JP2003043473A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射モード、透過モードを備える半透過反射
型の液晶表示装置において、透過モード時に外光が入射
してもコントラスト低下の起こらない、視認性に優れる
半透過反射型の液晶表示装置及びこれを備えた電子機器
を提供する。 【解決手段】 本発明に係る液晶表示装置１は、互いに
対向する上基板３と下基板２との間に液晶４が挟持さ
れ、該液晶４の上下に上偏光板１３と、下反射偏光板２
２とを備えた液晶パネルと、前記液晶パネルの外面側に
設けられた照明装置５とを備え、前記下反射偏光板２２
が、前記下基板２の外面側に設けられた反射偏光層２０
と、該反射偏光層２０の外面側に積層された吸収偏光層
（偏光板）２１とを備え、前記反射偏光層２０に開口部
１０が設けられて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
び電子機器に係り、特に透過モード時にも十分な明るさ
の表示が可能な半透過反射型の液晶表示装置の構成に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型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
の携帯電子機器や装置の付属的な表示部等に多用されて
いる。ところが、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ことが難し
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態の液
晶表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装
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、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が行うことが出
来るようにしたものである。以下、本明細書ではこの種
の液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」
という。

【０００３】この半透過反射型液晶表示装置の一形態と
して、図８に示す構成の液晶表示装置が提案されてい
る。図８に示す液晶表示装置２００は、一対の透明基板
２０１，２０２間に液晶２０３が挟持されており、下基
板２０１上にＩＴＯ等の透明導電膜からなるストライプ
状の走査電極２０８が形成され、走査電極２０８を覆う
ように配向膜２０７が形成されている。一方、上基板２
０２上には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる信号電極２
１２が走査電極２０８と直交する方向にストライプ状に
形成されており、この信号電極２１２を覆うように配向
膜２１３が形成されている。

【０００４】上基板２０２の外側には上基板２０２側か
ら順に位相差板２１９、上偏光板２１４が配置されてい
る。また、下基板２０１側から、反射偏光層２０４、バ
ックライト２１７がこの順に配置されている。下基板２
０１の外面側の反射偏光層２０４は、アルミニウムなど
の金属膜に、幅５０ｎｍ程度の微細な開口部をスリット
状に１５０ｎｍ〜４００ｎｍピッチで形成したものであ
る。この反射偏光層２０４に入射した光は、スリット状
の開口部に平行な偏光が反射され、前記開口部に垂直な
偏光は透過するようになっている。

【０００５】ここで、上記構成の液晶表示装置２００の
動作原理を図面を参照して以下に説明する。図９は、図
８に示す液晶表示装置２００の動作を説明するための説
明図であり、説明に必要な構成要素のみを示している。
すなわち、液晶２０３と、その上下に配された上偏光板
２１４、下基板２０１、反射偏光層２０４、及び下基板
２０１の外側に配されたバックライト２１７のみが図示
されている。また、図９（ａ）、図９（ｂ）はそれぞれ
透過モード、反射モードでの動作を示している。

【０００６】まず、図９（ａ）に示す透過モードについ
て説明する。液晶表示装置２００において、バックライ
ト（照明装置）２１７から出射された光は、そのまま反
射偏光層２０４に到達する。この反射偏光層２０４は、
紙面に垂直な透過軸と、紙面に平行な反射軸を有するの
で、反射偏光層２０４に到達した光の一部は、紙面に垂
直な偏光に変換されて下基板２０１を透過して液晶２０
３に入射する。そして、液晶２０３がオン状態であれ
ば、液晶２０３による作用をほとんど受けずに上偏光板
２１４に到達し、紙面に垂直な透過軸を有するこの上偏
光板２１４を透過する。このようにして画素が明表示さ
れる。一方、液晶２０３がオフ状態であれば、液晶２０
３に入射した光は液晶２０３の旋光作用により紙面に平
行な偏光へ変換されて上偏光板５４に到達し、紙面に垂
直な透過軸を有する上偏光板５４に吸収される。このよ
うにして、画素が暗表示されるようになっている。

【０００７】次に、図４（ｂ）に示す反射モードについ
て説明する。図４（ｂ）に示すように、上偏光板２１４
の上方から入射した光は、紙面に垂直な透過軸を有する
上偏光板２１４により紙面に垂直な偏光へ変換されて液
晶２０３に入射する。そして、液晶２０３がオン状態で
あれば、この入射した光は基板２０１を透過して反射偏
光層２０４に到達し、紙面に垂直な透過軸を有する反射
偏光層２０４を透過した後、バックライト２１７側へ出
射される。このようにして、画素が暗表示されるように
なっている。一方、液晶２０３がオフ状態であれば、液
晶２０３に入射した光は液晶２０３の旋光作用により紙
面に平行な偏光へ変換され、反射偏光層２０４へ到達す
る。ここで、反射偏光層２０４は紙面に平行な反射軸を
有するので、この光は反射され、再び液晶２０３へ入射
する。そして、液晶２０３の旋光作用により紙面に垂直
な偏光に変換されて、上偏光板２１４を透過する。この
ようにして画素が明表示されるようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記構成の液晶表示装
置によれば、外光またはバックライト２１７の光を表示
に利用するにあたり、反射偏光子を用いるため、この変
換に伴う光の損失がなく、比較的明るい表示が可能であ
る。

【０００９】しかしながら、上記の構成の液晶表示装置
２００は、透過モードで使用する際に、液晶表示装置２
００に外光が入射すると、液晶表示装置２００のコント
ラストが著しく低下し、この外光の強度によっては表示
が視認できなくなる場合があった。これは、透過モード
時と反射モード時において、明表示、暗表示に対応する
液晶２０３のオン／オフ状態が異なっていることによる
ものである。つまり、画素を暗表示させる場合におい
て、透過モードでは液晶はオフ状態となっているが、反
射モードでは液晶はオン状態となっている。このため
に、例えば透過モードで使用している状態において、液
晶表示装置２００に外光が入射すると、暗表示の画素
（液晶に電圧が印加されていない画素）に入射した外光
が反射偏光層２０４の上面で反射され、液晶２０３、上
基板２０２を透過して液晶表示装置２００の上方に出射
される。このために暗表示されるべき画素が明表示とな
り、結果としてコントラストが低下し、場合によっては
表示を視認できなくなる。

【００１０】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、反射モード、透過モードを備える半
透過反射型の液晶表示装置において、透過モード時に外
光が入射してもコントラスト低下の起こらない、視認性
に優れる半透過反射型の液晶表示装置を提供することを
第１の目的とする。また本発明は、液晶パネルと組み合
わせて用いることで、視認性に優れた液晶表示装置を構
成することができる半透過反射板を提供することを第２
の目的とする。また、本発明は上記の視認性に優れた半
透過反射型の液晶表示装置を備えた電子機器を提供する
ことを第３の目的とする。

【００１１】

【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、互いに対向する上基板
と下基板との間に液晶が挟持され、該液晶の上下に上偏
光板と、下反射偏光板とを備えた液晶パネルと、前記液
晶パネルの外面側に設けられた照明装置とを備え、透過
モードと反射モードの切替により表示を行う半透過反射
型の液晶表示装置であって、前記下反射偏光板が、前記
下基板の外面側に設けられた反射偏光層と、該反射偏光
層の外面側に積層された吸収偏光層とを備え、前記反射
偏光層に開口部が設けられたことを特徴とする。

【００１２】本発明の係る構成によれば、図８に示す液
晶表示装置２００の問題点を解決し、透過モード時に外
光が入射してもコントラストが低下しないようにするこ
とができる。この効果について、図３を参照して以下に
詳細に説明する。

【００１３】図３は、本発明の液晶表示装置の動作原理
を説明するための説明図であり、図３（ａ）は透過モー
ド、図３（ｂ）は反射モードの光の経路を示している。
これらの図には、本発明の液晶表示装置の構成要素のう
ち、説明に必要な構成要素のみを示しており、液晶５３
を挟んで上下に上偏光板５４と下反射偏光板５０が設け
られ、この下反射偏光板５０は、液晶表示装置の下基板
の外面側に配設され、下基板側から順に反射偏光層５１
と、吸収偏光層５５とを積層した構成とされている。吸
収偏光層５５の外側（図示下面側）には、照明装置５８
が設けられ、この照明装置５８の外面側に反射板５９が
設けられている。

【００１４】前記上偏光板５４は紙面に垂直な方向の透
過軸を有しており、下反射偏光板５０の吸収偏光層５５
は、紙面に平行な透過軸と、この透過軸と直交する吸収
軸を有している。また、上記反射偏光層５１は、紙面に
垂直な方向の透過軸と、この透過軸と直交する反射軸を
有しており、照明装置５８から出射された光を透過させ
るための開口部５１ａが部分的に設けられている。尚、
反射偏光層５１は、入射した光のうち、自身の透過軸に
平行な成分を透過させ、反射軸に平行な成分を反射させ
る機能を備えた層であり、吸収偏光層５５は入射した光
のうち、自身の透過軸に平行な成分を透過させ、吸収軸
に平行な成分を吸収する機能を備えた層である。

【００１５】以下、図３（ａ）に示す透過モードで表示
を行う場合について説明する。まず、表示に利用される
光である開口部５１ａを通過する光に着目すると、照明
装置５８から出射された光は、吸収偏光層５５により紙
面に平行な偏光に変換されて吸収偏光層５５を透過し、
開口部５１ａを通過して液晶５３に入射する。この時、
液晶５３に電圧が印加された状態（オン状態）であれ
ば、前記液晶５３に入射した光は液晶５３による作用を
ほとんど受けずに上偏光板５４に到達し、紙面に垂直な
透過軸を有する上偏光板５４に吸収され、画素が暗表示
されるようになっている。一方、液晶５３に電圧が印加
されない状態（オフ状態）であれば、前記液晶５３に入
射した光は、液晶５３の旋光作用により紙面に垂直な偏
光へと変換され、上偏光板５４に到達する。そして、上
偏光板５４の透過軸と平行な偏光であるこの光は、上偏
光板５４を透過し、画素が明表示されるようになってい
る。

【００１６】ここで、吸収偏光層５５を透過した光のう
ち、開口部５１ａを通過せず、反射偏光層５１の裏面側
（吸収偏光層５５側）で反射された光に着目すると、こ
の光は、図３（ａ）に示すように、反射偏光層５１で反
射されて照明装置５８側へ向かう光となり、吸収偏光層
５５を透過して照明装置５８へと戻り、照明装置５８外
面側の反射板５９により反射され、再び吸収偏光層５５
へ向かう光として再利用される。そして、この光が反射
偏光層５１と反射板５９との間で反射を繰り返すうちに
開口部５１ａを通過して、表示に寄与する光として利用
される。従って、本発明の液晶表示装置によれば、照明
装置５８から出射された光の利用率を高めることがで
き、明るい表示を得ることができる。

【００１７】次に、図３（ｂ）に示す反射モードで表示
を行う場合について説明する。図３（ｂ）に示すよう
に、上偏光板５４の上方から入射した光は、まず、紙面
に垂直な透過軸を有する上偏光板５４により紙面に垂直
な偏光に変換されて液晶５３に入射する。次いで、液晶
がオン状態であれば、この入射光は液晶５３による作用
をほとんど受けずに反射偏光層５１に到達する。そして
反射偏光層５１は、紙面に垂直な透過軸と、紙面に平行
な反射軸を有する層であるので、この反射偏光層５１に
到達した光は反射偏光層５１を透過された後、紙面に垂
直な吸収軸を有する吸収偏光層５５により吸収される。
このようにして画素が暗表示される。

【００１８】一方、液晶５３がオフ状態であれば、液晶
５３に入射した光は、液晶５３の旋光作用により紙面に
平行な偏光へ変換され、反射偏光層５１へ到達する。そ
して、紙面に平行な反射軸を有する反射偏光層５１によ
り反射され、液晶５３の旋光作用により再び紙面に垂直
な偏光へ変換されて上偏光板５４を透過する。このよう
にして、画素が明表示される。

【００１９】このように、本発明の液晶表示装置におい
ては、直線偏光から円偏光、または円偏光から直線偏光
への変換が生じないので、これらの変換に伴う光の損失
がなく、明るい表示を得ることができ、特に透過モード
時の明るさを大幅に向上させることができる。

【００２０】また、本発明の液晶表示装置においては、
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、透過モードの明表示
と、反射モードの明表示の状態では、いずれも液晶５３
はオフ状態とされており、逆に暗表示では両モードとも
液晶５３はオン状態とされている。従って、透過モード
で使用している場合に、外光が入射しても、暗表示の画
素では液晶５３がオン状態とされているので、図３
（ｂ）に示すように、液晶５３に入射した外光は下基板
５０の外面側の下偏光層５５に吸収され、上偏光板５４
側へ戻らないようになっている。従って、図８に示す従
来の液晶表示装置２００のようなコントラストの低下が
起こらず、良好な視認性を得ることができる。

【００２１】さらに、本発明の液晶表示装置において
は、図３に示すように反射偏光層５１の外面側に吸収偏
光層５５が設けられていることにより、図８に示す液晶
表示装置２００よりもコントラストを高めることができ
る。これは、図９（ｂ）の説明図に示す液晶表示装置２
００では、外光は上偏光板２１４、液晶２０３、反射偏
光層２０３を透過した後、バックライト２１７側へ出射
されるようになっているのに対して、本発明の液晶表示
装置では、暗表示の画素に入射した外光は、上偏光板５
４、液晶５３、反射偏光層５１を透過した後、吸収偏光
層５５により吸収されるためである。つまり、図９
（ｂ）に示す液晶表示装置２００では、バックライト２
１７側へ出射された光が、バックライト２１７の外面側
に設けられた反射板（図示せず）により反射されて液晶
２０３側へ向かう光となる場合があり、これにより暗表
示が明るくなってコントラストが低下する場合がある
が、本発明の液晶表示装置では、吸収偏光層５５により
吸収されて液晶５３側へ再び戻ることはないからであ
る。

【００２２】このように、本発明の液晶表示装置によれ
ば、明暗表示に対応する液晶のオン／オフ状態が、透過
モードと反射モードで同じくされているので、透過モー
ド時に外光が入射した場合も、コントラストの低下が起
こらず、鮮明な表示が得られる。さらに、反射モードの
暗表示において、液晶を透過した光を下偏光層で吸収す
る構造としたことにより、暗表示をより暗くすることが
できるので、反射モード時のコントラストも向上させる
ことができる。

【００２３】次に、本発明の液晶表示装置においては、
前記反射偏光層の透過軸と、前記吸収偏光層の透過軸と
が、ほぼ直交することが好ましい。このような構成とす
ることにより、反射モードの暗表示を行う場合に、下反
射偏光層を透過した光のほぼ全てを、下偏光層に吸収さ
せることができるので、暗表示をより暗くし、コントラ
ストを向上させることができる。

【００２４】また、上記反射偏光層の透過軸と、前記吸
収偏光層の透過軸との成す角度は、６０度以上１２０度
以下とされていてもよい。図３（ｂ）に示す反射モード
において、暗表示を行う場合には、液晶表示装置に入射
した外光は、最終的に吸収偏光層５５に吸収されるよう
になっているが、反射偏光層５１を透過した光のうち、
吸収偏光層５５の透過軸に平行な成分は、この吸収偏光
層５５を透過し、照明装置５８側へ出射される。この光
が反射板５９で反射されて液晶５３側へ戻ると、暗表示
が明るくなりコントラストが低下する。従って、前記吸
収偏光層５５の透過軸と反射偏光層５１の透過軸とが成
す角度は、上述のように９０°（両者が直交）であるこ
とが最も望ましいのは勿論であるが、両者の透過軸が成
す角度が±３０°以内であれば、実用的に用いることが
できる。両者の透過軸が成す角度が前記範囲を越える
と、吸収偏光層５５を透過する光量が多くなり、液晶表
示装置のコントラストが低下する。

【００２５】次に、本発明の液晶表示装置においては、
前記下反射偏光板の外面側に、反射偏光素子を設けた構
成とすることができる。このような構成とすることによ
り、照明装置から出射された光を、より効率よく表示に
利用することができ、透過モード時の表示をより明るく
することができる。この構成について、図４を参照して
以下に詳細に説明する。

【００２６】図４は、上記の構成を採用した本発明に係
る液晶表示装置の要部を示す説明図である。この図に示
す液晶表示装置が、図３に示す液晶表示装置と異なる点
は、下基板の外面側に反射偏光板が設けられている点の
みである。従って、以下では、図４に示す反射偏光素子
５７の作用についてのみ詳細に説明する。また、図４に
示す構成要素のうち、図３に示す構成要素と同一のもの
には、同一の符号を付してその説明は省略する。

【００２７】図４に示す反射偏光素子５７は、紙面に平
行な透過軸と、紙面に垂直な反射軸を有する反射偏光板
である。この液晶表示装置における表示原理は、図３
（ａ）に示す液晶表示装置の透過モードとほぼ同様であ
り、照明装置５８から出射された光は、紙面に平行な透
過軸を有する反射偏光素子５７により、紙面に平行な偏
光成分のみが透過され、吸収偏光層５５を透過する。そ
して、反射偏光層５１の開口部５１ａを通過して液晶５
３に入射する。ここで、液晶５３がオン状態であれば、
入射した光はそのまま上偏光板５４に到達し、紙面と垂
直な透過軸を有する上偏光板５４に吸収され、画素が暗
表示されるようになっている。あるいは液晶５３がオフ
状態であれば、入射した光は液晶５３の旋光作用により
紙面に垂直な偏光へと変換され、上偏光板５４を透過す
る。このようにして画素が明表示されるようになってい
る。

【００２８】図４に示す液晶表示装置では、反射偏光素
子５７が設けられていることにより、図３に示す液晶表
示装置よりもさらに明るい表示を得ることができる。こ
れは、図３に示す液晶表示装置では、照明装置５８から
出射された光の約半分が、吸収偏光層５５により吸収さ
れるのに対し、図４に示す構成の液晶表示装置では、吸
収偏光層５５による光の吸収が起こらないためである。

【００２９】つまり、反射偏光素子５７が設けられてい
ることにより、照明装置５８から出射された光のうち、
反射偏光素子５７の透過軸（紙面に平行）に平行な成分
以外は反射偏光素子５７により反射されて照明装置５８
へ戻る。その後、照明装置５８の外面側に設けられた反
射板５９より反射されるので、前記反射偏光素子５７と
反射板５９との間で反射するようになる。この反射を繰
り返すうち、光の偏光状態が変化し、一部は反射偏光素
子５７を透過するようになる。そして、この反射偏光素
子５７を透過した光が、前記開口部５１ａを通過すれ
ば、表示に寄与する光となる。また、反射偏光素子５７
を透過した光のうち、開口部５１ａを通過せず、反射偏
光層５１の裏面側で反射された光も、反射偏光層５１と
反射板５９の間で反射を繰り返すので、反射を繰り返す
うちに開口部５１ａに入射し、表示に寄与させることが
できる。以上から、開口部５１ａに入射する光量を増加
させることができ、透過モードにおける表示の明るさを
向上させることができる。

【００３０】また、上記反射偏光素子の透過軸と、前記
吸収偏光層の透過軸とは、ほぼ平行とされることが好ま
しい。このような構成とすることで、図４に示す反射偏
光素子５７を透過した光の偏光方向を、吸収偏光層の透
過軸とほぼ平行とすることができるので、吸収偏光層５
５により吸収される光量を低減して光の利用効率を向上
させ、明るい表示を得ることができる。

【００３１】あるいは、前記反射偏光素子の透過軸と、
前記吸収偏光層の透過軸との成す角度は、±３０度以下
とされていてもよい。上述のように、図４に示す液晶表
示装置では、反射偏光素子５７を透過した光のうち、吸
収偏光層５５の透過軸に平行な成分以外は、吸収偏光層
５５に吸収されるので、前記吸収偏光層５５の透過軸と
反射偏光板の透過軸とが成す角度は、０°（両者が平
行）であることが最も望ましいのは勿論であるが、両者
の透過軸が成す角度が±３０°以内であれば、実用的に
用いることができる。両者の透過軸が成す角度が前記範
囲を越えると、吸収偏光層５５により吸収される光量が
多くなり、上記の表示を明るくする効果が得られなくな
る。

【００３２】次に、本発明の液晶表示装置においては、
前記反射偏光層が、プリズム形状を成す誘電体干渉膜を
積層した構造とされた構成とすることができる。

【００３３】本発明の液晶表示装置に係る反射偏光層に
ついて、図５を参照して以下に説明する。図５は、上記
プリズム形状を成す誘電体干渉膜を積層して構成された
反射偏光層の一例を示す斜視図である。図５に示す反射
偏光層は、表面に周期的な溝を形成した基板６０上に、
Ｓｉからなる層６１とＳｉＯ₂からなる層６２、もしく
はＳｉＯ₂等からなる層６１と、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅等か
らなる層６２を交互に複数積層して形成された、いわゆ
る３次元フォトニック結晶層である。このように、プリ
ズム形状を成す層が積層された構成のフォトニック結晶
は、光の伝搬特性に異方性を有しており、図示上面側か
ら光が入射された場合には、この入射光の基板６０の溝
に垂直な方向の成分はフォトニック結晶を透過され、前
記溝に平行な成分は反射されるようになっている。すな
わち、図５に示す反射偏光層を透過した光Ｅｔは、基板
６０の溝に垂直な偏光となり、反射された光Ｅｒは、前
記溝に平行な偏光となる。尚、前記層６１，６２の積層
ピッチＤは、０．５μｍ程度とされ、基板６０上に形成
された溝のピッチＰは、０．５μｍ程度とされる。

【００３４】上記構成の反射偏光層は、図３に示す液晶
表示装置に搭載した状態においては、透過軸が図３の紙
面に垂直となるよう配置される。つまり、図５に示す基
板６０の溝が、図５の紙面に平行となるように配置され
ており、この反射偏光層の一部に照明装置の光を透過さ
せるための開口部が設けられている。

【００３５】次に、本発明の液晶表示装置においては、
前記反射偏光層が、金属反射膜に微細なスリット状の開
口部を設けた構成とされていてもよい。この構成を図６
を参照して以下に詳細に説明する。図６は、金属反射膜
に複数の微細なスリットを設けた反射偏光層の一例を示
す斜視図である。図６に示す反射偏光層は、基板７０上
に形成されたアルミニウムや銀などの高反射率の金属反
射膜７１に、複数のスリット７２を所定のピッチで形成
したものである。複数のスリット７２は、互いに平行と
され、スリット幅Ｐｓは各スリット７２でほぼ同一とさ
れている。各部の寸法は、特に限定されるものではない
が、この金属反射膜７１の膜厚ｄは、１００〜４００ｎ
ｍ程度とされ、スリット７２の幅Ｐｓは、３０ｎｍ〜３
００ｎｍとされ、１本の金属反射膜７１の幅Ｐｍは、３
０ｎｍ〜３００ｎｍとされる。このような構成の反射偏
光層は、上面側から光が入射されると、スリット７２の
長さ方向に平行な成分は反射され、スリット７２の長さ
方向に垂直な成分は透過されるようになっている。つま
り、図６に示す反射偏光層を透過した光Ｅｔは、スリッ
ト７２に垂直な偏光となり、この反射偏光層により反射
された光Ｅｒは、スリット７２に平行な偏光となる。

【００３６】上記構成の下反射偏光層は、図３に示す液
晶表示装置においては、透過軸が図３の紙面に垂直とな
るよう配置される。つまり、図６に示すスリット７２の
長さ方向が、図３の紙面に平行となるように配置されて
いる。また、この反射偏光層の一部に照明装置の光を透
過させるための開口部が設けられている。

【００３７】次に、本発明の半透過反射板は、反射偏光
層と、吸収偏光層とが粘着層を介して一体に形成され、
前記反射偏光板に、光を透過させるための開口部が設け
られたことを特徴とする。すなわち、本発明の半透過反
射板は、反射偏光層と吸収偏光層とを備えた外付け型の
反射板であり、例えば透過型の液晶パネルと組み合わせ
ることで、容易に半透過反射型の液晶表示装置を構成す
ることができる。そして、本発明の半透過反射板を用い
て構成された液晶表示装置においては、透過モードと反
射モードで明表示と暗表示に対応する液晶の電圧印加状
態を同じくすることができるので、上述のように透過モ
ード時のコントラスト低下の問題が無く、視認性に優れ
た液晶表示装置を構成することができる。

【００３８】本発明の半透過反射板においては、前記反
射偏光層が、プリズム形状を成す誘電体干渉膜を積層し
た構造とされた構成としてもよく、前記反射偏光層が、
金属反射膜に微細なスリット状の開口部を設けた構成と
されていてもよい。本発明の半透過反射板では、その反
射偏光層として上述の本発明の液晶表示と同じく、上記
構成の反射偏光層を用いることができる。

【００３９】次に、本発明の電子機器は、先に記載の本
発明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、透過モード時に格段に明るい表示が得られ
るとともに、透過モードでの使用時にも、外光の入射に
よるコントラスト低下の起こらない、視認性に優れる表
示部を備えた電子機器を実現することができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の第１の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本
実施形態の液晶表示装置の部分断面構造を示す図であ
る。本実施形態は、パッシブマトリクス方式の半透過反
射型カラー液晶表示装置の例である。尚、以下の図面に
おいては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚
や寸法の比率などは適宜異ならせてある。

【００４１】本実施形態の液晶表示装置は、図１に示す
ように、下基板２と上基板３とが対向配置され、この上
下基板２，３に挟まれた空間にＳＴＮ（Super Twisted
Nematic）液晶からなる液晶４が挟持されて概略構成さ
れた液晶パネル１と、この液晶パネル１の背面側（下基
板２の外面側）に配設されたバックライト（照明装置）
５とを備えた構成とされている。ガラスや樹脂などから
なる下基板２の内面側には、ＩＴＯ等の透明導電膜から
なるストライプ状の走査電極８が図示横方向に延在し、
この走査電極８を覆うようにポリイミド等からなる配向
膜９が積層されている。前記下基板２の外面側には、反
射偏光層２０と偏光板（吸収偏光層）２１とが積層され
た下反射偏光板２２が、反射偏光層２０と下基板２の外
面側とが対向するように配置されている。そして、この
反射偏光層２０の透過軸と、偏光板２１の透過軸は、ほ
ぼ直交となるように両者は積層されている。

【００４２】一方、ガラスや樹脂などからなる上基板３
の内面側には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるストライ
プ状の信号電極１４が紙面垂直方向（走査電極８と直交
する方向）に延在しており、この信号電極１４上にポリ
イミド等からなる配向膜１５が積層形成されている。従
って、上記走査電極８と信号電極１４とが平面的に交差
する部分が、液晶表示装置１の１画素とされている。ま
た、上基板３の外面側には、位相差板１７と、上偏光板
１３がこの順に上基板３上に積層されている。また、前
記バックライト５の下面側（液晶パネル１と反対側）に
は、反射板１８が設けられている。

【００４３】前記反射偏光層２０は、図７に示すよう
に、アルミニウムや銀などからなる金属膜に、幅３０〜
３００ｎｍの微細なスリット状の開口部を互いに平行に
複数形成した構成であり、このスリット状の開口部の方
向は、偏光板２１の透過軸と、ほぼ平行とされている。
すなわち、この反射偏光層２０の透過軸と、下偏光板２
１の透過軸とがほぼ直交するように配置されている。こ
のような配置とすることで、反射モード時に反射偏光層
２０を透過して偏光板２１に到達した光を、効率よく偏
光板２１に吸収させることができるので、反射モードの
暗表示をより暗くすることができ、液晶表示装置のコン
トラストを向上させることができる。また、反射偏光層
２０には、上述の画素に対応する位置にバックライト５
の光を透過させるための開口部１０が形成されている。

【００４４】上記基本構成を有する本実施形態の液晶表
示装置は、下基板２の外面側に、下反射偏光板２２が配
置されて構成されていることで、明暗表示に対応する液
晶４の電圧印加状態が、透過モードと反射モードで同じ
くされているので、透過モードで使用する際に、液晶表
示装置１に外光が入射しても、コントラストが低下する
ことが無く、鮮明な表示を得ることができる。

【００４５】（第２の実施形態）図２は、本発明の第２
の実施形態である液晶表示装置の部分断面構造を示す図
であり、この図に示す液晶表示装置が図１に示す液晶表
示装置と異なる点は、下反射偏光板２２の外面側に、反
射偏光板（反射偏光素子）２４が設けられている点のみ
であり、その他の構成は図１に示す液晶表示装置と共通
である。この反射偏光板２４は、下反射偏光板２２の偏
光板２１の透過軸と平行な透過軸と、この透過軸と直交
する反射軸を備えて構成されている。

【００４６】図２に示す液晶表示装置によれば、下反射
偏光板２２の外面側に設けられた反射偏光板２４によ
り、この反射偏光板２４の透過軸に平行な光のみと透過
させるようになっており、それ以外の光はバックライト
５側へ反射させるようになっているので、バックライト
５から出射された光が、下反射偏光板２２の偏光板２１
により吸収されることが無い。また、反射偏光板２４に
よりバックライト５側へ反射された光は、バックライト
５の反射板１８により反射され、反射偏光板２４と反射
板１８との間で反射を繰り返すようになり、この反射を
繰り返すうちに偏光状態が変化して、反射偏光板２４を
透過するようになる。従って、本実施形態の液晶表示装
置によれば、バックライト５の光の利用率を、上記第１
の実施形態の液晶表示装置よりも高めることができ、よ
り明るい透過表示を得ることができる。

【００４７】（電子機器）上記各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。

【００４８】図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜
視図である。この図において、符号１０００は携帯電話
本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用い
た液晶表示部を示している。

【００４９】図７（ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を
示した斜視図である。この図において、符号１１００は
時計本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を
用いた液晶表示部を示している。

【００５０】図７（ｃ）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７
（ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１
２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報
処理装置本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用
いた液晶表示部を示している。

【００５１】図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上
記実施の形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備え
ているので、透過モードで明るい表示が得られ、また透
過モードで表示させている際に外光が入射してもコント
ラスト低下の起こらない、視認性に優れた表示部を有す
る電子機器を実現することができる。

【００５２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
液晶表示装置は、透過モードと反射モードの切替により
表示を行う半透過反射型の液晶表示装置において、下基
板の外面側に下反射偏光板を設け、この下反射偏光板前
記下基板の外面側に設けられた反射偏光層と、該反射偏
光層の外面側に積層された吸収偏光層とを備え、前記反
射偏光層に開口部が設けられた構成としたことで、明暗
表示に対応する液晶の電圧印加状態を透過モードと反射
モードで同じくすることができ、これにより、透過モー
ド時に外光の入射によるコントラストの低下を防止し、
優れた視認性を得ることができる。

【００５３】次に、本発明に係る半透過反射板によれ
ば、透過型の液晶表示装置と組み合わせることで、極め
て容易に半透過反射型の液晶表示装置を構成することが
できる。また、この半透過反射板を備えた液晶表示装置
においても、透過モードと反射モード時の液晶の電圧印
加状態を同じくすることができるので、上記液晶表示装
置と同様の効果を得ることができる。

【００５４】次に、本発明の電子機器は、先に記載の本
発明の液晶表示装置を備えたことにより、視認性に優れ
た表示部を備えた電子機器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示
装置の部分断面図である。

【図２】 図２は、本発明の第２の実施形態の液晶表示
装置の部分断面図である。

【図３】 図３は、本発明の液晶表示装置の動作原理を
説明するための説明図であり、図３（ａ）は透過モー
ド、図３（ｂ）は反射モードの状態を示している。

【図４】 図４は、本発明の他の構成の動作原理を説明
するための説明図である。

【図５】 図５は、本発明の液晶表示装置の下反射偏光
層の一例を示す斜視図である。

【図６】 図６は、本発明の液晶表示装置の下反射偏光
層の一例を示す斜視図である。

【図７】 図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の電子機器の
一例を示す斜視図である。

【図８】 図８は、従来の構成の液晶表示装置の一例を
示す部分断面図である。

【図９】 図９は、図８に示す液晶表示装置の動作原理
を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 ２ 下基板 ３ 上基板 ４ 液晶 ５ バックライト（照明装置） １３ 上偏光板（上偏光層） ２０ 反射偏光層 ２１ 偏光板（吸収偏光層） ２２ 下反射偏光板 ２４ 反射偏光板（反射偏光素子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 5/08 Ｇ０２Ｂ 5/30 5/30 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｂ 1/10 Ｚ Ｆターム(参考） 2H042 AA02 AA04 AA09 AA26 DA02 DA04 DA08 DA09 DA22 DB00 DC08 DD04 DE04 2H049 BA02 BA43 BA45 BA46 BB03 BC01 BC09 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA15Z FA21Z FB08 FD04 FD06 FD08 LA13 LA16 LA17 2K009 BB06 CC03 CC42 DD01 EE00

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する上基板と下基板との間に
   液晶が挟持され、該液晶の上下に上偏光板と、下反射偏
   光板とを備えた液晶パネルと、前記液晶パネルの外面側
   に設けられた照明装置とを備え、透過モードと反射モー
   ドの切替により表示を行う半透過反射型の液晶表示装置
   であって、 前記下反射偏光板が、前記下基板の外面側に設けられた
   反射偏光層と、該反射偏光層の外面側に積層された吸収
   偏光層とを備え、前記反射偏光層に開口部が設けられた
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記反射偏光層の透過軸と、前記吸収偏
   光層の透過軸とが、ほぼ直交す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】 前記反射偏光層の透過軸と、前記吸収偏
   光層の透過軸との成す角度が、６０度以上１２０度以下
   とされた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】 前記下反射偏光板の外面側に、反射偏光
   素子を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１項に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記反射偏光素子の透過軸と、前記吸収
   偏光層の透過軸とが、ほぼ平行とされたことを特徴とす
   る請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記反射偏光素子の透過軸と、前記吸収
   偏光層の透過軸との成す角度が、±３０度以下とされた
   ことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記反射偏光層が、プリズム形状を成す
   誘電体干渉膜を積層した構造とされたことを特徴とする
   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。
8. 【請求項８】 前記反射偏光層が、金属反射膜に微細な
   スリット状の開口部を設けた構成とされたことを特徴と
   する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液晶表示
   装置。
9. 【請求項９】 反射偏光層と、吸収偏光層とが粘着層を
   介して一体に形成され、前記反射偏光層に、光を透過さ
   せるための開口部が設けられたことを特徴とする半透過
   反射板。
10. 【請求項１０】 前記反射偏光層が、プリズム形状を成
    す誘電体干渉膜を積層した構造とされたことを特徴とす
    る請求項９に記載の半透過反射板。
11. 【請求項１１】 前記反射偏光層が、金属反射膜に微細
    なスリット状の開口部を設けた構成とされたことを特徴
    とする請求項９に記載の半透過反射板。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし９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。