CN101174069A - 液晶装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶装置和电子设备。所述液晶装置包括液晶层和夹持液晶层的一对基板，液晶层具有在不施加电场时呈现光学各向同性，在施加电场时呈现与电场强度的二次方成比例的光学各向异性的液晶。该液晶装置包括设有进行反射显示的反射显示区域R和进行透射显示的透射显示区域T的子像素区域(9’)，以及在子像素区域(9’)中，设置在反射显示区域R和透射显示区域T两个区域中的第一电极(9)和第二电极(19)。通过在第一电极(9)和第二电极(19)之间产生的电场来驱动液晶层，透射显示区域T中的第一电极(9)和第二电极(19)的间隔比反射显示区域R中的第一电极(9)和第二电极(19)的间隔小。

Description

液晶装置和电子设备
技术领域
本发明涉及一种液晶装置和电子设备。
背景技术
近年来，提出了一种利用电光学效应的电子极化作用的显示方式。电光学效应指的是物质的折射率因外部电场而发生变化的现象。作为电光学效应，例如，已知为Kerr效应。Kerr效应指的是在向各向同性的有极性物质施加电场时，激励将电场方向作为光轴与电场强度的二次方成比例的双折射性的现象。作为开发这种Kerr效应的液晶材料，已知一种蓝相。蓝相是在手征(キラル)向列相和各向同性相之间的特定温度范围内出现的光学上各向同性的液晶相，因为通过目视看见蓝色多而称呼其名，已知其响应速度极其快。由于蓝相的发现温度范围非常窄，因此向内部导入高分子材料，试图扩大其发现温度范围(例如，参考专利文献1)。
因此，近年来，作为便携式电话机和便携式信息终端等的便携式电子设备的显示部分，大多使用液晶装置。一般情况下，作为便携式电子设备中使用的液晶装置，采用进行反射显示和透射显示的半透射反射型液晶装置，而且还通过采用横向电场方式来试图提高视角。这里，考虑通过在这种横向电场方式的半透射反射型液晶装置中使用上述蓝相，试图实现高速响应。
专利文献1：特开2005-336477号公报
一般情况下，在半透射反射型液晶装置中，为了获得反射显示和透射显示两者都良好的显示，一般采用在点状区域内的反射显示区域和透射显示区域中单元厚度(液晶层厚度)不同的结构(即多隙结构)。但是，由于蓝相只在产生电场的局部区域中不改变液晶的取向，当单元厚度要超过一定程度以上时，电场不会到达全部液晶分子，也不会使这个区域明亮。为此，不必要在透射反射区域中形成多隙。但是，在反射区域中进行白显示的情况下，透射区域的相位差为λ/4，不足以进行明亮显示。因此，透射显示区域和反射显示区域之间的折射率相位差(延迟)不一致，由此出现显示的对比度降低之类的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种液晶装置和电子设备，在使用上述液晶材料进行半透射反射型显示时，在透射区域和反射区域得到所希望的透射率。
本发明的液晶装置，是一种包括具有液晶的液晶层以及夹持该液晶层的一对基板的液晶装置，其中所述液晶在不施加电场时表现为光学各向同性且在施加电场时表现为与电场强度的二次方成比例的光学各向异性，其特征在于，所述液晶装置还包括：设有进行反射显示的反射显示区域和进行透射显示的透射显示区域的子像素区域；和在所述子像素区域中，设置于所述反射显示区域和所述透射显示区域两个区域中的第一电极和第二电极，通过在所述第一电极和所述第二电极之间产生的电场来驱动所述液晶层，所述透射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔比所述反射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔小。
根据本发明的液晶装置，由于透射显示区域与反射显示区域相比，其第一电极和第二电极之间的间隔较小，因此电极之间产生的电场较强，与反射显示区域相比，在透射显示区域中产生的电场更强。此外，由于反射显示区域中光在液晶层中进行两次透射，因此表观上的液晶厚度是透射显示区域的两倍，但由于液晶层表现为与电场强度的二次方成比例的光学各向异性，因此透射显示区域的光学各向异性很高。因而，可以同样地调整以液晶厚度和光学各向异性的乘积所规定的各区域(透射显示区域和反射显示区域)的折射率相位差。因此，可以在各区域中获得相同的透射率，并且在子像素区域的整个区域上获得高亮度以及高对比度的显示。
此外，在上述液晶装置中，所述反射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔优选设定为所述透射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔的大约1.4倍。
所述枝状电极间产生的电场E根据电极间施加的电压V和电极间隔d由E＝V/d确定。这里，通过采用本发明，透射显示区域中的光学各向异性能够作为反射显示区域中的光学各向异性的大约1.4()倍的二次方，即其两倍，不用采用多隙结构，在透射显示区域和反射显示区域中的延迟可以大致一致。
此外，在上述液晶装置中，优选地，对于所述第一电极和所述第二电极的至少一个，所述透射显示区域的电极宽度比所述反射像素区域中的电极宽度小。
由于在横向电场方式中在电极的上方不产生电场，因此电极的上方不进行显示。这里，根据这种结构，由于在透射显示区域配置的第一电极和第二电极的电极宽度做成较小，因此可以抑制透射显示区域中的开口率的降低。
此外，在上述液晶装置中，优选地，所述第一电极具有在所述透射显示区域中的多个第一枝状电极，所述第二电极具有在所述透射显示区域中的多个第二枝状电极。
根据这种结构，由于形成透射显示区域中的第一枝状电极以及第二枝状电极，因此可以使第一电极和第二电极间产生的电场比反射显示区域中的更强。
此外，在上述液晶装置中，优选地，对于所述第一电极和所述第二电极中的至少一个，在其一端侧有多个分支，该分支的电极设置在所述透射显示区域中。
根据这种结构，在透射显示区域内设置的第一电极和第二电极的数量增加了，并且各电极的配置间隔变窄了，结果是增强了各电极之间形成的电场，在透射显示区域中可以获得高的光学各向异性。
此外，在上述液晶装置中，优选地，所述第一电极具有在所述透射显示区域和所述反射显示区域中的多个第一枝状电极，所述第二电极具有在所述透射显示区域和所述反射显示区域中的多个第二枝状电极。
根据这种结构，通过改变第一电极和第二电极的各个电极的电极宽度和数量，能够可靠地使透射显示区域中产生的电场比反射显示区域中的更强。
此外，在上述液晶装置中，优选地，设置在所述透射显示区域中的所述第一枝状电极的电极宽度比设置在所述反射显示区域中的所述第一枝状电极的电极宽度更小。
由于在横向电场方式中在电极的上方不产生电场，因此电极的上方不进行显示。这里，根据这种结构，由于透射显示区域中配置的第一电极和第二电极的电极宽度做成较小，因此可以抑制透射显示区域中的开口率的降低。
此外，在上述液晶装置中，优选地，在所述第一基板和所述第二基板中与所述液晶层相反侧的面上分别设置圆偏光板。
根据这种结构，可以使圆偏振光入射到液晶层中，并且可以获得高亮度和高对比度的显示。
本发明的电子设备，其特征在于包括上述的液晶装置。
根据本发明的电子设备，由于包括可以在透射显示区域和反射显示区域中获得相同的透射率、并且以高亮度和高对比度进行显示的液晶装置，因此电子设备自身的显示质量也高，可靠性也提高了。
附图说明
图1是表示液晶装置的子像素区域的等效电路图的示意图。
图2是子像素区域的平面结构图。
图3是沿着图2的A-A’线、B-B’线截取的液晶装置的剖面图。
图4是表示反射显示区域和透射显示区域中的V-T特性的示意图。
图5是根据第二实施方式的子像素区域的平面结构图。
图6是沿着图5的A-A’线截取的液晶装置的剖面图。
图7是表示电子设备的一个例子的立体结构图。
符号说明
T…透射显示区域；R…反射显示区域；9…像素电极(第一电极)；9’…子像素区域；9c…带状电极(第一枝状电极)；10…TFT阵列基板(第一基板)；18…圆偏光板；19…对置电极(第二电极)；19c…带状电极(第二枝状电极)；20…对置基板(第二基板)；25…圆偏光板；50…液晶层；100、200…液晶装置；1300…便携式电话(电子设备)。
具体实施方式
下面参照附图介绍本发明。本实施方式的液晶装置是一种半透射反射型液晶装置，在通过与液晶相对的基板面方向的电场(横向电场)起作用来控制取向从而进行像素显示的横向电场方式中，采用所谓的IPS(面内开关)方式的方式。
而且，在各实施方式所参照的附图中，为了在图面上尽可能大地看到各层和各部件，各层和各部件分别按照不同的缩小比例表示。
本实施方式的液晶装置是在基板上具有滤色器的彩色液晶装置，并由输出R(红)、G(绿)和B(蓝)各色光的三个点构成一个像素。因而，由构成显示的最小单位构成的显示区域被称为“子像素区域”。此外，由一组(R、G、B)的点(子像素)构成的显示区域被称为“像素区域”。
如图1所示，在构成液晶装置100的图像显示区域的以矩阵状形成的多个子像素区域中，分别形成了像素电极9和用于开关控制像素电极9的TFT 30，从数据线驱动电路101延伸的数据线6a与TFT 30的源极电连接。数据线驱动电路101通过介入数据线6a向各像素供给图像信号S1、S2、…、Sn。所述图像信号S1～Sn显然可以依次按照线顺序供给，对于相邻接的多个数据线6a之间，也可以向每组供给。
此外，TFT 30的栅极与从扫描线驱动电路102延伸出来的扫描线3a电连接，在预定的时刻从扫描线驱动电路102向扫描线3a以脉冲形式供给的扫描信号G1、G2、…、Gm可以依次按照线顺序施加给TFT 30的栅极。像素电极9与TFT 30的漏极电连接。由于作为开关元件的TFT 30通过扫描信号G1、G2、…、Gm的输入而仅在一定期间处于导通状态，因此从数据线6a供给的图像信号S1、S2、…、Sn在预定时刻可以被写入像素电极9。
通过介入像素电极9而写入液晶的预定电平的图像信号S1、S2、…、Sn在像素电极9和通过介入液晶而对置的公用电极之间保持一定期间。这里，为了防止保持的图像信号泄漏，增加了与在像素电极9和公用电极之间形成的液晶电容并联的蓄积电容70，并且包括与蓄积电容70连接的电容线3b。
下面参照图2和图3介绍液晶装置100的详细结构。
首先，液晶装置100包括在如图3所示的TFT阵列基板(第一基板)10和对置基板(第二基板)20之间夹持液晶层50的结构，通过沿着TFT阵列基板10和对置基板20所对置区域的边缘所设置的图中未示出的密封材料来将液晶层50密封在基板10和20之间。此外，在对置基板20的背面侧(图中所示的下面侧)，设置包括导光板和反射板的未图示的背光源。
而且，根据本实施方式的液晶装置100是一种半透射反射型液晶装置，如后面详细说明的，在所述TFT阵列基板10的所述液晶层50一侧设置像素电极9和公用电极19，通过在像素电极9和公用电极19之间产生的电场来驱动所述液晶层50，同时，在一个子像素区域9’内包括进行反射显示的反射显示区域R和进行透射显示的透射显示区域T(参照图3)。
根据本实施方式的液晶装置100采用蓝相液晶作为所述液晶层50。蓝相是在手征(キラル)向列相和各向同性相之间的窄温度范围内出现的光学上各向同性的液晶相。此外，由于这个温度范围窄(1K左右)，在很长时间蓝相没有被引起关注。与此相对，近年来通过向蓝相中引入少量的高分子，蓝相表现为特别稳定化。而且利用高分子实现的“稳定化”，没有损害原来的液晶活性分子运动性，因此蓝相的发现温度范围扩大(100K左右)。
通过添加适当的使得在一般向列液晶中激励扭曲的手征掺杂剂来形成蓝相。此外，在这种低分子液晶材料中添加单体(例如2-ethylhexylacrylate (2-乙基己基丙烯酸脂)；EHA)和光聚合引发剂(例如2，2-dimethoxy-2-phenyl acetophenone(2，2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯)；DMPAP)。慎重地进行温度控制以保持蓝相和进行光聚合。由此，将蓝相的发现温度范围扩大到100K以上，使得形成高分子稳定化的蓝相。
这种蓝相被确认呈现Kerr(克尔)效应。Kerr效应指的是在向各向同性的有极性物质施加电场时，激励以电场的方向作为光轴并且与电场强度的二次方成比例的双折射性(光学各向异性)的现象。即，在向蓝相施加电场时，伴随着几乎不发生晶格结构的变化，与电场强度相对应使分子再取向，激励与电场强度的二次方成比例的双折射性(光学各向异性)。
即，对于蓝相，如下等式1所示，双折射率(Δn)与电场的二次方成比例。而且，式1中，K表示Kerr系数，λ表示光的波长，E表示在电极间产生的电场。
Δn＝KλE2    (式1)
而且，报告了高分子稳定化蓝相的Kerr系数为3.7×10-10mV-2，比硝基苯大约大170倍。
此外，高分子稳定化蓝相的Kerr效应的上升和降低的响应时间确认为都在10～100μs左右。当考虑到一般的向列液晶的响应时间为10ms左右时，很清楚高分子稳定化蓝相的响应极其快速。蓝相在不施加电压时显示光学上各向同性，如下述，不需要取向膜。此外，蓝相对于可见光以上的波长区域的光实质上不发生散射。
如图2所示，在液晶装置100的子像素区域9’中，按照平面图大致为格子形状，布置了沿着Y轴方向延伸的数据线6a和沿着X轴方向延伸的扫描线3a，在这个数据线6a和扫描线3a所包围的平面视图大致为矩形的区域中，形成沿着Y轴方向延伸的平面图大致为梳齿状的像素电极(第一电极)9以及与这个像素电极9啮合的平面图大致为梳齿状的沿着Y轴方向延伸的公用电极(第二电极)19。在子像素区域的图示左上角部，垂直设置用于使TFT阵列基板10和对置基板20以预定间隔间隔开并一定地保持液晶层厚度(单元间隙)的柱状间隔器40。而且，在下面的说明中，X轴方向表示扫描线3a的延伸方向，Y轴方向表示数据线6a的延伸方向。
在子像素区域9’中，设置具有与这个子像素区域大致同一平面形状的滤色器。此外，在子像素区域，在像素电极9和公用电极19的延伸区域中，设置占据公用电极19一侧的平面区域(在Y轴方向平分的区域中，图示下侧的区域)的反射层29。反射层29是通过对铝和银等光反射性金属膜进行构图形成的。子像素区域9’中，与反射层29对应的平面区域是反射显示区域R，其余区域是透射显示区域T。作为反射层29，优选在这个表面上形成凹凸而使其具有光散射性，并通过作为相关的构成而可以提高反射显示的目视性。而且，在子像素区域，在像素电极9和公用电极19的延伸区域中，优选像素区域9一侧的平面区域作为反射显示区域。
如图2所示，像素电极9的构成包括：沿着扫描线3a延伸的基端部9a；与该基端部9a连接并在数据线6a方向延伸的多个(本实施方式中为5个)的带状电极(第一枝状电极)9c；以及从所述基端部9a在+Y侧伸出的接触部9b。像素电极9是通过对ITO(氧化铟锡)等透明导电材料进行构图形成的电极部件。
此外，上述带状电极9c具有两个长度，具有一个长度的带状电极9c具有一定的电极宽度，并仅仅设置在透射显示区域T中，具有另一个长度的带状电极9c形成为使得从透射显示区域T延伸到反射显示区域R内。此外，具有另一个长度的带状电极9c在反射显示区域R和透射显示区域T的边界附近其电极宽度逐渐变化，并且反射显示区域R中的电极宽度比透射显示区域T中的电极宽度大。而且，由于在横向电场(IPS)方式中在电极的上方不会产生电场，因此在电极的上方配置的液晶层不呈现双折射，不会对显示做出贡献。这里，通过上述结构，由于在透射显示区域T中设置的带状电极9c的电极宽度较小，因此特别可以抑制透射显示区域T中的开口率的低下。这里，带状电极9c的电极宽度开始变大的部分优选在反射显示区域R或透射显示区域T的任何一个区域内。即，可以优选在透射显示区域T内开始变化，可以优选在反射显示区域R内开始变化。此外，带状电极9c的电极宽度优选构成为在反射显示区域R和透射显示区域T的边界处发生变化。
此外，公用电极19与沿着扫描线3a的公用电极线7一体形成，并构成为包括：从公用电极线7在Y轴方向延伸的基端部19b；与该基端部19b连接并在X轴方向延伸的主线部19a；以及从该主线部19a在+Y侧伸出的多个带状电极19c。此外，虽然对于公用电极19也采用ITO等透明导电材料来构成，但是除了上述透明导电材料之外，像素电极9和公用电极19也可以用铬等金属材料来形成。
带状电极19c从反射显示区域R在透射显示区域T一侧延伸，并在反射显示区域R和透射显示区域T的边界附近分支成多个(本实施方式中为2个)。分支成2个的带状电极19c在透射显示区域T中分别以相同的电极宽度形成。在分支成2个的带状电极19c之间，构成像素电极9的上述一个长度(短的一侧)的带状电极19c以梳齿状啮合配置。由于带状电极19c具有上述分支结构，因此反射显示区域R中的电极宽度比透射显示区域T中的电极宽度大。由此，与上述带状电极9c相同，由于透射显示区域T中设置的带状电极9c的电极宽度较小，因此可以抑制透射显示区域T中的开口率的低下。
TFT 30设置在沿着X轴方向延伸的数据线6a和沿着Y轴方向延伸的扫描线3a的交叉部附近，并包括：由在扫描线3a的平面区域内部分地形成岛状的非晶硅膜形成的半导体层35；与半导体层35在一部分平面内重叠形成的源电极6b；以及漏电极32。扫描线3a在与半导体层35平面重叠的位置上用作TFT 30的栅电极。源电极6b是从数据线6a分支的并沿着半导体层35延伸的平面图大致为倒L形的布线。此外，在漏电极32上，平面重叠地设置像素电极9的接触部9b，漏电极32和像素电极9通过介入在相同位置设置的像素接触孔45而电连接。
如图3所示，在本实施方式的液晶装置的子像素区域9’中，在反射显示区域R中设置的带状电极9c、19c之间的X轴方向上的间隔dr比在透射显示区域T中设置的带状电极9d、19d之间的X轴方向的间隔dt大，具体地说，上述间隔dr设定为是间隔dt的大约1.4倍。
此外，在液晶装置工作时，在像素电极9的带状电极9c和公用电极19的带状电极19c之间施加电压，使得XY面方向(基板平面方向)的电场(横向电场)作用在该子像素区域的液晶层50上，使液晶层50发生双折射。
在现有技术的半透射反射型液晶装置中，采用多隙结构，其中反射显示区域中的液晶层厚度与透射显示区域中的液晶层厚度不同，使透过液晶层50的光具有的相位差(延迟)在反射显示区域R和透射显示区域T的各个区域中最佳化。具体地说，调整所述各区域的液晶层厚度使得反射显示区域R中的相位差为λ/4以及透射显示区域T中的相位差为λ/2，并且使得反射像素区域R的液晶层厚度是透射显示区域T的液晶层厚度的大约1/2。
此外，在现有技术的液晶装置所使用的向列液晶中，尽管通过电场使大量液晶分子弹性取向，但在蓝相中，仅仅产生电场的局部区域的取向可以发生变化。
由此，当在使用蓝相的横向电场(IPS)方式的液晶装置中采用上述多隙结构时，在液晶厚度大(为反射显示区域的2倍)的透射显示区域中，在对置基板侧的液晶分子上不受到横向电场的影响，因此对置基板侧的液晶分子不能够充分地取向，由此使透射率低下。即，在使用蓝相时，不采用多隙结构，必须调整透射显示区域T中的液晶层的相位差和反射显示区域R中的液晶层的相位差。
本实施方式的液晶装置100中使用的液晶层50呈现出与施加电压的二次方成比例的双折射。这里，使液晶层50中产生双折射的电场E在将带状电极9c、19c间施加的电压假设为V以及将这些电极间的间隔假设为d时，用E＝V/d表示。
在反射显示区域R中，如下所述，由于入射光由反射层29反射和向外部射出，使得光在液晶层50中两次透射。因此，液晶厚度在表观上是透射显示区域T中的两倍。此外，各显示区域中的双折射相位差(延迟)是通过液晶厚度和液晶层50(蓝相)的双折射的乘积计算出来的。这里，为了简要说明，当将反射显示区域R中的液晶厚度设定为2d，透射显示区域T中的液晶厚度设定为d时，为了使透射显示区域T和反射显示区域R中的延迟设定为大致相等，可以使透射显示区域T中的双折射设定为反射显示区域R中的双折射的两倍。
这里，对于本实施方式的液晶装置100，将透射显示区域T中的电极间隔dt(带状电极9c和带状电极19c之间的间隔)设定为反射显示区域R中的电极间隔dr的大致1/倍。
由于蓝相表示与电场的二次方成比例的双折射(光学各向异性)，因此根据本实施方式的液晶装置100的透射显示区域T呈现是反射显示区域R中的两倍(即的二次方倍)的双折射。
即，对于根据本实施方式的液晶装置100，由于透射显示区域T中呈现是反射显示区域R的两倍的双折射，因此可以将透射显示区域T和反射显示区域R的延迟调整为相等，并且可以使透射显示区域T和反射显示区域R中的透射率相等。
此外，当观察图3所示的剖面结构时，在TFT阵列基板10的外面侧(与液晶层50相反的一侧)上，依次层叠相位差板16和偏光板14，在对置基板20的外面侧上依次层叠配置相位差板17和偏光板24。相位差板16、17是使透射光具有大约1/4波长的相位差的λ/4相位差板。
配置使得相位差板16、17的滞相轴与偏光板14、24的偏光轴形成大约45度。这种情况下，由偏光板14、24和相位差板16、17构成圆偏光板18、25。透过偏光板14、24和相位差板16、17的光被变换成圆偏振光，并经液晶层50发生双折射。而且，作为上述圆偏光板18、25的结构，除了由本实施方式那样的将偏光板14、24和λ/4相位差板16、17组合的构成之外，也可以是将偏光板、λ/2相位差板和λ/4相位差板组合而成的宽带域圆偏光板。
TFT阵列基板10是以玻璃和石英、塑料等透光性基板本体10A作为基体，在基板本体10A的内面侧(液晶层50一侧)上形成扫描线3a，并通过覆盖扫描线3a而形成栅极绝缘膜11。在栅极绝缘膜11上形成非晶硅的半导体层35，在半导体层35的一部分上设置源电极6b和漏电极32。
半导体层35通过介入栅极绝缘膜11而与扫描线3a对置设置，在该对置区域中的扫描线3a构成TFT 30的栅电极。
通过覆盖半导体层35、源电极6b和漏电极32而形成第一层间绝缘膜12，并在第一层间绝缘膜12上，在子像素区域内部分地形成由铝和银等光反射性金属膜构成的反射层29。通过覆盖反射层29和第一层间绝缘膜12而形成由氧化硅等构成的第二层间绝缘膜13。
在第二层间绝缘膜13上，形成由ITO等透明导电材料构成的像素电极9和公用电极19。在透射显示区域T中，形成贯穿第二层间绝缘膜13和第一层间绝缘膜12的像素接触孔45，由于在这个像素接触孔45内部分地掩埋像素电极9的接触部9b，因此使像素电极9和TFT 30的漏电极32电连接。
另一方面，在对置基板20的内面侧(液晶层50一侧)设置滤色器22。滤色器22优选构成为在点区域内划分色度不同的两种区域。举个具体例子，采用以下结构：对应于透射显示区域T的平面区域而设置第一色料区域，对应于反射显示区域R的平面区域而设置第二色料区域，并且第一色料区域的色度比第二色料区域的色度大。由于如此的构成，可以防止在显示光仅仅一次透过滤色器22的透射显示区域T和两次透过的反射显示区域R之间显示光的色度不同，并且使反射显示和透射显示的外观一致，因此能够提高显示质量。
此外，优选在滤色器22上进一步层叠由透明树脂材料等构成的平坦化膜。由此可以使对置基板20的表面平坦化和使液晶层50的厚度均匀化，并且可以防止由于在点区域内驱动电压不均匀而造成对比度低下。
(显示操作)
下面介绍本实施方式的液晶显示装置100的显示操作。
首先，说明透射显示(透射模式)。在透射模式中，从设置在TFT阵列基板的外侧的背光源(图中未示出)照射的光透过偏光板14和相位差板16后，以变换成圆偏振光的状态入射到液晶层50中。
上述的蓝相由于在不施加电压时呈现光学上各向同性，因此入射到液晶层50的光保持不受双折射影响的圆偏振光。此外，透过相位差板17的入射光变换成与偏光板24的透射轴垂直的直线偏振光。由于这种直线偏振光不能透过偏光板24，因此在本实施方式的液晶装置100中，在不施加电压时进行黑色显示(正常黑色显示)。
另一方面，在电极9、19之间施加电压时，液晶层50呈现双折射，从背光源入射到液晶层50的圆偏振光在透过液晶层50的过程中被变换成椭圆偏振光。即使该入射光透过相位差板24，也不被变换成与偏光板24的透射轴垂直的直线偏振光，其全部或一部分透过偏光板24。因此，在施加电压时进行白色显示。
下面说明反射显示(反射模式)。从对置基板20的外侧入射的外部光由于透过偏光板24和相位差板17而转换成圆偏振光，并入射到液晶层50中，因为蓝相在不施加电压时呈现光学上各向同性，因此液晶层50不呈现双折射。因此，入射光保持圆偏振光并原样经过液晶层50，然后到达反射层29。因此通过反射层29反射的圆偏振光返回液晶层50，再次入射到相位差板17中。此时，由反射层29反射的圆偏振光在反射时其旋转方向反转，透过相位差板17时，转换成与偏光板24的透射轴垂直的直线偏振光。由于这种直线偏振光不能透过偏光板24，因此在液晶装置100的反射模式中，在不施加电压时进行黑色显示(正常黑色显示)。
另一方面，在电极9、19之间施加电压时，液晶层50呈现双折射，入射光透过液晶层50时给其施加预定相位差(λ/4)，并达到反射层29。此外，在由反射层29反射之后，在透过液晶层50时再次给其施加预定的相位差(λ/4)，并入射到相位差板17。此时，反射光由于透过相位差板17，因此转换成与偏光板24的透射轴平行的直线偏振光。因而反射光透过偏光板24并可视，使子像素区域成为明亮显示。
因此，根据本实施方式的液晶装置100在不施加电压时在反射显示区域R和透射显示区域T的任何一个中也进行黑色显示，在施加电压时进行白色显示。
在本实施方式的液晶装置100中，由于将透射显示区域T中的带状电极9c、19c之间的间隔dt设定为反射显示区域R中的间隔dr的1.4倍，因此在使用两次透过液晶层50的光作为显示光的反射显示和使用仅仅一次透过液晶层50的光作为显示光的透射显示中，其延迟大致相同，因此使反射显示区域R的电光学特性和透射显示区域T的电光学特性一致，可以获得反射显示和透射显示双方都良好的显示，因而在整个子像素区域9’内，可以获得高亮度和高对比度的显示。
图4是表示本发明者进行的测量结果，显示根据本实施方式的液晶装置100中的反射显示区域R和透射显示区域T的V-T特性。在该图中，横轴表示施加于带状电极9c、19c之间的电压(V)，在该图中，纵轴表示反射显示区域R和透射显示区域T各自的透射率。
根据本实施方式的液晶装置100，由于透射显示区域T中的带状电极9c、19c的电极间隔dt设定为反射显示区域R中的电极间隔dr的1/倍，因此透射显示区域T的电场强度是反射显示区域R的电场强度的2倍。
如图4所示，液晶装置100不采用多隙结构，可以在反射显示区域R和透射显示区域T中获得大致相同的透射率。因此，在整个子像素区域中，可以获得高亮度和高对比度的显示。
(第二实施方式)
下面参照图5和6介绍根据本发明的液晶装置的第二实施方式。
图5是表示本实施方式的液晶装置200的任意子像素区域的平面结构图，图6是沿着图5中的A-A’线和B-B’线截取的部分剖面结构图。
而且，本实施方式的液晶装置200的基本结构与在先的第一实施方式相同，与上述第一实施方式所不同的是，像素电极和公用电极的形状不同。图5分别是与第一实施方式的图2相应的图，图6分别是与第一实施方式的图3相应的图。因此在本实施方式中所参照的各图中，与从图1到图3所示的第一实施方式的液晶装置100通用的结构要素用相同的符号表示，并且下面省略了关于这些通用结构要素的说明。
根据本实施方式的液晶装置200，在数据线6a和扫描线3a所包围的平面视图大致为矩形的区域中，形成沿着Y轴方向延伸的平面图大致为梳齿状的像素电极(第一电极)39以及与这个像素电极39啮合的平面图大致为梳齿状的沿着Y轴方向延伸的公用电极(第二电极)49。
像素电极39构成为包括沿着数据线6a延伸的基端部39a、与该基端部39a连接且沿着扫描线3a方向延伸的多个带状电极(第一枝状电极)39c、以及从所述基端部39a伸出并呈大致L字形状的接触部39b。此外，像素电极39是通过对ITO(氧化铟锡)等的透明导电材料进行构图形成的电极部件。
与像素电极相同，公用电极49也构成为包括沿着数据线6a延伸的基端部49a、以及与该基端部49a连接且沿着扫描线3a方向延伸的多个带状电极(第二枝状电极)49c。而且，所述基端部49a是与沿着扫描线3a形成的公用电极线7一体形成的。
如图5所示，反射显示区域R中的带状电极39c、49c的电极宽度设定为比透射显示区域T中的带状电极39c、49c的电极宽度大。尽管一般在横向电场方式中不产生电场的电极的上方对显示没有贡献，但因采用上述结构，可以抑制透射显示区域T中的开口率的低下。
此外，反射显示区域R中配置的带状电极39c、49c在Y轴方向的间隔dr比透射显示区域T中配置的带状电极9d、19d在X轴方向的间隔dt大，具体地说，与上述实施方式相同，透射显示区域T设定为是反射显示区域R的大约1.4倍(参照图6)。
然后，如果观察图6所示的剖面结构，互相对置设置的TFT阵列基板10和对置基板20之间夹持蓝相的液晶层50，在TFT阵列基板10的外面侧(与液晶层50相反的一侧)上依次层叠相位差板16和偏光板14，并在对向基板20的外面侧上依次层叠配置相位差板17和偏光板24。
即使在本实施方式的液晶装置200中，在使用两次透过液晶层50的光作为显示光的反射显示区域R与使用仅仅一次透过液晶层50的光作为显示光的透射显示区域T中，其延迟也大致相同。因此可以在反射显示区域R和透射显示区域T中获得大致相同的透射率，因此在整个子像素区域的区域内，可以获得高亮度和高对比度的显示。
(电子设备)
图7是在显示部分中包括根据本发明的液晶装置的电子设备的一个例子的便携式电话的斜视结构图，这种便携式电话1300构成为包括作为小尺寸显示部分1301的本发明的液晶装置，还包括多个操作按键1302、受话端口1303和发话端口1304。
上述实施方式的液晶装置不限于便携式电话，还可以适用于包括电子书、个人计算机、数字静态照相机、液晶电视、取景型或监视器直视型的(磁带)录像机、车辆导航装置、寻呼机、电子笔记本、台式电子计算机、工作站、电视电话、POS终端、包括触摸屏的设备等的图像显示装置，不论在哪一种电子设备中，都可以实现高亮度、高对比度、宽视角的透射显示和反射显示，并且可以获得高的可靠性。

Claims (9)

1.一种液晶装置，包括具有液晶的液晶层以及夹持该液晶层的一对基板，所述液晶在不施加电场时表现为光学上各向同性且在施加电场时表现为与电场强度的二次方成比例的光学各向异性，其特征在于，还包括：
子像素区域，设有进行反射显示的反射显示区域和进行透射显示的透射显示区域；和
第一电极和第二电极，在所述子像素区域中，设置在所述反射显示区域和所述透射显示区域的两区域中，
通过在所述第一电极和所述第二电极之间产生的电场来驱动所述液晶层，
在所述透射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔要比在所述反射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔小。
2.根据权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，所述反射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔是所述透射显示区域中的所述第一电极和所述第二电极之间的间隔的大约1.4倍。
3.根据权利要求1或2所述的液晶装置，其特征在于，对于所述第一电极和所述第二电极中的至少一个，在所述透射显示区域中的电极宽度比在所述反射显示区域中的电极宽度小。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶装置，其特征在于，所述第一电极具有在所述透射显示区域中的多个第一枝状电极，所述第二电极具有在所述透射显示区域中的多个第二枝状电极。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶装置，其特征在于，对于所述第一电极和所述第二电极中的至少一个，其一端侧有多个分支，该分支的电极设置在所述透射显示区域中。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的液晶装置，其特征在于，所述第一电极具有在所述透射显示区域和所述反射显示区域中的多个第一枝状电极，
所述第二电极具有在所述透射显示区域和所述反射显示区域中的多个第二枝状电极。
7.根据权利要求6所述的液晶装置，其特征在于，设置在所述透射显示区域中的所述第一枝状电极的电极宽度比设置在所述反射显示区域中的所述第一枝状电极的电极宽度小。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的液晶装置，其特征在于，在所述第一基板和所述第二基板的与所述液晶层相反侧的一面上分别设置圆偏光板。
9.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1～8中任一项所述的液晶装置。
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