JP2003195287A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半透過反射型の液晶表示装置であって、反射
表示領域と透過表示領域との境界付近において、ディス
クリネーションの発生を抑制可能で、明るくコントラス
トの高い表示を得ることが可能な液晶表示装置を提供す
る。 【解決手段】 液晶表示装置１０は、一対の基板１，２
間に液晶層３が挟持されてなり、液晶層３における表示
に利用される領域が２種類の異なる液晶層厚を有する領
域を備え、その液晶層厚が異なる個々の領域が反射表示
領域Ｒ及び透過表示領域Ｔとされている。これら表示領
域Ｒ，Ｔのうち反射表示領域Ｒにおいて、入射光を反射
させることが可能な反射層１６と、液晶層の層厚を小さ
くするための液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂとが形
成されており、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂは、
各表示領域Ｒ，Ｔの境界付近において、自身の層厚を連
続的に変化させるべく傾斜面を備えた傾斜領域を含んで
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、反射表
示と透過表示の境界付近におけるディスクリネーション
の発生を抑制し、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】反射型と透過型の表示方式を兼ね備えた
半透過反射型液晶表示装置は、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表示に供される。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】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ｄ₁、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Δｎｄ₁とすると、反射表示を行う部分の液晶
のリタデーションΔｎｄ₁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×Δｎｄ₁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Δｎ
ｄ₁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×Δｎｄ₁となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように反射表示領
域と透過表示領域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
を得ることができない場合があった。

【０００６】そこで、反射表示領域において下基板の上
側にアクリル樹脂を形成し、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、液晶層の層厚を制御するため
のアクリル樹脂層は、反射表示領域と透過表示領域とに
おいて自身の層厚が異なる構成とされているため、各領
域の境界付近において段差が生じ、したがって液晶層に
も各領域の境界付近で段差が生じていた。このように液
晶層に段差が生じると、その段差部において液晶配向が
乱れ、ディスクリネーションが発生する惧れがあり、ひ
いてはコントラスト低下等の表示不良の一因となる惧れ
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、反射表示領域と透過表示領域との境界付近におい
て、ディスクリネーションの発生を抑制可能な構成であ
って、明るくコントラストの高い表示を得ることが可能
な液晶表示装置と、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】上記課題を解決するため
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、反射表示に利用
される反射表示領域と、透過表示に利用される透過表示
領域とを含み、一対の基板のうちの少なくとも一方の基
板と液晶層との間には、反射表示領域における液晶層の
層厚と透過表示領域における液晶層の層厚とを異ならせ
る絶縁層が、少なくとも反射表示領域に形成され、この
絶縁層が、反射表示領域と透過表示領域との境界付近に
おいて、自身の層厚が連続的に変化するべく傾斜面を備
えた傾斜領域を含むことを特徴とする。

【０００９】この場合、絶縁層が少なくとも反射表示領
域に形成されて、反射表示領域における液晶層層厚を透
過表示領域における液晶層層厚よりも小さくしているた
め（反射側液晶層薄層化手段として機能している）、反
射表示と透過表示とにおいて表示に寄与する光が通過す
る液晶層の層厚が異なる場合においても、そのリタデー
ションの差を小さく若しくはゼロとすることが可能とな
る。さらに、絶縁層を、反射表示領域と透過表示領域と
の境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべ
く傾斜面を備えた傾斜領域を含む構成としたため、反射
表示領域と透過表示領域との境界付近において絶縁層の
段差が生じず、したがって境界付近における液晶層の段
差が生じ難い構成となり、液晶配向の乱れ等が生じ難
く、ディスクリネーションの発生が抑制される。

【００１０】なお、絶縁層は、例えばアクリル樹脂等の
透光性絶縁材料を主体として構成することが可能で、液
晶層は、絶縁層の傾斜面が形成された面側に配設され、
この液晶層の層厚が、傾斜面に沿って反射表示領域と透
過表示領域との境界付近において連続的に変化している
ものとすることができる。また、反射表示領域には、入
射した光を反射することが可能な反射層が形成されてい
るものとすることができ、例えば太陽光、照明光等の外
光が入射する側と異なる側の基板（内部側基板）と液晶
層との間に反射層が形成されているものとすることがで
きる。この場合、外光は、液晶層を通過した後に反射層
にて反射され、再び液晶層を通過して計２回液晶層を通
過して表示に供される一方、内部側基板から入射される
光源光（バックライト）は、液晶層を１回通過して表示
に供されるため、本発明の構成を採用して、例えば、絶
縁層にて反射表示領域における液晶層層厚を透過表示領
域における液晶層層厚の概ね半分とすることで、各領域
におけるリタデーションの値を略等しいものとすること
が可能となる。

【００１１】また、絶縁層は、反射表示領域に位置し自
身の層厚が略均一で且つ液晶層側の表面が平坦面とされ
た反射側平坦領域を備え、この反射側平坦領域に隣接し
て上記傾斜領域が形成されているものとすることができ
る。この場合、反射側平坦領域においては安定した液晶
配向が得られるとともに、隣接する傾斜領域においては
上述した通り、絶縁層の段差が生じず、したがって境界
付近における液晶層の段差が生じ難い構成となり、液晶
配向の乱れ等が生じ難くなる。なお、透過表示領域にお
いても、液晶層に接する面を平坦面とすることで、ディ
スクリネーションの発生等が生じ難い、均一な液晶配向
を実現することが可能となる。

【００１２】上記傾斜面が平面状ないし曲面状に形成さ
れるとともに、反射側平坦領域の層厚をｄとした場合、
傾斜領域の層厚がｄ／２となる位置における傾斜面の接
線と、平坦面とのなす角度αを、１０°〜５０°とする
ことができる。この場合、良好な表示が得られるように
なり、例えば、角度αが５０°を超えると、反射表示領
域と透過表示領域との境界付近において、すなわち傾斜
領域においてディスクリネーションが発生する場合があ
り、これにより表示の明るさが低下する場合がある。一
方、角度αが１０°未満の場合、液晶配向の欠陥は生じ
難いものの、平坦な領域が減り、反射表示領域及び透過
表示領域の液晶層層厚が所望の厚さと異なる領域が増す
ため、表示の明るさがディスクリネーションが発生した
場合よりも低下してしまう場合がある。なお、角度α
は、好ましくは３０゜〜４５゜程度とするのが良い。

【００１３】さらに、上記反射層が開口部を備え、その
開口部に透過表示領域が形成されるとともに、開口部の
開口縁が上記傾斜領域に含まれるものとすることができ
る。すなわち、反射表示領域と透過表示領域との境界と
なる反射層の開口部の開口縁を、上記傾斜領域に含ませ
ることで、反射表示領域と透過表示領域のいずれにも、
液晶層の層厚が変化する領域（傾斜領域）を含ませるこ
とが可能となり、したがって、リタデーションの差を小
さくすることが可能となる。なお、上記ｄ／２の位置に
おいて開口部の開口縁を設けることにより、リタデーシ
ョンの差を一層小さくすることが可能となり、コントラ
スト低下等の少ない良好な表示を得ることが可能とな
る。

【００１４】次に、一対の基板のうち外光が入射する側
を上基板、他方を下基板とした場合、反射表示領域に
は、下基板側から、反射層と、絶縁層と、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。また、反射表示領域には、
下基板側から、反射層と、下側電極と、液晶層と、上側
電極と、絶縁層とが少なくともこの順で含まれているも
のとすることもできる。

【００１５】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）から入射した外光が少なくとも
上側電極、液晶層、下側電極、絶縁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、反射表示が実現される。

【００１６】なお、透過表示領域には下基板（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、透過表示領域には絶
縁層を設けないものとした場合、絶縁層を設けた反射表
示領域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。

【００１７】次に、上記一対の基板間にカラーフィルタ
が設けられ、反射表示領域と透過表示領域とにおいて、
カラーフィルタの分光特性が異なるものとされ、透過表
示領域においてカラーフィルタの色純度が反射表示領域
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、上記のように透過表示領域においてカラ
ーフィルタの色純度を反射表示領域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。

【００１８】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、例えば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光は散乱を伴って反射され
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。

【００１９】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
な表示を可能であって、さらにこれら透過と反射の表示
に利用される各領域の境界付近においても、明るく高コ
ントラストな表示を実現可能な電子機器を提供すること
ができる。

【００２０】

【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、本発明の構成をアクティブマ
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
た基本構造を具備している。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。

【００２１】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（内部光源側）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
面側から入射する外光、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。

【００２２】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側には反射層
１６が形成され、この反射層１６は所定の間隔毎に開口
部１６ａを具備し、その開口部１６ａが図１の紙面左右
方向及び紙面垂直方向に相互に離間して透過表示領域に
対応するように平面視矩形状に分割された態様で複数形
成されている。なお、反射層１６はＡｌ、Ａｇ等の光反
射性の、すなわち反射率の高い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。

【００２３】また、下基板２の液晶層３側表面にはフロ
スト加工が施されて凹凸部２ｅが形成されており、この
凹凸部２ｅに沿って反射層１６の液晶層３側表面も凹凸
部１６ｅを形成している。このような基板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。

【００２４】反射層１６の上層側には、液晶層３につい
て層厚の大きな領域と層厚の小さな領域とを形成するた
めの液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂが所定の間隔毎
に突出形態にて形成されている。液晶層層厚制御層（絶
縁層）２２ｂは、アクリル樹脂等の透光性絶縁材料を主
体として構成されており、この液晶層層厚制御層（絶縁
層）２２ｂにより反射層１６の上面が覆われるととも
に、凸状の各液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂの間に
は凹状部２２ａが形成されている。また、液晶層層厚制
御層（絶縁層）２２ｂは、凹状部２２ａの谷底たる凹状
底面２３から１０°〜５０°の角度で傾斜した傾斜面２
４を備えた傾斜領域と、凸状部の丘部分たる平坦面２５
を備えた平坦領域とを有している。したがって、液晶層
層厚制御層（絶縁層）２２ｂは、傾斜領域において自身
の層厚が平面方向に連続的に変化するものとされてお
り、平坦領域において自身の層厚が平面方向に略均一な
構成とされている。なお、これら傾斜領域と平坦領域と
は隣接して、傾斜面と平坦面とが連続するべく形成され
ている。

【００２５】液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂの液晶
層３側の表面、及び凹状部２２ａの底面（すなわち下基
板２の凹部２２ａが形成されている面）２３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。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。なお、
透明電極６は図２に示すスイッチング素子としての薄膜
トランジスタ１７により駆動制御され、したがって本実
施形態では下側の透明電極６が画素電極、上側の透明電
極５が対向電極、さらに下基板２が素子基板、上基板１
が対向基板とされている。この場合、薄膜トランジスタ
１７等のスイッチング素子は例えば下基板２側に形成す
ることができるが、本実施形態では図示を省略してい
る。

【００２６】次に、本実施形態の液晶表示装置Ａ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領域
Ｒと透過表示領域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、上述の
液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂが反射表示領域Ｒに
形成され、凹状部２２ａが透過表示領域Ｔに形成されて
おり、この液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂの形成に
基づき反射表示領域Ｒにおける液晶層３の厚さが、透過
表示領域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、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２
ｂの厚みに基づき反射表示領域Ｒにおける液晶層厚が小
さくされ、この液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂが反
射表示領域Ｒの液晶層３を薄層化する反射側液晶層薄層
化手段として機能している。

【００２７】ここで、反射表示領域Ｒには上述の反射層
１６が形成され、反射層１６の開口部１６ａの開口縁が
反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの境界部とされてい
る。したがって、透過表示領域Ｔは開口部１６ａに形成
され、この開口部１６ａを介してバックライト４から光
が入射され、入射光は液晶層３を通過して透過表示に供
されるものとされている。

【００２８】また、反射層１６において開口部１６ａの
開口縁は、上記液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂの傾
斜面２４を備えた傾斜領域に形成されており、この傾斜
領域は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界部を含
む構成とされている。したがって、液晶層３の層厚は、
傾斜領域の傾斜面２４に沿って、反射表示領域Ｒと透過
表示領域Ｔとの境界付近において連続的に変化してい
る。具体的には、凹状部２２ａの底面２３若しくは傾斜
面２４の上層に位置する液晶層３の層厚は、液晶層層厚
制御層（絶縁層）２２ｂの平坦面２５の上層に位置する
液晶層３の層厚よりも大きくされている。

【００２９】傾斜面２４は、本実施形態では平面状に形
成されており、その傾斜角が１０°〜５０°とされてい
るが、図８に示すように緩やかに湾曲した曲面状に形成
することも可能である。この場合、傾斜角は、上記平坦
面２５を備える平坦領域の層厚をｄとして、傾斜領域の
層厚がｄ／２となる位置における傾斜面の接線と、平坦
面２５とのなす角度αにて定義することが可能で、この
角度αが１０°〜５０°となるように液晶層層厚制御層
（絶縁層）２２ｂを形成している。なお、本実施形態で
は、例えば平坦領域の層厚ｄは２μｍ、傾斜領域の傾斜
幅（平面方向における幅）ｌは１０μｍ程度とされてい
る。

【００３０】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状部２２ａが形成
され、これら凹状部２２ａの底側にも電極６が形成され
ている。この長方形状の凹状部２２ａにおいて、四辺各
部において上述の傾斜面２４を備えており、その内縁が
透過表示領域Ｔとされている。

【００３１】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の底部から傾斜領域中間部
（詳しくは反射層１６の開口縁１６ａ）に至る位置に設
けられた透過表示用電極６ｂと、平坦領域の層厚ｄ（図
８参照）に対応する位置に、詳しくは液晶層層厚制御層
（絶縁層）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の開口内部
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の上層側に液晶層層厚制御層（絶縁層）２２
ｂを挟んで位置している。

【００３２】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ｇ１、ｇ
２、ｇ３の横幅は、例えば８０μｍとされており、各ド
ットｇ１、ｇ２、ｇ３にて構成される画素ｇの横幅は例
えば２４０μｍとされ、各ドットｇ１、ｇ２、ｇ３の縦
幅、すなわち画素ｇの縦幅は例えば２４０μｍとされて
いる。なお、開口部１６ａの開口横幅は例えば３０μ
ｍ、開口縦幅は例えば１００μｍ程度とすることができ
る。

【００３３】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線１８とソース線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用することも可能であ
る。

【００３４】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、着色部が１０Ａ
（赤）、１０Ｂ（緑）、１０Ｃ（青）の順に繰り返し配
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。

【００３５】次に、図１と図２に示した構造の半透過反
射型の液晶表示装置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が利用され、この入射光が基板
１の外部側からカラーフィルタ１０、電極５、配向膜１
１を介して液晶層３側に導かれる。

【００３６】ここで、反射表示領域Ｒにおいては、上記
入射光が液晶層３を通過した後に、配向膜７、電極６、
液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂを通過し、反射層１
６で反射される。そして、反射された光は再度液晶層層
厚制御層（絶縁層）２２ｂ、電極６、配向膜７、液晶層
３を通過した後、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
装置外部に戻されることにより観察者に到達し反射型の
カラー表示が行われるものとされている。一方、透過型
表示部Ｔにおいては、上記外部からの入射光は液晶層３
を通過した後に、配向膜７、電極６を通過し、さらに反
射層１６の開口部１６ａを通過する。そして、開口部１
６ａ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。

【００３７】また、透過表示を行う場合には、バックラ
イト４から発せられた光が偏光板１５、位相差板１４、
基板２を介して入射する。この場合、透過表示領域Ｔに
おいては、基板２から入射した光が電極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の順に透過して透過
カラー表示が行われるものとされている。一方、反射表
示領域Ｒにおいては、基板２から入射した光は、反射層
１６で反射され、反射された光は位相差板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。

【００３８】これらの表示形態において、反射型の表示
形態においては入射光が液晶層３を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領域Ｒに液晶層層厚
制御層（絶縁層）２２ｂを設けたため、その反射表示領
域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
ある透過表示領域Ｔの液晶層３の厚さが大きくなり、反
射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔでの液晶層３の透過表示
と反射表示に係る状態、すなわち各領域における液晶層
３を光が通過する距離を揃えることができる。したがっ
て、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂの形成により、
反射表示領域Ｒと透過表示領域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。

【００３９】また、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔと
の境界付近においては、液晶層３の層厚変化が急峻とな
り、液晶配向不良が生じる惧れがある。しかしながら、
本実施形態では、各領域の境界付近において液晶層層厚
制御層（絶縁層）２２ｂを傾斜面を備えて形成したた
め、液晶層の急峻な層厚変化がなくなり、液晶配向不良
が生じ難い構成となっている。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、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂの形成に基づ
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り、特に反射表
示領域と透過表示領域との境界付近における表示不良等
も生じ難い表示装置となる。

【００４０】［第２実施形態］以下、本発明の第２の実
施形態を図３を参照して説明する。なお、図１に示した
第１の実施形態と同じ符号については、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は、反射表示領域Ｒ
において下基板（バックライト側の基板）２の上層に、
透光性凹凸層１６ｂと、反射本体層１６ｃとが形成され
ている。

【００４１】透光性凹凸層１６ｂはアクリル樹脂を主体
として構成されており、その表層部（液晶層側表面）に
は凹凸が形成され、その凹凸にしたがって反射本体層１
６ｃにも凹凸部が形成されている。このように反射本体
層１６ｃに凹凸を形成したことにより、外部から入射し
た光を確実に散乱反射させることが可能となる。なお、
この凹凸部は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。

【００４２】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、透過表示領域Ｔと反射表示領域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、液晶層層厚制御
層（絶縁層）２２ｂには傾斜面を備えた傾斜領域が形成
されているため、同領域において液晶配向不良等も生じ
難い。更に本第２実施形態においては、反射本体層１６
ｃにランダムな凹凸を形成するための透光性凹凸層１６
ｂを形成したので、反射表示を行う場合に、反射本体層
１６ｃ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。

【００４３】［第３実施形態］以下、本発明の第３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の実施形態と同じ符号については、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、下基板
２の上層側（液晶層３側）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
上層には上述の液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂ、電
極６、配向膜７、液晶層３が反射表示領域Ｒにおいて形
成され、電極６、配向膜７、液晶層３が透過表示領域Ｔ
において形成されている。

【００４４】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、反射表示領域Ｒに液晶層層厚制御層２２
ｂを形成し、透過表示領域Ｔと反射表示領域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。さらに、液晶層
層厚制御層（絶縁層）２２ｂには傾斜面を備えた傾斜領
域が形成されているため、同領域において液晶配向不良
等が生じ難い構成となる。

【００４５】［第４実施形態］以下、本発明の第４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の実施形態と同じ符号については、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、液晶層層厚制御層（絶縁層）
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、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂ、電極５、配
向膜１１が形成されている。

【００４６】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、反射表示領域Ｒ
に液晶層層厚制御層２２ｂを形成し、透過表示領域Ｔの
液晶層３の厚さを反射表示領域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、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂ
には傾斜面を備えた傾斜領域が形成されているため、同
領域において液晶配向不良等が生じ難い構成となる。

【００４７】［第５実施形態］以下、本発明の第５の実
施形態を図６及び図７を参照して説明する。なお、図１
に示した第１の実施形態と同じ符号については、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６及び図７は、本発明に係る半透過反射型
の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６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、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。

【００４８】図６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６
の紙面垂直方向に伸びるように、かつ、図６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６の紙面左右方向に伸びるよう
に、且つ、図６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。

【００４９】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７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６
０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７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
形状の凹状部２２ａが形成され、第１実施形態と同様に
その凹状部２２ａに対応する位置が透過表示用電極６０
ｂを備えた透過表示領域Ｔ、凹状部２２ａを取り囲む凸
状の液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂに対応する位置
が反射表示用電極６０ａを備えた反射表示領域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。

【００５０】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、反射表示領域Ｒに液晶層層厚制御層（絶
縁層）２２ｂを形成し、透過表示領域Ｔと反射表示領域
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。さら
に、液晶層層厚制御層（絶縁層）２２ｂには傾斜面を備
えた傾斜領域が形成されているため、同領域において液
晶配向不良等が生じ難い構成となる。

【００５１】［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
示領域Ｒと透過表示領域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、透過表示領域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
表示領域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のように透過表示領域Ｔにおい
てカラーフィルタ１０の色純度を反射表示領域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。

【００５２】［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１
１（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。

【００５３】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。

【００５４】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７
００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。

【００５５】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。ま
た、反射と透過の表示領域の境界においても表示不良の
少ない表示部を備えた電子機器を実現することが可能と
なる。

【００５６】［実施例］次に、上記実施形態の効果を確
認するために以下の評価を行った。すなわち、図８に示
すように、液晶層層厚制御層２２ｂの平坦領域の層厚ｄ
と、傾斜領域の領域幅（平面方向横幅）ｌを表１及び表
２に示すように変化させ、傾斜角αの異なる第１実施形
態に係る液晶表示装置Ａを用意した。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】このように傾斜角αの異なる各液晶表示装
置について、液晶層３における液晶の配向均一性、及び
透過表示における明るさ（ｃｄ／ｍ²）を評価した。配
向均一性については、顕微鏡観察により配向状態に不連
続部分が観察された場合に×、観察されなかった場合に
○として評価を行った。その結果、傾斜角αが５０°を
超える６３．４°、６８．２°、８４．３°、８７．１
°のものについては液晶の配向が不均一でディスクリネ
ーションの発生が確認され、透過表示の明るさについて
も３１ｃｄ／ｍ²以下で相対的に低いものであった。ま
た、傾斜角αが１０°未満の７．６°、５．７°のもの
については液晶の配向性は均一であるものの、透過表示
における明るさが３０ｃｄ／ｍ²以下で相対的に低いも
のであった。

【００６０】一方、傾斜角αが１０°〜５０°のものに
ついては、液晶の配向が均一性に優れ、透過表示におけ
る明るさも相対的に明るいものであった。したがって、
傾斜角１０°〜５０°の液晶層層厚制御層（絶縁層）２
２ｂを備える液晶表示装置は、液晶の配向乱れが少な
く、ディスクリネーションの発生が少ない表示特性に優
れることが確認された。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、液晶層の層厚を反射表示領域において小さくす
るべく、少なくとも反射表示領域において液晶層層厚制
御層（絶縁層）を設けたために、反射表示領域と透過表
示領域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った。また、反射表示領域
と透過表示領域の境界付近において、液晶層層厚制御層
（絶縁層）を自身の層厚を連続的に変化させるべく傾斜
面を備えた形態にて構成したため、各領域境界付近にお
ける液晶層の急峻な層厚変化がない構成となった。した
がって、この反射表示領域と透過表示領域の境界付近に
おける液晶配向の乱れが生じ難く、明るく高コントラス
トの表示が得られるようになった。なお、液晶層層厚制
御層（絶縁層）は透過表示領域に設けることも可能で、
その場合、反射表示領域に形成される液晶層層厚制御層
（絶縁層）の層厚よりも小さい層厚であれば良い。

【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】 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４】 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５】 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６】 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７】 図６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８】 液晶層層厚制御層（絶縁層）の傾斜領域にお
ける傾斜角について示す説明図。

【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 １０ カラーフィルタ １６ 反射層 １６ａ 開口部 ２２ｂ 液晶層層厚制御層（絶縁層） ２４ 傾斜面 ２５ 平坦面 Ｒ 反射表示領域 Ｔ 透過表示領域

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３９ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３９Ｚ ３４８ ３４８Ａ 9/35 9/35 (72)発明者 小澤 欣也 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 Ｆターム(参考） 2H042 BA04 BA13 BA20 DA02 DA04 DA12 DC08 DE00 2H090 HA03 HA04 HD06 HD07 LA01 LA15 2H091 FA02Y FA15Y FD04 FD23 FD24 GA03 GA07 GA16 KA04 LA13 2H092 GA12 JB01 JB07 NA04 PA06 PA08 PA12 5C094 AA06 BA03 BA43 CA19 CA20 CA24 DA09 EA05 EA06 FA03 JA09

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、反射表示に利用される反射表示
   領域と、透過表示に利用される透過表示領域とを含み、
   前記一対の基板のうちの少なくとも一方の基板と前記液
   晶層との間には、前記反射表示領域における前記液晶層
   の層厚と前記透過表示領域における前記液晶層の層厚と
   を異ならせる絶縁層が、少なくとも前記反射表示領域に
   形成され、 前記絶縁層が、前記反射表示領域と前記透過表示領域と
   の境界付近において、自身の層厚が連続的に変化するべ
   く傾斜面を備えた傾斜領域を含むことを特徴とする液晶
   表示装置。
2. 【請求項２】 前記液晶層は、前記絶縁層の傾斜面が形
   成された面側に配設され、該液晶層の層厚が、前記傾斜
   面に沿って前記反射表示領域と前記透過表示領域との境
   界付近において連続的に変化し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. 【請求項３】 前記絶縁層は、前記反射表示領域に位置
   し自身の層厚が略均一で且つ前記液晶層側の表面が平坦
   面とされた反射側平坦領域を備え、該反射側平坦領域に
   隣接して前記傾斜領域が形成されていることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記傾斜面が平面状ないし曲面状に形成
   されるとともに、前記反射側平坦領域の層厚をｄとした
   場合、前記傾斜領域の層厚がｄ／２となる位置における
   前記傾斜面の接線と、前記平坦面とのなす角度αが、１
   ０°〜５０°と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. 【請求項５】 前記反射表示領域には、入射した光を反
   射することが可能な反射層が形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. 【請求項６】 前記反射層が開口部を備え、その開口部
   に前記透過表示領域が形成されるとともに、該開口部の
   開口縁が前記傾斜領域に含まれる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】 前記一対の基板のうち外光が入射する側
   を上基板、他方を下基板とした場合、前記反射表示領域
   には、前記下基板側から、前記反射層と、前記絶縁層
   と、下側電極と、前記液晶層と、上側電極とが少なくと
   もこの順で含まれていることを特徴とする請求項５又は
   ６に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記一対の基板のうち外光が入射する側
   を上基板、他方を下基板とした場合、前記反射表示領域
   には、前記下基板側から、前記反射層と、下側電極と、
   前記液晶層と、上側電極と、前記絶縁層とが少なくとも
   この順で含まれていることを特徴とする請求項５又は６
   に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記一対の基板のうち外光が入射する側
   を上基板、他方を下基板とした場合、前記透過表示領域
   には、前記下基板側から下側電極と、前記液晶層と、上
   側電極とが少なくともこの順で含まれていることを特徴
   とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液晶表
   示装置。
10. 【請求項１０】 前記一対の基板間にカラーフィルタが
    配設され、前記反射表示領域と前記透過表示領域とにお
    いて、前記カラーフィルタの分光特性が異なるものとさ
    れ、前記透過表示領域において該カラーフィルタの色純
    度が前記反射表示領域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１ないし９のいずれか１項に記載
    の液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０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。