JP2008032875A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、反射型両面表示液晶装置の画像品位を高める。
【解決手段】偏光フィルム４０ｆ１は、入射光Ｉｆ０を直線偏光に変換する。位相差フィルム４０ｆ２は、偏光フィルム４０ｆ１から出射された直線偏光を進行方向に沿って偏光軸が右回転する右円偏光である第１円偏光Ｉｆ１に変換する。第１円偏光Ｉｆ１は、液晶層５０を通過し、光反射膜１９ｆによって反射された反射光Ｒｆ２として位相差フィルム４０ｆ２に到達する。反射光Ｒｆ２は、位相差フィルム４０ｆ２の屈折率異方性によって偏光軸が変換される。偏光フィルム４０ｆ１は、位相差フィルム４０ｆ２を透過してきた反射光Ｒｆ１をフロント側に透過光Ｔｒとして透過させる。したがって、画素７５ｆでは、透過光Ｔｒによって画像表示が可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、両面表示が可能な反射型液晶表示装置等の液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる携帯型電子装置等の電子機器の技術分野に関する。

この種の液晶装置の一例として、特許文献１及び２に開示されているように、両面表示型液晶装置が知られている。このような両面表示型液晶装置では、画素スイッチング用素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたＴＦＴアレイ基板は、その基板面上に透明な画素電極が形成された領域と、光反射層及び透明な画素電極が形成された領域とを有している。ＴＦＴアレイ基板に対向するように配置された対向基板は、当該対向基板におけるＴＦＴアレイ基板に面する側の面に部分的に設けられた光反射膜、ＴＦＴアレイ基板上に設けられた画素電極と対向する対向電極、及びカラーフィルタ層を有している。特許文献１及び２に開示された両面表示型液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板及び対向基板の夫々に形成された光反射膜が相互に重ならないようにＴＦＴアレイ基板及び対向基板を配置されていることによって、各光反射膜によって反射された反射光を用いた両面反射表示を可能としている。より具体的には、特許文献１及び１に開示された両面反射型液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板上に形成された光反射膜が反射した反射光によって、対向基板側の表示領域に画像を表示すると共に、対向基板に形成された光反射膜が反射した反射光によって、ＴＦＴアレイ基板側の表示領域に画像を表示する。

特開２００５−３０１２７６号公報 特開２００４−１１７７２０号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示された両面表示型液晶装置では、対向基板側に配置された光反射膜の裏面によって、対向基板の上側から入射した光が対向基板の上側に反射されてしまう。したがって、ＴＦＴアレイ基板上に形成された光反射膜が反射する反射光によって対向基板の上側の表示領域に表示される画像に、対向基板に形成された光反射膜の裏面で反射された反射光が加わり、対向基板の上側の表示領域に表示される画像の品位を高めることが困難である。より具体的には、対向基板の上側から見て、対向基板に形成された光反射膜の裏面側は本来黒表示がなされる領域であるにも拘わらず、当該裏面による反射光によって黒表示のレベルが低下してしまい、高いコントラストで画像を表示できない問題点がある。

よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、高いコントラストで高品位の画像を表示可能な両面表示型液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる携帯型電子装置等の電子機器を提供することを課題とする。

本発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、第１基板と、該第１基板に対向配置された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層と、前記第２基板に配置された第１偏光板と、前記第１基板に設けられた第１光反射膜と、前記第２基板において、前記第１偏光板よりも前記液晶層側に設けられた第２光反射膜とを備え、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜は、前記第１偏光板に重なり、前記第１偏光板に対して前記液晶層の反対側から入射した第１入射光は、第１円偏光に偏光されると共に、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に向かって出射され、前記第１円偏光が前記第２光反射膜によって反射されることによって生じた反射光は、前記第１偏光板に吸収される。

本発明に係る液晶装置は、例えば両面表示型液晶装置であり、第１領域は、フロント側の表示領域を構成する画素であり、第２領域は、リア側の表示領域を構成する画素である。本発明に係る液晶装置は、その動作時に、第１領域において、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極である第１画素電極及び対向電極間に介在する液晶が、第１画素電極に供給された画像信号に対応する画素電極電位と、対向電極に供給された対向電極電位との電位差に応じた駆動電圧によって駆動される。同様に、第２領域では、ＩＴＯ等の透明電極である第２画素電極及び対向電極間に介在する液晶が、第２画素電極に供給された画像信号に対応する画素電極電位と、対向電極に供給された対向電極電位との電位差に応じた駆動電圧によって駆動される。これにより、フロント側及びリア側の夫々の側に画像を表示する両面表示が可能となる。

第１光反射膜は、例えばＡｌ等の金属膜からなる単層構造、或いは多層構造を有しており、第１領域において、第１基板及び液晶層間に設けられている。第２光反射膜は、第１光反射膜と同様の構成を有しており、第２領域において、第２基板及び液晶層間に設けられている。

第１偏光板は、第１領域及び前記第２領域に重なり、且つ第２基板を基準として液晶層の反対側に配置されている。ここで、第２基板を基準として液晶層の反対側とは、例えば、両面表示型液晶装置の一方の表示面（フロント側表示面）を有する側であり、逆に、第１基板を基準として液晶層の反対側とは、他方の表示面（リア側表示面）を有する側である。

第１偏光板は、第１偏光板を基準として第２基板の反対側から第１偏光板に入射した第１入射光を偏光させることによって生じた第１円偏光を第１光反射膜及び第２光反射膜の夫々に向かって出射する。第１入射光とは、例えば、第１偏光板を基準として第２基板の反対側から第１偏光板に入射する外光である。第１偏光板は、第１領域において、第１円偏光が第１光反射膜によって反射されることによって生じた反射光を選択的に前記第２基板の反対側に透過させる。第１円偏光は、第１偏光板から液晶層を介して第１光反射膜に到達し、第１光反射膜から反射光として液晶層を介して第１偏光板に反射される。第１偏光板に到達した反射光は、第１偏光板を介して、第２基板を基準として液晶層の反対側、より具体的には、例えば当該液晶装置のフロント側に透過し、該透過光に応じて第１領域で画像が表示される。即ち、第１領域が、第２基板を基準として液晶層の反対側であるフロント側の画素となる。

第１偏光板は、第２領域において第１円偏光が第２光反射膜で反射された反射光を吸収する。これにより、第２領域では、第２光反射膜で反射された反射光が、第２基板を基準として液晶層の反対側であるフロント側に出射されることがない。したがって、第２基板を基準として液晶層の反対側であるフロント側には、第１領域のみから反射光が出射されることになる。

他方、第１基板を基準として液晶層の反対側、即ちリア側には、第２光反射膜によって反射された光が出射され、リア側における画像が表示される。したがって、本発明に係る液晶装置はフロント側及びリア側の双方に画像を表示できる両面反射型液晶表示装置に適用可能である。

本発明に係る液晶装置によれば、第２基板を基準として液晶層の反対側である、例えばフロント側では、第２領域から光が出射されないため、より具体的には第２光反射膜の裏面による反射光がフロント側に向かって表示される画像に加算されないため、フロント側において高いコントラストで画像表示が可能となる。

本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記第１基板と前記液晶層との間に設けられ、前記第１光反射膜に重なる第１画素電極と、前記第１基板と前記液晶層との間に設けられ、前記第２光反射膜に重なる第２画素電極と、前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向するように、前記第２基板と前記液晶層との間に設けられた対向電極とをさらに備え、前記液晶層に電圧が印加された状態において、前記第１円偏光が前記第１光反射膜によって反射されることによって生じた反射光は、前記第１偏光板を透過してもよい。

この態様によれば、第１偏光板を透過した反射光によって、画像を表示できる。

本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記第１偏光板は、前記第１入射光を直線偏光に変換する第１偏光フィルムと、該第１偏光フィルムから出射された直線偏光を前記第１円偏光に変換する第１位相差フィルムとを備えていてもよい。

この態様によれば、第１入射光を第１円偏光に変換できる。

この態様では、前記第１位相差フィルムは、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板であってもよい。

この態様によれば、可視光の範囲内、即ち光の波長が３８０ｎｍ（青）から７８０ｎｍ（赤）の広い波長帯域で第１入射光を第１円偏光に変換できる。より具体的には、位相差フィルムのリタデーション値は、光に対して波長依存性を有しているため、長波長の光（例えば、波長が７８０ｎｍである赤色光）のみの位相を１／４波長シフトさせるように位相差フィルムの設計したのでは、他の波長を有する光の波長シフト量を１／４波長にすることができなくなる。そこで、第１位相差フィルムとして、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板を採用することによって、広い波長範囲内に含まれる光に対して１／４波長だけ位相をシフトさせることが可能である。加えて、このような第１位相差フィルムによれば、第１円偏光が第２光反射膜によって反射されることによって生じた反射光を、可視光の波長範囲内で吸収できる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第１位相差フィルムは、１／４波長板及び１／２波長板を組み合わせて構成されていてもよい。

この態様によれば、第２光反射膜で反射された反射光のみを吸収し、且つ第１光反射膜で反射された反射光を透過させることは可能である。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第２基板の反対側に設けられた第１光源を備えていてもよい。

この態様によれば、第１光源から出射された光は、例えばライトガイドを介して第１入射光として第１偏光板に入射する。これにより、当該液晶装置は、外光がない状況（例えば、夜間及び室内）においても、第２基板を基準として液晶層の反対側であるフロント側に画像を表示できる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に重なり、且つ前記第１基板において前記第１光反射膜に対して前記液晶層と反対側に配置された第２偏光板をさらに備え、前記第２偏光板に対して前記液晶層の反対側から入射した第２入射光は、第２円偏光に偏光されると共に、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に向かって出射され、前記第２円偏光が前記第１光反射膜によって反射されることによって生じた反射光は、前記第２偏光板に吸収されてもよい。

この態様によれば、第１基板を基準として液晶層の反対側である、例えばリア側で表示される画像のコントラストを高めることができる。より具体的には、第２偏光板は、第１偏光板と同様に、第２光反射膜で第２円偏光が反射されることによって生じた反射光を第１基板を基準として液晶層の反対側であるリア側に向かって第２領域から透過させ、当該リア側に向かって第１領域から反射光が出射されないように第１光反射膜の裏面で反射された反射光を吸収する。即ち、この態様では、第２領域が、リア側に画像を表示する画素となる。したがって、第２偏光板によれば、第１光反射膜の裏面で反射された反射光がリア側に出射されないため、第１基板を基準として液晶層の反対側であるリア側に表示される画像のコントラストを高めることが可能であり、フロント側及びリア側の夫々の側で高品位の画像を表示できる。

この態様では、前記第２偏光板は、前記第２入射光を直線偏光に変換する第２偏光フィルムと、前記第２偏光フィルムから出射された直線偏光を前記第２円偏光に変換する第２位相差フィルムとを備えていてもよい。

この態様によれば、第１偏光板と同様に、第２入射光を第２円偏光に変換できる。

この態様では、前記第２位相差フィルムは、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板であってもよい。

この態様によれば、第１位相差フィルムと同様に、第２位相差フィルムとして、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板を採用することによって、広い波長範囲内に含まれる光に対して１／４波長だけ位相をシフトさせることが可能である。加えて、このような第２位相差フィルムによれば、第２円偏光が第１光反射膜によって反射されることによって生じた反射光を、可視光の波長範囲内で吸収できる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第２位相差フィルムは、１／４波長板及び１／２波長板を組み合わせて構成されていてもよい。

この態様によれば、第１光反射膜で反射された反射光のみを吸収し、且つ第２光反射膜で反射された反射光を透過させることが可能である。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第１基板の反対側に設けられた第２光源を備えていてもよい。

この態様によれば、第２光源から出射された光は、例えばライトガイドを介して第２入射光として第２偏光板に入射する。これにより、当該液晶装置は、外光がない状況（例えば、夜間及び室内）においても、第１基板を基準として液晶層の反対側であるリア側に画像を表示できる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に重なるカラーフィルタを備えていてもよい。

この態様によれば、所定の波長を有する光によって画像を表示できる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第２基板上に設けられ、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間の領域を覆う遮光膜を備えていてもよい。

この態様によれば、第１基板上において前記第１画素電極及び前記第２画素電極間に延びる領域、例えば画素スイッチング用ＴＦＴ等の素子が設けられた領域を遮光膜で遮光でき、コントラストの高い画像表示が可能となる。

本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記第２光反射膜は、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間の領域の一部と重なっていてもよい。

この態様によれば、第１及び第２光反射膜とは別に遮光膜を設けることなく、第１領域及び第２領域の夫々の開口領域、即ち実質的に光が透過する領域を除く領域から光が透過することを低減でき、表示される画像のコントラストを高めることが可能である。

本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明に係る液晶装置を備えている。

本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、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、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。

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形態から明らかにされる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る液晶装置及び電子機器を説明する。

＜１：液晶装置＞
＜１−１：液晶装置の全体構成＞
先ず、図１及び図８を参照しながら本発明に係る液晶装置の実施形態を説明する。図１は、ＴＦＴアレイ基板の上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置の平面図であり、図２は、ＴＦＴアレイ基板側からみた液晶装置の平面図である。本実施形態では、液晶装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例に挙げる。尚、以下では、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の教示された液晶層を基準として、画像表示領域１０ｆの側をフロント側とし、画像表示領域１０ｒの側をリア側とする。また、図１及び図２では、後述する円偏光板４０ｆ及び４０ｒの図示を省略している。

図１において、液晶装置１では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素部が設けられる画素領域たる画像表示領域１０ｆの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。液晶装置１の動作時には、画像表示領域１０ｆを介してフロント側に画像が表示される。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、ＴＦＴアレイ基板１０の中心から見て、この額縁遮光膜５３より以遠が周辺領域として規定されている。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図２において、画像表示領域１０ｆの裏面側には、画像表示領域１０ｒが設けられている。したがって、液晶装置１は、当該装置の両面の夫々において画像表示領域１０ｆ及び１０ｒの夫々で画像を表示可能な両面表示型液晶装置である。

＜１−２：画像表示領域の構成＞
次に、図３を参照しながら、画像表示領域１０ｆ及び１０ｒの詳細な構成を説明する。図３は、図１及び図２に示した液晶装置１の一部Ｃを拡大して示した拡大図である。尚、説明の便宜上、液晶装置１の両面の夫々に設けられた画素７５ｆ及び７５ｒを紙面の同一平面上に示している。

図３において、画素７５ｆ及び画素７５ｒは、行毎に互い違いに配列されている。複数の画素７５ｆは、フロント側に画像を表示するために液晶層によって階調制御が施された光が透過する領域であり、画像表示領域１０ｆを構成している。複数の画素７５ｒは、リア側に画像を表示するために液晶層によって階調制御が施された光が透過する領域であり、画像表示領域１０ｒを構成している。

＜１−３：画像表示領域における各部の電気的な接続構成＞
次に、図４を参照しながら、画像表示領域１０ｆ及び１０ｒの夫々における各部の電気的な接続構成を説明する。図４は、液晶装置１の画像表示領域１０ｆ及び１０ｒの夫々を構成するマトリクス状に形成された複数の画素７５ｆ及び７５ｒにおける各種素子、配線等の等価回路である。

図４において、液晶装置１の画像表示領域１０ｆを構成する画素７５ｆには、「第１画素電極」の一例である画素電極９ｆ、画素スイッチング用素子であるＴＦＴ３０ｆ、及び蓄積容量７０が形成されている。ＴＦＴ３０ｆのソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。ＴＦＴ３０ｆのゲートには、走査線３ｆが電気的に接続されている。液晶装置１の画像表示領域１０ｒを構成する画素７５ｒには、「第２画素電極」の一例である画素電極９ｒ、画素スイッチング用素子であるＴＦＴ３０ｒ、及び蓄積容量７０が形成されている。ＴＦＴ３０ｒのソースには、データ線６ａが電気的に接続されている。ＴＦＴ３０ｒのゲートには、走査線３ｒが電気的に接続されている。

ＴＦＴ３０ｆは、画素電極９ｆに電気的に接続されており、液晶装置１の動作時に画素電極９ｆをスイッチング制御する。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。同様に、ＴＦＴ３０ｒは、画素電極９ｒに電気的に接続されており、液晶装置１の動作時に画素電極９ｒをスイッチング制御する。

液晶装置１は、所定のタイミングで、走査線３ｆ及び３ｒの夫々にパルス的に走査信号Ｇｆ１、Ｇｆ２、・・・、Ｇｆｍ、Ｇｒ１、Ｇｒ２、・・・、Ｇｒｍを、線順次で印加するように構成されている。画素電極９ｆは、ＴＦＴ３０ｆのドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０ｆを一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ｆを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。同様に、画素電極９ｒは、ＴＦＴ３０ｒのドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０ｒを一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ｒを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。尚、蓄積容量７０には、固定電位線７１を介して固定電位が供給されている。

ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に介在する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置１からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ｆ及び９ｒと、対向電極との間に形成される液晶容量と並列に、蓄積容量７０が電気的に接続されている。蓄積容量７０は、画像信号の供給に応じて各画素電極９ｆ及び９ｒの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量７０によれば、画素電極９ｆ及び９ｒにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。

＜１−４：画素部の具体的な構成＞
次に、図５乃至図８を参照しながら、画素７５ｆ及び７５ｒの夫々に対応した画素部の具体的な構成を説明する。図５は、互いに隣接する画素７５ｆ及び７５ｒの夫々に対応した画素部の平面図であり、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ´線断面図である。図７は、本実施形態に係る液晶装置の比較例を示した、図６に対応する断面図である。図８は、位相差フィルム４０ｆ２及び４０ｒ２の夫々におけるリタデーション値と、光の波長依存性との関係を示した図である。尚、図６では、図中上側をフロント側、下側をリア側として説明するが、本発明に係る液晶装置ではフロント側及びリア側が互いに逆に定義されていてもよい。

図５において、ＴＦＴ３０ｆは、半導体層３３ｆ、ゲート電極３４ｆ、ソース電極３１ｆ及びドレイン電極３２ｆを有している。ソース電極３１ｆは、データ線６ａに電気的に接続されており、ドレイン電極３２ｆは、画素電極９ｆに電気的に接続されている。画素７５ｆには、画素電極９ｆと重なるように、Ａｌ等の金属薄膜で構成された第１光反射膜１９ｆが形成されている。ＴＦＴ３０ｒは、半導体層３３ｒ、ゲート電極３４ｒ、ソース電極３１ｒ及びドレイン電極３２ｒを有している。ソース電極３１ｒは、データ線６ａに電気的に接続されており、ドレイン電極３２ｒは、画素電極９ｒに電気的に接続されている。画素７５ｒには、画素電極９ｒと重なるように、Ａｌ等の金属薄膜で構成された第２光反射膜１９ｒが形成されている。

図６において、液晶装置１は、ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０、液晶層５０、画素電極９ｆ及び９ｒ、「第１光反射膜」の一例である光反射膜１９ｆ、「第２光反射膜」の一例である光反射膜１９ｒ、「第１偏光板」の一例である円偏光板４０ｆ、「第２偏光板」の一例である円偏光板４０ｒ、カラーフィルタ２５を備えている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴ３０ｆ及び３０ｒ、走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ｆ及び９ｒ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上（図中対向基板２０の下側の面）には、対向電極２１の他、最上層部分（図中最下層）に配向膜が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。ＴＦＴアレイ基板１０は例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板２０もＴＦＴアレイ基板１０と同様に透明基板である。画素電極９ｆ及び９ｒの夫々は、ＩＴＯ等の導電性を有する透明電極である。尚、本実施形態では、画素電極９ｆ又は画素電極９ｒに対向する対向電極２１の一部を光反射膜として共用することによって、光反射膜１９ｒ、１９ｆが設けられていなくてもよい。また、第１偏光板４０ｆ及び第２偏光板４０ｒの夫々は、光反射膜と基板との間に設けられてもよい。

画素電極９ｆ及び９ｒの夫々は、液晶層５０を介して対向電極２１に対向するように、画素７５ｆ及び７５ｒの夫々に形成されている。

円偏光板４０ｆは、画素７５ｆ及び７５ｒに重なり、且つ対向基板２０を基準として液晶層５０の反対側、即ちフロント側に配置されている。円偏光板４０ｆは、「第１偏光フィルム」の一例である偏光フィルム４０ｆ１、「第１位相差フィルム」の一例である位相差フィルム４０ｆ２を備えて構成されている。

円偏光板４０ｒは、画素７５ｆ及び７５ｒに重なり、且つＴＦＴアレイ基板１０を基準として液晶層５０の反対側、即ちリア側に配置されている。円偏光板４０ｒは、「第２偏光フィルム」の一例である偏光フィルム４０ｒ１、「第２位相差フィルム」の一例である位相差フィルム４０ｒ２を備えて構成されている。

次に、図６乃至図８において、液晶装置１の動作時に、当該液晶装置１に入射する入射光が順次位相等が変換されることによって、当該液晶装置１から各画像表示領域に透過される透過光となるまでの過程を説明しながら、液晶装置１の各部について詳細に説明する。

「第１入射光」の一例である入射光Ｉｆ０（外光）は、フロント側から円偏光板４０ｆに入射する。円偏光板４０ｆは、入射光Ｉｆ０を偏光させることによって生じた第１円偏光Ｉｆ１を光反射膜１９ｆ及び１９ｒの夫々に向かって出射すると共に、画素７５ｆにおいて、第１円偏光Ｉｆ１が光反射膜１９ｆによって反射されることによって生じた反射光Ｒｆ２をフロント側に透過させる。

偏光フィルム４０ｆ１は、入射光Ｉｆ０を直線偏光に変換する。位相差フィルム４０ｆ２は、偏光フィルム４０ｆ１から出射された直線偏光を進行方向に沿って偏光軸が右回転する右円偏光である第１円偏光Ｉｆ１に変換する。第１円偏光Ｉｆ１は、液晶層５０を通過し、光反射膜１９ｆによって反射された反射光Ｒｆ２として位相差フィルム４０ｆ２に到達する。反射光Ｒｆ２は、位相差フィルム４０ｆ２の屈折率異方性によって偏光軸が変換される。偏光フィルム４０ｆ１は、位相差フィルム４０ｆ２を透過してきた反射光Ｒｆ１をフロント側に透過光Ｔｒとして透過させる。したがって、画素７５ｆでは、透過光Ｔｒによって画像表示が可能となる。加えて、反射光Ｒｆ２は、カラーフィルタ２５によって所定の波長の光のみが位相差フィルム４０ｆ２まで到達する。したがって、複数の画素７５ｆからなる画像表示領域１０ｆを介してカラー画像を表示できる。

他方、画素７５ｒでは、第１円偏光Ｉｆ１を光反射膜１９ｒで反射することによって生じた反射光Ｒｆ１は、進行方向に沿って偏光軸が左回りに回転する左円偏光であり、円偏光板４０ｆによって吸収される。

このように、フロント側に画像を表示する画像表示領域１０ｆでは、画素７５ｆのみから表示すべき画像に応じて階調制御された透過光が出射され、画素７５ｒでは、光反射膜１９ｒの裏面で反射された光がフロント側に出射されない。一方、図７に示すように、円偏光板４０ｆ及び４０ｒを設けていない場合には、光反射膜１９ｒの裏面で反射された反射光がＲｆ１´は、反射光Ｒｆ２´と共にフロント側に出射されてしまい、高いコントラストを有する画像が表示されない。

したがって、液晶装置１は、円偏光板４０ｆを備えているため、上述したように光反射膜１９ｒの裏面で反射された反射光Ｒｆ１が透過光Ｔｒに加算されないため、画像表示領域１０ｆを介して高いコントラストを有する高品位の画像をフロント側に表示できる。

尚、位相差フィルム４０ｆ２は、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板であるほうが好ましい。このような位相差フィルム４０ｆ２によれば、可視光の範囲内、即ち光の波長が３８０ｎｍ（青）から７８０ｎｍ（赤）の広い波長帯域で入射光Ｉｆ０を第１円偏光Ｉｆ１に変換できる。より具体的には、図８に示すように、位相差フィルムのリタデーション値Ｒ（λ）は、光に対して波長依存性を有しているため、長波長の光（例えば、波長が７８０ｎｍである赤色光）のみの位相を１／４波長シフトさせるように位相差フィルムの設計したのでは、他の波長を有する光の波長シフト量を１／４波長にすることができなくなる。そこで、位相差フィルム４０ｆ２として、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値Ｒ（４５０）が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値Ｒ（５９０）より小さい１／４波長板を採用することによって、広い波長範囲内に含まれる光に対して１／４波長だけ位相をシフトさせることが可能である。加えて、このような位相差フィルムによれば、第１円偏光Ｉｆ１が光反射膜１９ｒによって反射されることによって生じた反射光Ｒｆ１を、可視光の波長範囲内の広い波長帯域で吸収できる。

また、位相差フィルム４０ｆは、１／４波長板及び１／２波長板を組み合わせて構成されていてもよい。このような位相差フィルム４０ｆ２によれば、光反射膜１９ｒの裏面で反射された反射光Ｒｆ１のみを吸収し、且つ光反射膜１９ｆで反射された反射光Ｒｆ２を透過させることが可能である。

リア側でも、フロント側でも同様に、画像表示領域１０ｒを構成する複数の画素７５ｒのみから透過光Ｔｒが出射され、画素７５ｆからリア側に反射光Ｒｒ１が出射されることがないため、画像表示領域１０ｒを介して高いコントラストを有する画像をリア側に表示できる。

より具体的には、リア側において、画素７５ｒでは、第２円偏光Ｉｒ１を偏光してなる光を光反射膜１９ｒで反射することによって生じた反射光Ｒｒ２は、円偏光板４０ｒを介してリア側に透過光Ｔｒとして出射される。画素７５ｆでは、光反射膜１９ｆの裏面で第２円偏光Ｉｒ１を反射してなる反射光Ｒｒ１が、円偏光板４０ｒによって吸収される。これにより、リア側では、画素７５ｒのみから透過光Ｔｒが出射され、画像表示領域１０ｒに高品位の画像が表示される。尚、偏光フィルム４０ｒ１及び位相差フィルム４０ｒ２の夫々は、偏光フィルム４０ｆ１及び位相差フィルム４０ｆ２の夫々と同様のものを用いればよい。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶装置１によれば、外光を光源として利用することによって、高いコントラストを有する画像を両面の夫々の画像表示領域に表示可能な両面反射型液晶装置を提供できる。

尚、本実施形態では、画素７５ｆ及び７５ｒの各行が平面的に見て交互に配列されている場合を例に挙げたが、これら画素は液晶装置の両面の夫々において画像表示領域を構成するように配列されていれば本実施形態の配列に限定されるものではない。

＜１−５：変形例＞
次に、図９及び図１０を参照しながら、本発明に係る液晶装置の変形例を説明する。図９は、本実施形態に係る液晶装置の一変形例を示した断面図であり、図１０は、本実施形態に係る液晶装置の他の変形例を示した断面図である。尚、図９及び図１０では、図１乃至図８を参照して説明した液晶装置１と共通する部分に共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。

図９において、液晶装置１Ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上において画素電極９ｆ及び画素電極９ｒ間に延びる領域を覆い、且つ液晶層５０及び対向基板２０間に形成された遮光膜４５を備えている。

遮光膜４５は、光反射膜１９ｒと同層に形成されており、ＴＦＴ３０ｒ及び３０ｆの夫々を覆っている。遮光膜４５によれば、ＴＦＴアレイ基板１０上において画素電極９ｒ及び画素電極９ｆ間に延びる領域、即ちＴＦＴ３０ｒ及び３０ｆの夫々が設けられた領域を遮光でき、コントラストの高い画像表示が可能となる。

図１０において、液晶装置１Ｂは、画素７５ｆに延びており、光反射膜１９ｆの一部と重なる光反射膜１９ｒ´を備えている。光反射膜１９ｒ´によれば、光反射膜１９ｆ及び１９ｒ´とは遮光膜を設けることなく、画素７５ｆ及び７５ｒの夫々の開口領域、即ち実質的に光が透過する領域を除く非開口領域から光が透過することを低減でき、表示される画像のコントラストを高めることが可能である。

加えて、液晶装置１Ｂは、フロント側に設けられた、「第１光源」の一例であるフロントライト４６ｆ及びフロントライト４６ｆから出射された光を円偏光板４０ｆに導くライトガイド４７ｆ、リア側に設けられた「第２光源」の一例であるフロントライト４６ｒ及びフロントライト４６ｒから出射された光を円偏光板４０ｒに導くライトガイド４７ｒを備えている。フロントライト４６ｆ及び４６ｒによれば、外光がない状況、例えば夜間及び室内においても、フロント側及びリア側の双方に画像を表示可能である。

＜２：電子機器＞
次に、上述した各液晶装置を、モバイル型のパーソナルコンピュータに適用した例について説明する。図１１は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、上述した液晶装置を応用した液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。このようなパーソナルコンピュータ１２００によれば、液晶表示ユニット１２０６の両面に高品位の画像を表示可能である。

さらに、上述した液晶装置を、携帯電話に適用した例について説明する。図１２は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図１２において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、上述した液晶装置を応用した反射型の液晶装置１３０５を備える。液晶装置１３０５にあっては、必要に応じてその前面及び後面の少なくとも一方にフロントライトが設けられ、外光がない状況でも高品位の画像表示が可能である。

尚、本発明に係る液晶装置は、先に説明した電子機器の他にも、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型あるい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、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等などに適用可能である。

本発明は、上述した実施形態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う液晶装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本実施形態に係る液晶装置を各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図である。 本実施形態に係る液晶装置をＴＦＴアレイ基板側からみた平面図である。 図１及び図２に示した液晶装置１の一部Ｃを拡大して示した拡大図である。 本実施形態に係る液晶装置の各画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路である。 本実施形態に係る液晶装置において、互いに隣接する画素の夫々に対応した画素部の平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ´線断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の比較例を示した、図６に対応する断面図である。 位相差フィルムにおけるリタデーション値と、光の波長依存性との関係を示した図である。 本実施形態に係る液晶装置の一変形例を示した断面図である。 本実施形態に係る液晶装置の他の変形例を示した断面図である。 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。 本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、１９ｆ，１９ｒ・・・光反射膜、２０・・・対向基板、３０ｆ，３０ｒ・・・ＴＦＴ、４０ｆ，４０ｒ・・・円偏光板

Claims (15)

1. 第１基板と、
   該第１基板に対向配置された第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層と、
   前記第２基板に配置された第１偏光板と、
   前記第１基板に設けられた第１光反射膜と、
   前記第２基板において、前記第１偏光板よりも前記液晶層側に設けられた第２光反射膜とを備え、
   前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜は、前記第１偏光板に重なり、
   前記第１偏光板に対して前記液晶層の反対側から入射した第１入射光は、第１円偏光に偏光されると共に、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に向かって出射され、
   前記第１円偏光が前記第２光反射膜によって反射されることによって生じた反射光は、前記第１偏光板に吸収されること
   を特徴とする液晶装置。
2. 前記第１基板と前記液晶層との間に設けられ、前記第１光反射膜に重なる第１画素電極と、
   前記第１基板と前記液晶層との間に設けられ、前記第２光反射膜に重なる第２画素電極と、
   前記第１画素電極及び前記第２画素電極に対向するように、前記第２基板と前記液晶層との間に設けられた対向電極とをさらに備え、
   前記液晶層に電圧が印加された状態において、前記第１円偏光が前記第１光反射膜によって反射されることによって生じた反射光は、前記第１偏光板を透過すること
   を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１偏光板は、前記第１入射光を直線偏光に変換する第１偏光フィルムと、該第１偏光フィルムから出射された直線偏光を前記第１円偏光に変換する第１位相差フィルムとを備えたこと
   を特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
4. 前記第１位相差フィルムは、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板であること
   を特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記第１位相差フィルムは、１／４波長板及び１／２波長板を組み合わせて構成されていること
   を特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
6. 前記第２基板の反対側に設けられた第１光源を備えたこと
   を特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の液晶装置。
7. 前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に重なり、且つ前記第１基板において前記第１光反射膜に対して前記液晶層と反対側に配置された第２偏光板をさらに備え、
   前記第２偏光板に対して前記液晶層の反対側から入射した第２入射光は、第２円偏光に偏光されると共に、前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に向かって出射され、
   前記第２円偏光が前記第１光反射膜によって反射されることによって生じた反射光は、前記第２偏光板に吸収されること
   を特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液晶装置。
8. 前記第２偏光板は、前記第２入射光を直線偏光に変換する第２偏光フィルムと、前記第２偏光フィルムから出射された直線偏光を前記第２円偏光に変換する第２位相差フィルムとを備えたこと
   を特徴とする請求項７に記載の液晶装置。
9. 前記第２位相差フィルムは、波長が４５０ｎｍである光に対するリタデーション値が、波長が５９０ｎｍである光に対するリタデーション値より小さい１／４波長板であること
   を特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
10. 前記第２位相差フィルムは、１／４波長板及び１／２波長板を組み合わせて構成されていること
    を特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
11. 前記第１基板の反対側に設けられた第２光源を備えたこと
    を特徴とする請求項６から１０の何れか一項に記載の液晶装置。
12. 前記第１光反射膜及び前記第２光反射膜に重なるカラーフィルタを備えたこと
    を特徴とする請求項１から１１の何れか一項に記載の液晶装置。
13. 前記第２基板上に設けられ、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間の領域を覆う遮光膜を備えたこと
    を特徴とする請求項２から１２の何れか一項に記載の液晶装置。
14. 前記第２光反射膜は、前記第１画素電極と前記第２画素電極との間の領域の一部と重なっていること
    を特徴とする請求項２から１２の何れか一項に記載の液晶装置。
15. 請求項１から１４の何れか一項に記載の液晶装置を具備してなること
    を特徴とする電子機器。

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