JP2000147496A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型表示と透過型表示とを切換え可能な液
晶装置において、反射光を減衰させないで透過光を散乱
させる。 【解決手段】液晶パネル１３は、液晶層１３と半透過反
射膜１７とを有し、液晶パネルの背面側には反射偏光板
１８、照明装置１９及び反射板２１がこの順に配置され
ている。半透過反射膜には凹凸が設けられており、照明
装置と前記半透過反射膜との間には、前記照明装置から
出射しそして前記半透過反射膜の光を透過する領域に入
射する光を散乱させる散乱層を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶装置に係り、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
のできる半透過反射型の液晶装置に関する。更にはこれ
ら液晶装置を表示部として備える電子機器に関する。

【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。このような液晶装置は、図９に示すよ
うに、液晶パネル２００の内面に開口部２０１を有し、
表面が凹凸形状の半透過反射膜２０２を設け、外面に偏
光板２０３、バックライト２０４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膜２０２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２０４を点灯して半透過反射膜の開口部を透過させ
た光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。
尚、このような半透過反射型の液晶装置は特開平７−３
１８９２９号公報等で紹介されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載されている液晶装置は、半透過反射膜に凹凸を設け
て半透過反射膜によって反射される光を散乱光にするこ
とにより明るい反射型表示を得ている。ところが、半透
過反射膜を透過する光源からの光についてはその光路中
に何ら散乱手段が設けられていないため、光源からの光
が散乱されないまま液晶パネルを透過してしまうので透
過型の表示が暗くなりがちである。

【０００４】もちろん光源からの出射光の光路中に散乱
板を設けることにより透過型の表示を散乱光によって行
うことが可能となるが、半透過反射板によって反射され
る光の光路中に散乱板を設けると半透過反射板によって
反射される光が散乱板によって減衰してしまい反射型の
表示が暗くなってしまう。

【０００５】そこで本発明は、反射型の表示の明るさを
維持したまま透過型の表示を明るくする半透過反射型の
液晶装置を得ることをその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、以下の通りである。

【０００７】本発明の液晶装置は、外光を反射させるこ
とによって表示する反射型の表示、及び光源から出射す
る光を透過することによって表示する透過型の表示の両
方が可能な液晶装置であり、一対の基板間に配置した液
晶層と、一方の前記基板の前記液晶層側の面に配置され
光を透過する領域及び光を反射する領域を有する半透過
反射膜と、を有する液晶パネルと、前記液晶パネルの背
面側に配置した照明装置と、を備え、前記半透過反射膜
の前記液晶層側の面には凹凸が設けられており、前記照
明装置と前記半透過反射膜との間には、前記照明装置か
ら出射しそして前記半透過反射膜の光を透過する領域に
入射する光を散乱させる散乱層を具備することを特徴と
する。

【０００８】本発明の液晶装置によれば、外光を利用す
る反射型表示を行う際には、液晶装置にその表面側から
入射する外光を半透過反射膜によって反射することによ
って表示を行う。この際、半透過反射膜の表面に凹凸が
設けられているので、表示は散乱光によって行われる。
一方、照明装置から出射する光を利用して透過型表示を
行う際には、半透過反射膜と照明装置との間に設けた散
乱層を照明装置からの光が必ず透過するので、表示は散
乱光によって行われる。

【０００９】ここで、散乱層は半透過反射膜と照明装置
との間に設けられているので、半透過反射膜によって反
射される外光はこの散乱層を通過しない。そのため、反
射型表示の際に利用する外光が散乱層によって減衰しな
いので、明るい反射型表示を維持したまま透過型表示を
散乱光によって行うことができる。もちろん液晶パネル
の前面側には散乱層を設けないのが好ましい。

【００１０】また、照明装置は、光源と、前記光源から
出射した光を前記反射偏光板側に向けて出射する導光板
と、を有し、前記導光板は光を散乱するための拡散パタ
ーンが設けられていることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、導光板に形成された拡散
パターンを拡散層として利用している。拡散パターンは
導光板前面に設けてもかまわないが、半透過反射膜の光
を透過する領域に対応する位置に拡散パターンを設けれ
ば本発明の目的は達成できる。

【００１２】また、前記散乱層の他例としては前記照明
装置と前記液晶パネルとの間に設ける散乱板があげられ
る。その際、散乱板は前方散乱、つまり半透過反射膜側
に出射する光を効率よく散乱する散乱板を用いると好ま
しい。

【００１３】また、記液晶装置は、走査信号電極とデー
タ信号電極とをマトリクス状に配列し前記走査信号電極
と前記データ信号電極とに挟まれた領域の液晶を駆動す
る単純マトリクス型の液晶装置であって、前記半透過反
射膜は、開口部を設けた走査信号電極又はデータ信号電
極であることを特徴とする。

【００１４】本発明によれば、データ信号電極又は走査
信号電極に設けた開口部を透過する光を利用して透過表
示を行う。尚、半透過反射膜として走査信号電極を選択
するかデータ信号電極を選択するかは適宜選択できる
が、下側基板に設けた電極に開口部を設けて半透過反射
膜とする。

【００１５】本発明の電子機器は上述の液晶装置を表示
部として備えている。そのため昼間は反射型表示を行
い、夜間は明るい透過型表示を行うことができる電子機
器が実現する。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る実施例について説明する。

【００１７】（実施例１）図１は本実施例に係る液晶装
置の構造を示す断面図であり、図２（Ａ）及び（Ｂ）は
走査信号電極とデータ信号電極との交差部分の拡大図で
ある。

【００１８】本実施例における液晶パネル１０は、ガラ
ス基板等からなる上基板１１と下基板１２との間に液晶
層１３を挟んだ構成となっている。上側基板１１の内面
つまりは液晶層１３側にはＩＴＯからなる走査信号電極
１４がストライプ状に形成されており、走査信号電極１
４上には青、赤及び緑の着色層（図示せず）及び所定方
向にラビングされた配向膜（図示せず）が形成されてい
る。また、上側基板１１の外面には位相差板１５及び偏
光板１６がこの順に配置されている。

【００１９】一方、下側基板１２の内面すなわち液晶層
１３側にはアルミニウム薄膜からなるデータ信号電極１
７が、走査信号電極１４とマトリクス配列となるように
形成されており、走査信号電極１４とデータ信号電極１
７との交点部分が画素領域となっている。データ信号電
極１７には図２に示すような開口部２０が設けられてお
り、半透過反射膜を兼ねている。そして、走査信号電極
１４上には配向膜（図示せず）が設けられている。尚、
開口部２０の表示面全体に占める割合はおおよそ１５％
とした。表示面に対する開口部の占有率は高ければ高い
程照明装置からの光の利用率は高まるが、あまり高くす
ると反射表示に悪影響を及ぼすので、概ね５％乃至３０
％の範囲内において液晶装置の利用用途によって適宜選
択するとよい。また図３に示すようにデータ信号電極１
７には高さｈが概ね０．５μｍの凹凸段差を設けている
のでデータ信号電極１７に入射した外光はこの凹凸によ
って散乱されつつ反射されることとなる。一方、下側基
板１２の外面には反射偏光板１８が設けられている。図
４に示すように反射偏光板は、異なる２つの層、すなわ
ちＡ層４１とＢ層４２とが交互に、Ｚ軸方向に多くの層
が積層された構造となっている。反射偏光板１８は、各
層が１μｍに満たない程度の厚さの多くの層が積層され
て形成され、全体としても数百μｍ程度の厚さの薄い板
状である。

【００２０】この反射偏光板１８においては、Ａ層４１
のＸ軸方向の屈折率をＮａｘ、Ｙ軸方向の屈折率をＮａ
ｙとし、Ｂ層４２のＸ軸方向の屈折率をＮｂｘ、Ｙ軸方
向の屈折率をＮｂｙとすると、それら屈折率の間には次
のような関係がある。

【００２１】Ｎａｘ ≠ Ｎａｙ Ｎｂｘ ＝ Ｎｂｙ Ｎａｙ ＝ Ｎｂｙ このように形成された反射偏光板１８は、Ｙ軸方向の直
線偏光をそのまま透過させる。

【００２２】さらに、本例の反射偏光板１８は、互いに
隣接する一対のＡ層４１およびＢ層４２において、Ａ層
４１の厚さＴａとＢ層４２の厚さＴｂとが、所定の可視
光の波長λに対して、次の関係となるように形成されて
いる。

【００２３】 Ｔａ・Ｎａｘ ＋ Ｔｂ・Ｎｂｘ ＝ λ／２ （１） このように、反射偏光板１８を形成することによって、
Ｚ軸方向から反射偏光板１８に入射した波長λのＸ軸方
向の直線偏光は、Ｘ軸方向の直線偏光として反射され
る。

【００２４】さらに、Ａ層４１とＢ層４２の多数の対
は、可視領域内の様々な波長λの光に対して式（１）の
関係が満たされるように、様々な厚さの組み合わせとな
っている。これによって、反射偏光板１８は、可視領域
の全波長にわたるＸ軸方向の直線偏光を、Ｘ軸方向の直
線偏光として反射することになる。

【００２５】したがって、反射偏光板１８は、全可視領
域において、Ｘ軸方向の直線偏光をＸ軸方向の直線偏光
として反射し、Ｙ軸方向の直線偏光をＹ軸方向の直線偏
光として透過させる。

【００２６】尚、このような反射偏光板は特表平９−５
０６９８５号公報等にその詳の細が開示されている。ま
た、反射偏光板としては図４に示したものの他にも、コ
レステリック層をλ/４板で挟んだもの等があり代替可
能である。

【００２７】もちろん反射偏光板に限らず、吸収と透過
によって光を分離する吸収型の偏光板も使用可能であ
る。

【００２８】反射偏光板１８の裏面側には、光源として
の蛍光ランプ１９Ａとアクリル樹脂等からなる導光板１
９Ｂを有する照明装置２３が設けられている。導光板１
９Ｂの反射偏光板側の面には、図５に示すような拡散パ
ターン１９Ｃが設けられている。拡散パターン１９Ｃは
導光板から均一に光を出射させるために、光源１９Ａか
らの距離が大きくなるにしたがってその面積が小さくな
るように形成されている。

【００２９】本実施例の液晶装置を用いてにあっては、
外光を利用する反射型表示を行う際には、液晶装置にそ
の表面側から入射する外光６０が偏光板１６によって直
線偏光となって液晶パネル１０に入射する。そして液晶
層１３を透過した後、半透過反射膜（データ信号電極１
７）によって散乱反射された光が再度液晶層１３を透過
して偏光板１６を透過するあるいは吸収されることによ
って画像を形成している。

【００３０】照明装置１９からの光を利用して透過型表
示を行う際には、照明装置１９からの光６０は拡散パタ
ーン１９Ｃによって散乱された後、反射偏光板１８の偏
光作用によって偏光方向を揃えられて液晶パネル１０側
に出射する。そして液晶層を透過した光が偏光板１６に
よって透過するあるいは吸収されるので透過画像が形成
される。

【００３１】つまり、本実施例の液晶装置にあっては照
明装置１９から出射する光は拡散パターンによって散乱
されて液晶層を通過し透過表示に寄与し、外光は半透過
反射膜によって散乱反射されて反射型表示に寄与する。
その際、半透過反射膜によって散乱反射された光は拡散
パターンを透過しないので、光の減衰があまりおこら
ず、明るい透過型表示が得られる。

【００３２】尚、本実施例においては単純マトリクス型
液晶装置についてのみ述べたが、もちろんＴＦＴ素子や
ＭＩＭ素子に画素電極が接続されたアクティブマトリク
ス型の液晶装置に応用できることはいうまでもない。

【００３３】（実施例２）実施例１においては導光板に
拡散パターンを設けることによって、照明装置から出射
した光を拡散パターンによって散乱させているが、本実
施例においては照明装置と液晶パネルとの間に散乱板を
設けることによって照明装置から出射する光を散乱す
る。

【００３４】尚、散乱板以外の構成要素及び表示作用は
実施例１同様であるので、図面に同一の符号を付与し重
複する説明のはここでは省略する。

【００３５】図７は本実施例に係る液晶装置の構造を示
す断面図である。

【００３６】反射偏光板１８の裏面側には、光源として
の蛍光ランプ１９Ａとアクリル樹脂等からなる導光板１
９Ｂを有する照明装置１９が設けられている。そして、
導光板と反射偏光板１８との間には、散乱板７０が設け
られている。ここで、散乱層７０としては、いわゆる前
方散乱特性の散乱板、つまり液晶パネル側に出射する光
の散乱特性が導光板側に出射する光の散乱特性より強い
散乱板を用いた。尚、本実施例においては照明装置と反
射偏光板との間に散乱板を設けたが、散乱板を設ける位
置は半透過反射膜と照明装置との間であればどの位置に
であっても本実施例と同等の作用効果がある。一例とし
ては散乱板を反射偏光板と液晶パネルとの間に設けるこ
とができる。

【００３７】本実施例の液晶装置を用いてにあっては、
外光を利用する反射型表示を行う際には、液晶装置にそ
の表面側から入射する外光６０が偏光板１６によって直
線偏光となって液晶パネル１０に入射する。そして液晶
層１３を透過した後、半透過反射膜（データ信号電極１
７）によって散乱反射された光が再度液晶層１３を透過
して偏光板１６を透過するあるいは吸収されることによ
って画像を形成している。

【００３８】照明装置１９からの光を利用して透過型表
示を行う際には、照明装置１９からの光６０aは散乱板
７０によって散乱された後、反射偏光板１８の偏光作用
によって偏光方向を揃えられて液晶パネル１０側に出射
する。そして液晶層を透過した光が偏光板１６によって
透過するあるいは吸収されるので透過画像が形成され
る。

【００３９】つまり、本実施例の液晶装置にあっては照
明装置１９から出射する光は散乱板によって散乱されて
液晶層を通過し透過表示に寄与し、外光は半透過反射膜
によって散乱反射されて反射型表示に寄与する。その
際、半透過反射膜によって散乱反射された光は散乱板を
透過しないので、光の減衰があまりおこらず、明るい透
過型表示が得られる。

【００４０】尚、本実施例においては単純マトリクス型
液晶装置についてのみ述べたが、もちろんＴＦＴ素子や
ＭＩＭ素子に画素電極が接続されたアクティブマトリク
ス型の液晶装置に応用できることはいうまでもない。

【００４１】（実施例３）図８（ａ）は携帯電話を示す
斜視図である。１０００は携帯電話本体を示し、そのう
ちの１００１は本発明の半透過反射型液晶パネルを用い
た液晶表示部である。

【００４２】図８（ｂ）は、腕時計型電子機器を示す図
である。１１００は時計本体を示す斜視図である。１１
０１は本発明の半透過反射型液晶パネルを用いた液晶表
示部である。この液晶パネルは、従来の時計表示部に比
べて透過型表示が明るい画像表示が可能であるので夜間
においての使用が快適となる。

【００４３】図８（ｃ）は、ワープロ、パソコン等の携
帯型情報処理装置を示す図である。１２００は情報処理
装置を示し、１２０２はキーボード等の入力部、１２０
６は本発明の半透過反射型液晶パネルを用いた表示部、
１２０４は情報処理装置本体を示す。

【００４４】本実施例の電子機器は、昼間は反射型の表
示を行い、夜間は透過型の表示をともに散乱光で行うこ
とができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、照
明装置から出射する光が半透過反射膜と照明装置との間
に設けた散乱層によって散乱されるので反射型表示に利
用する外光を減衰させることなく透過型表示を散乱光で
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１液晶装置の断面模式図である。

【図２】は実施例１及び実施例２の液晶装置の走査信号
電極とデータ信号電極との交差部分の拡大図である。

【図３】実施例１及び２における液晶装置の半透過反射
膜上の凹凸を示す図である。

【図４】実施例１及び２における反射偏光板の模式図で
ある。

【図５】実施例１おける拡散パターンを示す図である。

【図６】実施例１及び実施例２の液晶装置における表示
作用を示す模式図である。

【図７】実施例２の液晶装置の断面模式図である。

【図８】本発明の電子機器を示す図であり、（ａ）は携
帯電話、（ｂ）は腕時計、（ｃ）は携帯用情報処理装置
である。

【図９】従来の半透過反射型の液晶装置である。

【符号の説明】

１０ ・・・液晶パネル １１ ・・・上側基板 １２ ・・・下側基板 １３ ・・・液晶層 １４ ・・・透明電極（走査信号電極） １５ ・・・位相差板 １６ ・・・偏光板 １７ ・・・半透過反射膜（データ信号電極） １８ ・・・反射偏光板 １９ ・・・照明装置 １９ａ・・・光源 １９ｂ・・・導光板 ２０ ・・・開口部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外光を反射させることによって表示する反
   射型の表示、及び光源から出射する光を透過することに
   よって表示する透過型の表示の両方が可能な液晶装置で
   あり、 一対の基板間に配置した液晶層と、一方の前記基板の前
   記液晶層側の面に配置され光を透過する領域及び光を反
   射する領域を有する半透過反射膜と、を有する液晶パネ
   ルと、 前記液晶パネルの背面側に配置した照明装置と、を備
   え、 前記半透過反射膜の前記液晶層側の面には凹凸が設けら
   れており、前記照明装置と前記半透過反射膜との間に
   は、前記照明装置から出射しそして前記半透過反射膜の
   光を透過する領域に入射する光を散乱させる散乱層を具
   備することを特徴とする液晶装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の液晶装置であり、 前記照明装置は、光源と、前記光源から出射した光を前
   記反射偏光板側に向けて出射する導光板と、を有し、 前記導光板は光を散乱するための拡散パターンが設けら
   れていること特徴とする液晶装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の液晶装置であって、 前記照明装置と前記液晶パネルとの間に散乱板を有する
   ことを特徴とする液晶装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載の液晶装置であって、 前記散乱板は前方散乱特性が後方散乱特性より強い散乱
   板であることを特徴とする液晶装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の液晶装置であって、 前記液晶装置は、走査信号電極とデータ信号電極とをマ
   トリクス状に配列し前記走査信号電極と前記データ信号
   電極とに挟まれた領域の液晶を駆動する単純マトリクス
   型の液晶装置であって、 前記半透過反射膜は、開口部を設けた走査信号電極又は
   データ信号電極であることを特徴とする液晶装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５のうちいずれかに記
   載の液晶装置を表示部として備えたことを特徴とする電
   子機器。