち透明電極間の間隙を透
過する部分は、液晶層側に反射すると、所謂光抜け（白
抜け）を起こしてコントラスト比を低下させてしまう。
しかるに本発明の第１液晶装置では、このように第１基
板側から入射した外光のうち透明電極間の間隙を透過す
る部分は、該間隙に対向する反射膜の設けられていない
領域を透過するので、この領域においては反射膜により
液晶層側に反射されることはない。従って、透明電極の
間隙を抜ける光が反射膜で反射されて外部へ出射される
表示光に混じることによる画質劣化を低減できる。
本発明の第１液晶装置の一の態様では、前記反射膜
は、前記複数の透明電極に対応して相互に離間している
複数の反射膜からなる。
この態様によれば、複数の透明電極に対応して相互に
離間している複数の反射膜により、透明電極を透過する
外光を反射することができると共に、透明電極間の間隙
を抜ける外光を反射膜の間隙でそのまま通過させて反射
しないようにできる。
本発明の第１液晶装置の他の態様では、前記第１及び
第２基板のうち少なくとも一方の上に形成されており、
前記複数の透明電極に対向する着色領域を持つカラーフ
ィルタを更に備えており、前記カラーフィルタは、前記
複数の透明電極間の間隙の少なくとも一部に対向する領
域には遮光領域を持たない。
この態様によれば、カラーフィルタの着色領域を介し
て透明電極を透過する光が反射膜により反射されて、カ
ラーの反射型表示が行われる。この際、カラーフィルタ
は、少なくとも透明電極間の間隙に対向して反射膜が設
けられていない領域には、遮光領域を持たない。従っ
て、この遮光領域を持たない着色領域間の領域を外光が
通過するものの、この領域には反射膜も形成されていな
いため、該外光が反射膜により反射されて相隣接する着
色領域間でカラー画像が混食して表示が滲んだりボケた
りする事態を未然に防げる。
本発明の第１液晶装置の他の態様では、前記透明電極
と前記反射膜との間に絶縁膜が介在する。
この態様では、透明電極と反射膜との間に絶縁膜が介
在しているので、反射膜をAl等の導電性材料から構成し
ても、複数の透明電極が反射膜を介して漏電したり短絡
したりする可能性を低減でき、反射膜の平面パターンに
ついての自由度も高まる。
尚、透明電極は、反射膜上に直接形成されていてもよ
い。このように構成すれば、透明電極と反射膜とは電気
的に接続されるので、反射膜をAl等の導電性材料から構
成することにより、ストライプ状や島状の各反射膜を対
応する透明電極の冗長構造として機能させることがで
き、透明電極の電極としての低抵抗化或いはその配線の
低抵抗化が可能となる。
本発明によれば上記課題は、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２基板の前記液晶層側の面上に形成された複数の透明
電極と、該複数の透明電極と前記第２基板との間におい
て前記複数の透明電極に夫々対応して設けられると共に
相互に電気的に接続されていない導電性の複数の反射膜
と、前記複数の透明電極と前記複数の反射膜との間に介
在する絶縁膜とを備えた第２液晶装置によっても達成さ
れる。
本発明の第２液晶装置によれば、第１基板側から入射
した外光のうち透明電極を透過した部分は、該透明電極
に対向する領域に形成された反射膜により液晶層側に反
射され、反射型表示が行われる。この際、反射膜は、第
２基板の液晶層側に配置されているため、該反射膜と液
晶層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。ここで特
に、絶縁膜を介在して配置された各透明電極と各反射膜
とは、誘電体を挟んだ一対の導電体に他ならないため、
これら３者により容量が構築される。しかるに、導電性
の複数の反射膜は、相互に電気的に接続されていないの
で、各透明電極に対応して構築される容量は相互に絶縁
されている。従ってこのような容量及び導電性の反射膜
を介して透明電極が相互に容量カップリングしてしまう
ことはない。このため、複数の透明電極に供給される画
像信号等の信号が容量カップリングにより相互に交じり
合うこと或いはクロストークすることを効果的に阻止し
得、所謂波形なまりを生じることなく、最終的に高品位
の反射型表示を行える。
本発明によれば上記課題は、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２基板の前記液晶層側の面上に形成された複数の透明
電極と、該複数の透明電極と前記第２基板との間におい
て前記複数の透明電極に夫々対応して設けられると共に
相互に電気的に接続されていない導電性の複数の半透過
反射膜と、前記複数の透明電極と前記複数の半透過反射
膜との間に介在する絶縁膜と、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第３液晶装
置によっても達成される。
本発明の第３液晶装置によれば、第１基板側から入射
した外光のうち透明電極を透過した部分は、該透明電極
に対向する領域に形成された反射膜により液晶層側に反
射され、反射型表示が行われる。この際、反射膜は、第
２基板の液晶層側に配置されているため、該反射膜と液
晶層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
ら入射した光源光は、半透過反射膜及び透明電極を介し
て液晶層側に透過し、暗所では光源光を用いて明るい透
過型表示が行われる。ここで特に、絶縁膜を介在して配
置された各透明電極と各反射膜とは、誘電体を挟んだ一
対の導電体に他ならないため、これら３者により容量が
構築される。しかるに、導電性の複数の反射膜は、相互
に電気的に接続されていないので、各透明電極に対応し
て構築される容量は、相互に電気的に絶縁されている。
従ってこのような容量及び導電性の反射膜を介して透明
電極が相互に容量カップリングしてしまうことはない。
このため、複数の透明電極に供給される画像信号等の信
号が容量カップリングにより相互に交じり合うこと或い
はクロストークすることを効果的に阻止し得、所謂波形
なまりを生じることなく、最終的に高品位の反射型表示
を行える。
尚、半透過反射膜は、例えば複数の反射膜を相互に所
定の間隙を隔てて配置することにより、或いは各反射膜
に微細な開口部を適当な面積比で設けることにより得ら
れる。他方、絶縁膜は、反射膜の表面部分が酸化されて
なってもよく、更に相異なる２種類以上の絶縁膜から積
層形成されてもよい。また、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。
本発明の第２又は第３液晶装置の一の態様では、前記
第２基板上に設けられており、前記複数の透明電極に画
像信号を供給する画像信号供給手段を更に備える。
この態様では、例えばデータ線、サンプリング回路、
データ線駆動回路等の画像信号供給手段により画像信号
が透明電極に供給される。ここで画像信号は、走査信号
等と比べて波形が複雑で駆動周波数も高いので、仮に前
述のように容量カップリングによる画像信号が交じり合
ったりクロストークしたりすると波形なまりが顕著に生
じ易い。しかるにこの態様では、導電性の複数の反射膜
は、相互に電気的に接続されていないので、画像信号が
容量カップリングにより相互に交じり合うこと或いはク
ロストークすることを効果的に阻止し得る。
本発明の第２又は第３液晶装置の他の態様では、前記
第２基板上に設けられており、前記複数の透明電極に夫
々接続された複数のスイッチング素子を更に備える。
この態様では、各透明電極には、TFT（Thin Film Dio
de）素子、TFD（Thin Film Diode）素子等のスイッチン
グ素子を介して画像信号等の信号が供給され、アクティ
ブ駆動方式による高品位の画像表示が可能となる。
尚、以上説明した本発明の第１から第３液晶装置の駆
動方式としては、パッシブマトリクス駆動方式、TFTア
クティブマトリクス駆動方式、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基板上における透明電
極としては、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、第１基板上に
は、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１基板のほぼ全面に透明電極が形成され
たりする。或いは、第１基板上に対向電極を設けること
なく、第２基板上の透明電極間における基板に平行な横
電界で駆動してもよい。更に、第１から第３液晶装置に
は、表示方式に応じて適宜、第１基板や第２基板の液晶
層と反対側に、偏光板や位相差板などが夫々配置され
る。
本発明によれば上記課題は、上述した本発明の第１液
晶装置を備えた第１電子機器によっても達成される。
本発明の第１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
表示することのできる反射型液晶装置や反射型カラー液
晶装置を用いた各種の電子機器を実現できる。
本発明によれば上記課題は、上述した本発明の第２液
晶装置を備えた第２電子機器によっても達成される。
本発明の第２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
表示することのできる反射型液晶装置や反射型カラー液
晶装置を用いた各種の電子機器を実現できる。
本発明によれば上記課題は、上述した本発明の第３液
晶装置を備えた第３電子機器によっても達成される。
本発明の第３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明るく高コントラストの
反射型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。
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。
図面の簡単な説明 図１は、本発明に係る液晶装置の第１実施例の概略構
造を示す概略縦断面図である。
図2aは、比較例において透明電極を介して反射膜によ
り外光が反射される様子を図式的に示した概念図であ
る。
図2bは、第１実施例において透明電極を介して反射膜
により外光が反射される様子を図式的に示した概念図で
ある。
図３は、本発明に係る液晶装置の第２実施例の概略構
造を示す概略縦断面図である。
図４は、本発明に係る液晶装置の第３実施例の概略構
造を示す概略縦断面図である。
図５は、本発明に係る液晶装置の第３実施例における
間隙をおいて配置された反射膜からなる半透過反射膜の
一例を示す平面図である。
図６は、第３実施例における間隙をおいて配置された
反射膜からなる半透過反射膜の他の例を示す平面図であ
る。
図７は、本発明に係る液晶装置の第４実施例の概略構
造を示す概略縦断面図である。
図８は、本発明に係る液晶装置の第５実施例の概略構
造を示す概略縦断面図である。
図９は、本発明に係る液晶装置の第６実施例の概略構
造を示す概略縦断面図である。
図10aは、第６実施例の偏光板、位相差板及び液晶セ
ルのラビング方向の関係を示す説明図である。
図10bは、図10aの関係を持つときの液晶装置の駆動電
圧−反射率R/透過率Ｔ特性を示す特性図である。
図11は、本発明の第７実施例におけるTFT駆動素子を
画素電極等と共に拡大して示す断面図である。
図12は、本発明の第８実施例におけるTFD駆動素子を
画素電極等と共に拡大して示す断面図である。
図13は、各実施例におけるカラーフィルタの着色層毎
の光透過率を示すグラフである。
図14は、本発明に係る第９実施例の各種の電子機器の
概略斜視図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明を実施するための最良の形態について実
施例毎に図面に基づいて説明する。
（第１実施例） 本発明に係る液晶装置の第１実施例を図１から図2bを
参照して説明する。図１は本発明に係る液晶装置の第１
実施例の構造を示す概略縦断面図である。この実施例は
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。
図１において、第１実施例の反射型の液晶装置では、
２枚の透明基板101及び102の間に液晶層103が枠状のシ
ール材104によって封止された液晶セルが形成されてい
る。液晶層103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。上側の透明基板101の内面上に
はカラーフィルタ113が形成され、このカラーフィルタ1
13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113
の表面上には透明な保護膜112が被覆されており、この
保護膜112の表面上に複数のストライプ状の透明電極111
がITO（Indium Tin Oxide）膜などにより形成されてい
る。透明電極111の表面上には配向膜110が形成され、所
定方向にラビング処理が施されている。
一方、下側の透明又は不透明な基板102の内面上に
は、上記カラーフィルタ113の着色層毎に形成されたス
トライプ状の反射膜116上に反射膜116に対応してストラ
イプ状の透明電極115が透明電極111と交差するように複
数配列されている。
尚、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、各透明電極115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。
反射膜116はCr（クロム）、Al（アルミニウム）、Ag
（銀）などにより形成され、その表面は透明基板101の
側から入射する光を反射する反射面となっている。透明
電極115の表面上には配向膜114が形成され、所定方向に
ラビング処理が施されている。
このように第１実施例では、透明電極115は、基板に
垂直な方向から平面的に見て相互に離間している。そし
て、反射膜116は、透明電極115と基板102との間におい
て透明電極115に対向する領域に形成されており、透明
電極115間の間隙に対向する領域には形成されていな
い。
ここで、図2a及び図2bを参照して、第１実施例におい
て反射膜116上に積層された透明電極115による外光反射
について説明する。図2aは、基板の全面に形成された反
射膜116'上に、絶縁膜117'を介してストライプ状に形成
された透明電極115'を用いた比較例において、該反射電
極116'により外光を反射する様子を図式的に示した概念
図である。図2bは、第１実施例において反射膜116上に
積層された透明電極115により外光を反射する様子を図
式的に示した概念図である。
図2aに示すように比較例では、各画素において透明電
極115'を介して反射膜116'により外光L1は反射される。
従って、透明電極116'により外光L1が通過する液晶部分
を駆動できる。しかしながらこの時、透明電極115'間の
間隙（即ち、画素の間隙）を通過する外光L2は、反射膜
116'により反射されて、表示に寄与しない外光L2（即
ち、表示コントラスト比を低下させる光）として、表示
に寄与する外光L1に混ざって当該液晶装置から出射す
る。この結果、表示品質が劣化してしまう。
図2bに示すように、これに対し第１実施例では、透明
電極115に対向する領域に形成されており且つ透明電極1
15間の間隙に対向する領域には形成されていない反射膜
116により、各画素において透明電極115を介して反射膜
116により外光L1は反射される。従って、透明電極116に
より外光L1が通過する液晶部分を駆動できる。しかもこ
の時、透明電極115間の間隙（即ち、画素の間隙）を通
過する外光L2は、反射膜116の間隙を通過する。従っ
て、表示に寄与しない外光L2（即ち、表示コントラスト
比を低下させる光）として、表示に寄与する外光L1に混
ざって当該液晶装置から出射することはない。この結
果、比較例と比べて、ストライプ状や島状の透明電極間
の間隙を抜ける光により、表示品質が劣化せずに済む。
尚、この場合、各透明電極115と各反射膜116とは同一の
大きさでもよいし、各透明電極115の方が各反射膜116よ
りも一回り大きくてもよい。また、透明電極115間の間
隙の一部に反射膜116を設けないようにすると共に一部
にのみ設けるようにしてもよく、或いは反射膜116を相
互に離間させることなく透明電極間の間隙に対向する領
域に開口が設けられた反射膜116を形成してもよい。但
し、反射膜116において透明電極115が重なっていない部
分は、表示に寄与しない（即ち、コントラスト比を低下
させる）ため、基本的に不要であり、限られた画像表示
領域の有効利用の観点から、この透明電極115が重なっ
ていない反射膜116部分は、なるべく小さくなるように
平面レイアウトするのが好ましい。
再び図１において、上側の透明基板101の外面上に偏
光板105が配置され、偏光板105と透明基板101との間に
位相差板106及び散乱板107がそれぞれ配置されている。
散乱板107は、Al反射膜116によって反射された反射光を
広角に出射させることができ、反射膜116の鏡面感を散
乱板107によって散乱面（白色面）に見せることができ
る。なお、散乱板107の位置は、透明基板101の液晶層10
3と反対側であれば、どの位置にあっても特に構わな
い。散乱板107の後方散乱（外光が入射した場合、入射
光側への散乱）の影響を考えると、本実施例のように偏
光板105と透明基板101との間に配置するのが望ましい。
後方散乱は、液晶装置の表示には関係のない散乱光であ
り、この後方散乱が存在すると、反射型表示時のコント
ラストを低下させる。偏光板105と透明基板101との間に
配置させることで、後方散乱光の光量を偏光板105によ
って約半分にすることができる。
次に図１を参照して、以上の如く構成された本実施例
における反射型表示について説明する。
図の上側から当該液晶装置に入射する外光は、偏光板
105、位相差板106及び散乱板107をそれぞれ透過し、カ
ラーフィルタ113、液晶層103を通過後、反射膜116によ
って反射され、再び偏光板105から出射される。このと
き、液晶層103への印加電圧によって明状態と暗状態、
及びその中間の明るさを制御することができる。
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することのできるカラー
液晶装置が実現される。特に本実施例によれば、透明基
板101側から入射した外光のうち透明電極115間の間隙を
透過する部分が反射膜116により液晶層103側に反射され
ることはないため、画質劣化を低減できる。
更に本実施例では、透明電極115に対向する着色領域
を持つカラーフィルタ113を備えており、カラーフィル
タ113は、透明電極115間の間隙に対向する領域に遮光領
域を持たないため、遮光領域を持たない着色領域間の領
域を外光が通過するものの、この領域には反射膜116が
形成されていないため、該外光が反射膜116により反射
されて相隣接するカラーフィルタ113の着色領域間でカ
ラー画像が混食して表示が滲んだりボケたりする事態を
未然に防げる。他方、このように遮光領域を設けないこ
とにより、当該反射型表示における表示画像の明るさを
向上できる。
尚、このようなカラーフィルタ113は、遮光領域を着
色領域間の領域に全く持たないように構成してもよい
し、部分的にのみ遮光領域を持つように構成してもよ
い。また、このように透明基板101側に設けてもよい
し、例えば基板102上に層順に反射膜116、絶縁膜、カラ
ーフィルタ及び透明電極115が積層形成されてもよい
し、反射膜116、絶縁膜、カラーフィルタ、保護膜及び
透明電極115が積層形成されてもよい。
また、本実施例では、反射膜116上に透明電極115を直
接形成しているので、Al反射膜116とITO透明電極115の
２つが電極ラインとなり、電極ラインの低抵抗化が可能
となる。尚、このような反射膜116としては、好ましく
は95重量％以上のAlを含み、かつ層厚が10nm以上40nm以
下である。
更に、液晶セルの上側の面に配置した散乱板107は、A
l反射膜116によって反射された反射光を広角に出射させ
ることができるので、広視野角の液晶装置が実現され
る。
（第２実施例） 本発明に係る液晶装置の第２実施例を図３を参照して
説明する。図３は本発明に係る液晶装置の第２実施例の
構造を示す概略縦断面図である。第３実施例は、上述し
た第１実施例とほぼ同様の構成を有し、透明電極及び反
射膜に係る構造が異なる。尚、図３において、第１実施
例に係る図１と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、
その説明は省略する。
即ち図３において、第２実施例の反射型の液晶装置で
は、反射膜116と透明電極115との間には、絶縁膜117が
形成されている。その他の構成については同様である。
係る絶縁膜117は例えば次のように形成される。
即ち、例えばアルミニウムから蒸着法により50〜300n
mの厚みで各ドットごとに島状に或いはストライプ状に
反射膜を形成し、該反射膜を陽極酸化することによって
Al2O3か（酸化アルミニウム）からなる絶縁層をその表
面に形成する。ここに、陽極酸化は、サリチル酸アンモ
ニウム１〜10重量％とエチレングリコール20〜80重量％
とを含有する溶液を用いて化成電圧５〜250V、電流密度
0.001〜0.1mA/cm2の条件で行えばよい。これにより、非
常に薄く且つ絶縁性の高い絶縁膜が得られる。この際、
酸化膜の膜厚を、140nm又はその整数倍とすると干渉に
よる着色の発生を防止できる。特に、アルミニウムから
反射膜を形成することにより、酸化後もその反射率を維
持できる。尚、このように絶縁膜を酸化により形成する
際には、熱酸化を利用してもよい。更に、このような絶
縁層を、複数の絶縁膜を含む多層構造から構成してもよ
い。例えば、絶縁層として、金属からなる反射膜を陽極
酸化して得た酸化膜に加えて、スピンコートにより有機
物質を塗布した絶縁膜を積層形成してもよいし、SiO2膜
等を蒸着してもよい。
特に第２実施例では、絶縁膜117を介在して配置され
た各透明電極115と各反射膜116とは、誘電体を挟んだ一
対の導電体に他ならないため、これら３者により容量が
構築される。従って、仮に各反射膜116が相互に電気的
に接続されていたとすれば、相隣接する透明電極115は
このように構築される容量及び導電性の反射膜116を介
して相互に容量カップリングしてしまう。しかるに第２
実施例では、導電性の複数の反射膜116は、相互に電気
的に接続されていないので、各透明電極115に対応して
構築される容量は、相互に絶縁されており、このように
容量カップリングしてしまうことはない。このため、複
数の透明電極115に供給される画像信号が容量カップリ
ングにより相互に交じり合うこと或いはクロストークす
ることを効果的に阻止し得、所謂波形なまりを生じるこ
となく、最終的に高品位の反射型表示を行える。
また第２実施例では、好ましくは、例えばデータ線、
サンプリング回路、データ線駆動回路等により画像信号
が透明電極115に供給されるように構成されている。こ
こで画像信号は、走査信号等と比べて波形が複雑で駆動
周波数も高いが導電性の複数の反射膜116は、相互に電
気的に接続されていないので、画像信号が容量カップリ
ングにより相互に交じり合うこと或いはクロストークす
ることを効果的に阻止し得る。因みに、走査信号の場合
には、波形が比較的単純であり、駆動周波数も低いの
で、上述した容量カップリングによる信号の劣化は余り
問題とならない。
更に第２実施例では、透明電極115と反射膜116との間
に絶縁膜117が介在するので、反射膜116をAl等の導電性
材料から構成しても、複数の透明電極115が反射膜116を
介して漏電したり短絡したりする可能性を低減でき、反
射膜116の平面パターンについての自由度も高まる。
上述したような本実施例の構成によれば、明るく高コ
ントラストであり、しかも二重映りや表示のにじみのな
い反射型表示することのできるカラー液晶装置が実現で
きる。
（第３実施例） 本発明に係る液晶装置の第３実施例を図４から図６を
参照して説明する。図４は本発明に係る液晶装置の第３
実施例の構造を示す概略縦断面図である。この実施例は
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。
図４において、第３実施例の半透過反射型の液晶装置
では、２枚の透明基板201及び202の間に液晶層203が枠
状のシール材204によって封止された液晶セルが形成さ
れている。液晶層203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。上側の透明基板201の内
面上にはカラーフィルタ213が形成され、このカラーフ
ィルタ213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213の表面上には透明な保護膜212が被覆されてお
り、この保護膜212の表面上に複数のストライプ状の透
明電極211がITO（Indium Tin Oxide）膜などにより形成
されている。透明電極211の表面上には配向膜210が形成
され、所定方向にラビング処理が施されている。
一方、下側の透明基板202の内面上には、上記カラー
フィルタ213の着色層毎に形成されたストライプ状の反
射膜216上に反射膜216より一回り面積の広いストライプ
状の透明電極215が透明電極211と交差するように複数配
列されている。
尚、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、各透明電極215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。
反射膜216はCr、Al、Agなどにより形成され、その表
面は透明基板201の側から入射する光を反射する反射面
となっている。透明電極215の表面上には配向膜214が形
成され、所定方向にラビング処理が施されている。
このように第３実施例では、所定間隔を隔ててストラ
イプ状に配列された複数の反射膜216の各間隙が、バッ
クライトからの光源光を透過する機能を担う。このよう
な反射膜216の間隔は、0.01μｍ以上20μｍ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、間隙を設けたことで生じる表示品
質の劣化を抑えることができ、反射型表示と透過型表示
を同時に実現できる。また、反射膜216の間隙は反射膜2
16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ともに、反射膜の間隙か
ら液晶層に導入される光源光によって透過型表示が実現
できる。
図４において、上側の透明基板201の外面上に偏光板2
05が配置され、偏光板205と透明基板201との間に位相差
板206及び散乱板207がそれぞれ配置されている。また、
液晶セルの下側には、透明基板202の背後に位相差板209
が配置され、この位相差板209の背後に偏光板208が配置
されている。そして、偏光板208の下側には、白色光を
発する蛍光管218と、この蛍光管218に沿った入射端面を
備えた導光板217とを有するバックライトが配置されて
いる。導光板217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218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。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。
他方、散乱板207は、Al反射膜216によって反射された
反射光を広角に出射させることができ、反射膜216の鏡
面感を散乱板207によって散乱面（白色面）に見せるこ
とができる。なお、散乱板207の位置は、透明基板201の
液晶層203と反対側であれば、どの位置にあっても特に
構わない。散乱板207の後方散乱（外光が入射した場
合、入射光側への散乱）の影響を考えると、本実施例の
ように偏光板205と透明基板201との間に配置するのが望
ましい。後方散乱は、液晶装置の表示には関係のない散
乱光であり、この後方散乱が存在すると、反射型表示時
のコントラストを低下させる。偏光板205と透明基板201
との間に配置させることで、後方散乱光の光量を偏光板
205によって約半分にすることができる。
このように第３実施例では、液晶セルの上側に偏光板
205及び位相差板206が配置されており、液晶セルの下側
に偏光板208及び位相差板209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、位相差板206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206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209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206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209により透過
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。なお、位相差板206及び209については夫々、液晶セ
ルの着色補償、もしくは視覚補償により複数枚位相差板
を配置することも可能である。このように位相差板206
又は209として、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205、位相差板106、液晶層103及び反射膜216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208及び位
相差板209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。
次に図４を参照して、以上の如く構成された本実施例
における反射型表示及び透過型表示について説明する。
先ず反射型表示の場合、図の上側から当該液晶装置に
入射する外光は、偏光板205、位相差板206及び散乱板20
7をそれぞれ透過し、カラーフィルタ213、液晶層203を
通過後、反射膜216によって反射され、再び偏光板205か
ら出射される。このとき、液晶層203への印加電圧によ
って明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御する
ことができる。
また透過型表示の場合、バックライトからの光は偏光
板208及び位相差板209によって所定の偏光となり、反射
膜216の形成されていない間隙部分より液晶層203及びカ
ラーフィルタ213に導入され、その後、散乱板207、位相
差板206を透過する。このとき、液晶層203への印加電圧
に応じて、偏光板205を透過（明状態）する状態と吸収
（暗状態）する状態、及びその中間の状態（明るさ）を
制御することができる。
ここで反射型表示と透過型表示について、図５及び図
６を用いて更に詳しく説明する。図５は、TFD素子を用
いたアクティブマトリクス型液晶装置に本発明を適用し
たときの下側透明基板202の正面概略図である。走査線5
01に接続されたTFD素子502が、島状のAl反射膜503上に
積層形成されておりAl反射膜503よりも面積が一回り広
い島状のITO透明電極504に接続されている。図６は、単
純マトリクス型の液晶装置に本発明を適用したときの下
側透明基板202の一例における正面概略図である。液晶
セルの上側透明基板内面に形成されたストライプ状のIT
O透明電極601に交差するように、下側透明基板内面にAl
反射膜602及びAl反射膜602よりも面積が一回り広いスト
ライプ状のITO透明電極603が形成されている。
反射型表示時には、液晶セルに入射した外光を反射膜
503（図５の場合）又は反射膜602（図６の場合）により
反射させる。つまり、外光は反射膜503又は602に入射し
たものだけが液晶層に印加された電圧によって変調され
る。透過型表示時は、バックライトから液晶セルに入射
した光のうち、反射膜503又は602の間隙を通った光源光
だけが、液晶層に導入される。しかし、画素電極または
ドット電極以外に入射した光は、表示に関係がなく、透
過型表示のコントラストを低下させるだけであるので、
遮光膜（ブラックマトリクス層）や液晶層の表示モード
をノーマリーブラックとすることで、遮断する。即ち、
Al反射膜503又は602と重なり合っていないITO透明電極5
04又は603部分に入射するバックライトからの光によっ
て、透過型の表示が可能になる。
例えば図６における上側透明基板内面のITO透明電極6
01のライン幅（Ｌ）を198μｍとし、下側基板内面のAl
反射膜602のライン幅（W1）を46μｍとし、その上に形
成したITO透明電極603のライン幅（W2）を56μｍとすれ
ば、液晶層に導入された外光のうち約70％を反射し、バ
ックライトから出射し下側の透明基板に導入された光の
うち約10％を透過させることができる。
上述したような本実施例の構成によれば、明るく高コ
ントラストであり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される。
特に本実施例によれば、透明電極315間の間隙（即
ち、画素の間隙）を通過する外光は、反射膜316の間隙
を通過するので、表示に寄与しない外光（即ち、表示コ
ントラスト比を低下させる光）として、表示に寄与する
外光に混ざって当該液晶装置から出射することはない。
この結果、ストライプ状や島状の透明電極間の間隙を抜
ける光により、表示品質が劣化せずに済む。
更に本実施例では、透明電極215に対向する着色領域
を持つカラーフィルタ213を備えており、カラーフィル
タ213は、透明電極215間の間隙に対向する領域に遮光領
域を持たないため、遮光領域を持たない着色領域間の領
域を外光が通過するものの、この領域には反射膜216が
形成されていないため、該外光が反射膜216により反射
されて相隣接するカラーフィルタ213の着色領域間でカ
ラー画像が混食して表示が滲んだりボケたりする事態を
未然に防げる。他方、このように遮光領域を設けないこ
とにより、当該反射型表示における表示画像の明るさを
向上される。
また、本実施例では、反射膜216上に透明電極215を直
接形成しているので、Al反射膜216とITO透明電極215の
２つが電極ラインとなり、電極ラインの低抵抗化が可能
となる。更に、Al反射膜216はその表面にITO透明電極21
5を形成したので、Al反射膜216に傷が付き難くすること
ができ、またAl反射膜216とITO透明電極215の２つが電
極ラインとなるので、電極ラインの低抵抗化が可能とな
る。尚、このような反射膜216としては、好ましくは95
重量％以上のAlを含み、かつ層厚が10nm以上40nm以下で
ある。
更に、液晶セルの上側の面に配置した散乱板207は、A
l反射膜216によって反射された反射光を広角に出射させ
ることができるので、広視野角の液晶装置が実現され
る。
（第４実施例） 本発明に係る液晶装置の第４実施例を図７を参照して
説明する。図７は本発明に係る液晶装置の第４実施例の
構造を示す概略縦断面図である。この実施例は基本的に
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。
第４実施例の半透過反射型の液晶装置では、第３実施
例の場合と同様、２枚の透明基板301及び302の間に液晶
層303が枠状のシール材304によって封止された液晶セル
が形成されている。液晶層303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。上側の透明基板
301の内面上にはカラーフィルタ313が形成され、このカ
ラーフィルタ313には、Ｒ、Ｇ、Ｂ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313の表
面上には透明な保護膜312が被覆されており、この保護
膜312の表面上に複数のストライプ状の透明電極311がIT
Oなどにより形成されている。透明電極311の表面上には
配向膜310が形成され、所定方向にラビング処理が施さ
れている。
一方、下側の透明基板302の内面上には、上記カラー
フィルタ313の着色層毎に形成されたストライプ状の反
射膜317上にこの反射膜317より一回り面積の広いストラ
イプ状の透明電極315が保護膜316を介して形成されてい
る。そして、透明電極311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、各反射膜317、透明電極3
15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。この反射膜317はCr、Al、Agなどにより形
成され、その表面は透明基板301の側から入射する光を
反射する反射面となっている。透明電極315の表面上に
は配向膜314が形成され、所定方向にラビング処理が施
されている。
このように第４実施例では、所定間隔を隔ててストラ
イプ状に配列された反射膜317の各間隙が、バックライ
トからの光源光を透過する機能を担う。
上側の透明基板301の外面上に偏光板305が配置され、
偏光板305と透明基板301との間に位相差板306及び散乱
板307がそれぞれ配置されている。また、液晶セルの下
側には、透明基板302の背後に位相差板309が配置され、
この位相差板309の背後に偏光板308が配置されている。
そして、偏光板308の下側には、白色光を発する蛍光管3
19と、この蛍光管319に沿った入射端面を備えた導光板3
18とを有するバックライトが配置されている。導光板31
8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319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。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。
次に図７を参照して、以上の如く構成された本実施例
における反射型表示及び透過型表示について説明する。
先ず反射型表示の場合、図の上側から当該液晶装置に
入射する外光は、偏光板305、位相差板306、散乱板307
をそれぞれ透過し、カラーフィルタ313、液晶層303を通
過後、反射膜317によって反射され、再び偏光板305から
出射される。このとき、液晶層303への印加電圧によっ
て明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御するこ
とができる。
また透過型表示の場合、バックライトからの光は偏光
板308及び位相差板309によって所定の偏光となり、反射
膜317の形成されていない間隙部分より液晶層303、カラ
ーフィルタ313に導入され、その後、散乱板307、位相差
板306を透過する。このとき、液晶層303への印加電圧に
応じて、偏光板305を透過（明状態）する状態と吸収
（暗状態）する状態、及びその中間の状態（明るさ）を
制御することができる。
上述の透明電極315及び反射膜317の平面形状について
は、第３実施例の場合と同様に、TFD素子を用いたアク
ティブマトリクス型液晶装置に適用する場合には、図５
に示した如きであり、単純マトリクス型の液晶装置に適
用する場合には、図６に示した如きである。
例えば図６における上側透明基板内面のITO透明電極6
01のライン幅（Ｌ）を240μｍとし、下側基板内面のAl
反射膜602のライン幅（W1）を60μｍとし、その上に保
護膜を介して形成したITO透明電極603のライン幅（W2）
を70μｍとすれば、液晶層に導入された外光のうち約75
％を反射し、バックライトから出射し、下側の透明基板
に導入された光のうち約８％を透過させることができ
る。
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され
る。
特に第４実施例では、保護膜316を介在して配置され
た各透明電極315と各反射膜317とは、誘電体を挟んだ一
対の導電体に他ならないため、これら３者により容量が
構築される。従って、仮に各反射膜316が相互に電気的
に接続されていたとすれば、相隣接する透明電極315は
このように構築される容量及び導電性の反射膜317を介
して相互に容量カップリングしてしまう。しかるに第４
実施例では、導電性の複数の反射膜317は、相互に電気
的に接続されていないので、各透明電極315に対応して
構築される容量は、相互に絶縁されており、このように
容量カップリングしてしまうことはない。このため、複
数の透明電極315に供給される画像信号が容量カップリ
ングにより相互に交じり合うこと或いはクロストークす
ることを効果的に阻止し得、所謂波形なまりを生じるこ
となく、最終的に高品位の反射型表示を行える。
また第４実施例では、好ましくは、例えばデータ線、
サンプリング回路、データ線駆動回路等により画像信号
が透明電極315に供給されるように構成されている。こ
こで画像信号は、走査信号等と比べて波形が複雑で駆動
周波数も高いが導電性の複数の反射膜317は、相互に電
気的に接続されていないので、画像信号が容量カップリ
ングにより相互に交じり合うこと或いはクロストークす
ることを効果的に阻止し得る。
更に第４実施例では、透明電極315と反射膜317との間
に保護膜316が介在するので、反射膜317をAl等の導電性
材料から構成しても、複数の透明電極315が反射膜317を
介して漏電したり短絡したりする可能性を低減でき、反
射膜317の平面パターンについての自由度も高まる。
また、本実施例のAl反射膜317はその表面に保護膜316
を形成してから、ITO透明電極315を形成しているので、
Al反射膜317はITO透明電極315の現像液やエッチング液
と直接、触れることがない。さらに、保護膜316がある
ため、傷を付き難くすることができる。Al反射膜317とI
TO透明電極315を短絡しておくことによって、断線の確
率を小さくすることができるとともに、電極ラインの低
抵抗化を行うことも可能となる。
更に液晶セルの上側の面に配置した散乱板307は、Al
反射膜317によって反射された反射光を広角に出射させ
ることができるので、広視野角の液晶装置が実現され
る。
（第５実施例） 本発明に係る液晶装置の第５実施例を図８を参照して
説明する。図８は本発明に係る液晶装置の第５実施例の
構造を示す概略縦断面図である。第５実施例は、上述し
た第４実施例とほぼ同様の構成を有し、唯一反射膜の構
造が異なる。尚、図８において、第４実施例に係る図７
と同じ構成要素には同じ参照符号を付し、その説明は省
略する。
即ち図８において、第５実施例の半透過反射型の液晶
装置では、反射膜317'は次のように形成される。
先ず、透明基板302の内面上に感光性レジストをスピ
ンコートなどにより塗布し、微少な開口部を有するマス
クを介して調整された光量にて露光する。その後、必要
に応じて感光性レジストの焼成を行い、現像する。現像
によってマスクの開口部に対応した部分が部分的に除去
され、波形の断面形状を備えた支持層が形成される。こ
こで、上記フォトリソグラフィ工程によってマスクの開
口部に対応する部分のみを除去したり、マスクの開口部
に対応した部分のみを残したりし、その後、エッチング
や加熱などによって凹凸形状を滑らかにして波形の断面
形状を形成してもよく、また、一旦形成した上記支持層
の表面状にさらに別の層を積層して表面をより滑らかに
形成してもよい。
次に、支持層の表面上に金属を蒸着、スパッタリング
などによって薄膜状に被着して反射面を備えた金属膜を
形成し、その後ストライプ状（図６参照）或いは島状
（図５参照）にパターニングする。金属としては、Al、
Cr、Ag、Auなどが用いられる。反射膜317'は、支持層の
表面の波形凹凸に従った形状を反映して形成されるた
め、表面が全体的に粗面化されている。
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。
特に本実施例によれば、凹凸を付与した反射膜317'
は、反射光を広角に反射させることができるので、広視
野角の液晶装置が実現される。
（第６実施例） 本発明に係る液晶装置の第６実施例を図９から図10b
を参照して説明する。図９は本発明に係る液晶装置の第
６実施例の構造を示す概略縦断面図である。この実施例
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。
第６実施例の半透過反射型の液晶装置では、２枚の透
明基板401及び402の間に液晶層403が枠状のシール材404
によって封止された液晶セルが形成されている。液晶層
403は、誘電異方性が負のネマチック液晶で構成されて
いる。上側の透明基板401の内面上には、複数のストラ
イプ状の透明電極409がITOなどによって形成されてい
て、透明電極409の表面上には液晶を垂直に配向させる
配向膜410が形成され、所定方向にラビング処理が施さ
れている。このラビング処理によって、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。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、透明電極409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。
一方、下側の透明基板402の内面上には、感光性のア
クリル樹脂によって高低さ約0.8μｍの凹凸が形成され
ており、その表面上に1.0重量％のNdを添加したAlを25n
mの厚みでスパッタし、その後ストライプ状（図６参
照）或いは島状（図５参照）にパターニングして、反射
膜411を形成する。この反射膜411上には、保護膜412を
介して、カラーフィルタ414が形成され、このカラーフ
ィルタ414には、Ｒ、Ｇ、Ｂ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414の表面上に
は透明な保護膜415が被覆されており、この保護膜415の
表面上に複数のストライプ状の透明電極416がITO膜など
により、上記カラーフィルタ414の着色層毎に上記透明
電極409と交差するように形成されている。透明電極416
の表面上には配向膜417が形成される。なお、この配向
膜417にはラビング処理を施さない。
上側の透明基板401の外面上に偏光板405が配置され、
偏光板405と透明基板401との間に位相差板（1/4波長
板）406が配置されている。また、液晶セルの下側に
は、透明基板402の背後に位相差板（1/4波長板）408が
配置され、この位相差板（1/4波長板）408の背後に偏光
板407が配置されている。そして、偏光板407の後方に
は、白色光を発する蛍光管419と、この蛍光管419に沿っ
た入射端面を備えた導光板418とを有するバックライト
が配置されている。導光板418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419
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。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。
この実施例では、透過型表示のときに各ドット間の領
域から光が漏れるのを防ぐために、カラーフィルタ414
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413が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413はCr層を被着したり、感光性
ブラック樹脂で形成する。
ここで図10aに示すように、偏光板405と偏光板407の
透過軸P1及びP2は同方向に設定されており、これら偏光
板の透過軸P1及びP2に対して、位相差板（1/4波長板）4
06及び408の遅相軸C1及びC2の方向は、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
401の内面上の配向膜410のラビング処理の方向R1もま
た、位相差板（1/4波長板）406及び408の遅相軸C1及びC
2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R1は、液晶層403の電界印加時における液晶分子長
軸の倒れる方向を規定する。液晶層403には、負のネマ
ティック液晶を用いる。
また図10bに、本実施例による反射型表示における反
射率Ｒの駆動電圧特性と、透過型表示における透過率Ｔ
の駆動電圧特性とを示す。電界無印加時の表示状態は暗
（黒）である。この液晶セルを用いると、ブラックマト
リクス層413を形成する必要がなくなる。
次に図９を参照して、以上の如く構成された本実施例
における反射型表示及び透過型表示について説明する。
先ず反射型表示の場合、図の上側から当該液晶装置に
入射する外光は、偏光板405、位相差板406をそれぞれ透
過し、液晶層403を通過後、カラーフィルタ414を通過し
反射膜411によって反射され、再び偏光板405から出射さ
れる。このとき、液晶層403への印加電圧によって明状
態と暗状態、及びその中間の明るさを制御する。
また透過型表示の場合、バックライトからの光は偏光
板407及び位相差板408によって所定の偏光となり、反射
膜411の各間隙より液晶層403に導入され、カラーフィル
タ414、液晶層403を通過後、位相差板406を透過する。
このとき、液晶層403への印加電圧に応じて、偏光板405
から透過（明状態）した状態と吸収（暗状態）した状
態、及びその中間の明るさを制御することができる。
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され
る。
また、本実施例の反射膜411にはAlが主成分の金属層
を用いて、この表面を保護膜412で覆い、その上にカラ
ーフィルタ414や保護膜415、透明電極416を形成してい
る。このため、Al金属層が直接ITO現像液やカラーフィ
ルタ現像液と触れることがないので、Al金属層が現像液
で溶解することがない。さらに、傷がつきやすいAl金属
層を取り扱いやすくすることができる。例えば、1.0重
量％のNdを添加した25nm厚のAlは、反射率80％及び透過
率10％の値を示し、反射膜411として十分に機能する。
更に凹凸を付与した反射膜411は、反射光を広角に反
射させることができるので、広視野角の液晶装置が実現
される。
尚、本実施例においては反射膜上に保護膜を形成する
代わりに、第２実施例と同様に熱酸化や陽極酸化を利用
して或いは有機物質を塗布することにより、反射膜上に
絶縁膜を形成してもよい。
以上説明した半透過反射型の液晶装置に係る各実施例
では反射膜の間隙をバックライトからの光が透過するよ
うに構成されているが、これに代えて又は加えて、反射
膜自体に微細な開口部或いはスリットを形成することに
より、バックライトからの光を該開口部を介して液晶層
に導入するように構成しても良い。この場合、各画素毎
に一又は複数の正方形、矩形、スリット、円、楕円等の
開口部を規則的に或いは不規則的に配置してよい。この
際好ましくは、開口部の総面積は反射膜の総面積に対し
て約10％の割合で設ける。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。また、反射膜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。また、いずれの形状で
あっても、開口部の径は、0.01μｍ以上20μｍ以下であ
ることが好ましく、開口部は反射膜に対して、５％以上
30％以下の面積比で形成することが好ましい。
（第７実施例） 本発明に係る液晶装置の第７実施例を図11を参照して
説明する。図11は、本発明の第７実施例におけるTFT駆
動素子を画素電極等と共に拡大して示す断面図である。
尚、第７実施例における基板上にTFT駆動素子を形成
し、この上に絶縁膜を介して形成された透明電極に接続
する構成は、本発明の各実施例に適用可能である。
図11において、第８実施例の反射型又は半透過反射型
の液晶装置では、透明基板702上に形成された層間絶縁
膜721上は、ゲート電極722、ゲート絶縁膜723、ｉ−Si
層724、n+−Si層725、ソース電極726及びドレイン電極7
27を持つTFT素子が設けられている。アルミニウムから
なる反射膜728はTFT素子上に形成した層間絶縁膜731上
に形成され、反射膜728上には、蒸着後の反射膜を陽極
酸化して形成した絶縁層729が設けられている。絶縁層7
29上にはドレイン電極727にコンタクトホールを介して
接続されたITOからなる透明電極730（画素電極）が形成
されている。
以上説明したように第７実施例によれば、TFT素子を
介して各透明電極（画素電極）730に電力を供給するた
め、透明電極730間におけるクロストークを低減でき、
より高品位の画像表示が可能となる。尚、ポリシリコン
TFT素子を採用する場合には、このように構成されるTFT
素子は、LDD構造、オフセット構造、セルフアライン構
造等いずれの構造のTFTであってもよい。更に、シング
ルゲート構造の他、デュアルゲート或いはトリプルゲー
ト以上で構成してもよい。
（第８実施例） 本発明に係る液晶装置の第８実施例を図12を参照して
説明する。図12は、本発明の第８実施例におけるTFD駆
動素子を画素電極等と共に拡大して示す断面図である。
尚、第８実施例における基板上にTFD駆動素子を形成
し、この上に絶縁膜を介して形成された透明電極に接続
する構成は、本発明の各実施例に適用可能である。
図12において、第８実施例の反射型又は半透過反射型
の液晶装置では、基板802上に形成された層間絶縁膜821
上には、タンタルからなる第１導電層１が形成されてお
り、第１導電層841上にはタンタルを陽極酸化して得た
絶縁層842が形成されている。絶縁層842上にはクロムか
らなる第２導電層843が形成されている。また、アルミ
ニウムからなる反射膜844は層間絶縁膜821上に形成され
ており、反射膜844上には蒸着後の反射膜を陽極酸化し
て得た絶縁膜845が形成されている。絶縁膜845上に形成
された透明電極（画素電極）846は、第２導電層843に接
続されている。
以上説明したように第８実施例によれば、TFD素子を
介して各透明電極（画素電極）846に電力を供給するた
め、透明電極846間におけるクロストークを低減でき、
より高品位の画像表示が可能となる。尚、図示したTFD
素子に代えて、ZnO（酸化亜鉛）バリスタ、MSI（Metal
Semi−Insulator）駆動素子、RD（Ring Diode）など
の双方向ダイオード特性を有する２端子型非線形素子を
設けるようにしてもよい。
第８実施例においてTFD素子を外光が入射する側の透
明基板側に設けて、バックライトからの光源光が入射す
る側の透明基板上に、ストライプ状の反射膜及び透明電
極を形成する構成としても同様の効果が得られる。
以上説明した第１から第８実施例に用いるカラーフィ
ルタ213、313、414等の着色層について図13を参照して
説明する。図13は、カラーフィルタ213等の各着色層の
透過率を示す特性図である。各実施例においては、反射
型表示を行う場合、入射光が一旦カラーフィルタ213等
のいずれかの着色層を透過した後、液晶層を通過して反
射膜によって反射され、再び着色層を透過してから放出
される。したがって、通常の透過型の液晶装置とは異な
り、カラーフィルタ213等を二回通過することになるた
め、通常のカラーフィルタでは表示が暗くなり、コント
ラストが低下する。そこで、各実施例では、図13に示す
ように、カラーフィルタ213等のＲ、Ｇ、Ｂの各着色層
の可視領域における最低透過率61が25〜50％になるよう
に淡色化して形成している。着色層の淡色化は、着色層
の膜厚を薄くしたり、着色層に混合する顔料若しくは染
料の濃度を低くしたりすることによってなされる。この
ことによって、反射型表示を行う場合に表示の明るさを
低下させないように構成することができる。
このカラーフィルタ213等の淡色化は、透過型表示を
行う場合にはカラーフィルタ213等を一回しか透過しな
いため、表示の淡色化をもたらすが、各実施例では反射
膜によってバックライトの光が多く遮られることが多い
ため、表示の明るさを確保する上でむしろ好都合であ
る。
（第９実施例） 本発明の第９実施例を図14を参照して説明する。第９
実施例は、以上説明した第１から第８実施例のいずれか
一つを備えた電子機器の実施例である。即ち、第９実施
例は、上述した第１から第８実施例に示した反射型又は
半透過反射型の液晶装置を様々な環境下で低消費電力が
必要とされる携帯機器の表示部として好適に用いた各種
電子機器に係わる。図14に本発明の電子機器の例を３つ
示す。
図14（ａ）は、携帯電話を示し、本体71の前面上方部
に表示部72が設けられる。携帯電話は、屋内屋外を問わ
ずあらゆる環境で利用される。特に自動車内で利用され
ることが多いが、夜間の車内は大変暗い。従って携帯電
話に利用される表示装置は、消費電力が低い反射型表示
をメインに、必要に応じて補助光を利用した透過型表示
ができる半透過反射型液晶装置が望ましい。上記した第
１実施例乃至第８実施例に記載の液晶装置を携帯電話の
表示部72として用いれば、反射型表示でも透過型表示で
も従来より明るく、コントラスト比が高い携帯電話が得
られる。
図14（ｂ）は、ウォッチを示し、本体の中央73に表示
部74が設けられる。ウォッチ用途における重要な観点
は、高級感である。本発明の第１実施例乃至第８実施例
に記載の液晶をウォッチの表示部74として用いれば、明
るくコントラストが高いことはもちろん、光の波長によ
る特性変化が少ないために色づきも小さい。従って、従
来のウォッチと比較して、大変に高級感あるカラー表示
が得られる。
図14（ｃ）は、携帯情報機器を示し、本体75の上側に
表示部76、下側に入力部77が設けられる。また表示部76
の前面にはタッチ・キーを設けることが多い。通常のタ
ッチ・キーは表面反射が多いため、表示が見づらい。従
って、従来は携帯型と言えども透過型液晶装置を表示部
として利用することが多い。ところが透過型液晶装置
は、常時バックライトを利用するため消費電力が大き
く、電池寿命が短い。このような場合にも上記した第１
実施例乃至第８実施例の液晶装置を携帯情報機器の表示
部76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。
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。
産業上の利用可能性 本発明に係る液晶装置は、明るく高コントラストの画
像表示が可能な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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 琢巳 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７−120730（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−313890（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−61854（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318929（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136939（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−258246（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/1335 G02F 1/1362 G02F 1/13357 G02F 1/1333

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一対の第１及び第２の基板と、 該第１及び第２の基板間に挟持された液晶層と、 前記第２基板の前記液晶層側の面上に形成された複数の
    透明電極と、 該複数の透明電極と前記第２基板との間に形成された反
    射膜と、 前記第２基板の背後に配置されたバックライトと、 を備える液晶装置であって、 前記反射膜は前記複数の透明電極のそれぞれに対応して
    形成されてなり、前記透明電極は前記反射膜の面積より
    広い面積を有し、且つ前記反射膜と重なり合うように形
    成されているとともに、前記透明電極と前記反射膜の重
    なる領域の面積が重ならない領域の面積より大きいこと
    を特徴とする液晶装置。
  2. 【請求項２】前記反射膜と前記透明電極との間に透明な
    保護膜が介在していることを特徴とする請求項１に記載
    の液晶装置。
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