专利名称：液晶显示装置及电子装置的制作方法
专利说明液晶显示装置及电子装置 [发明所属的技术领域]本发明涉及液晶显示装置及电子装置，特别是涉及能提高使用者的视线方向的亮度的半透射反射型的液晶显示装置的结构。反射型液晶显示装置由于不具有背光等光源，所以功耗小，迄今多半用于各种便携式电子装置附属的显示部等中。
可是，由于利用自然光或照明光等外部光进行显示，所以存在在暗的地方难以看到显示的问题。因此，提出了这样一种形态的液晶显示装置在亮的地方与通常的反射型液晶显示装置相同，利用外部光，但在暗的地方利用内部光源能看到显示。就是说，该液晶显示装置采用兼备反射型和透射型的显示方式，根据周围的亮度，切换成反射模式、透射模式中的某一种显示方式，来降低功耗，即使在周围环境暗的情况下，也能进行清晰的显示。以下，在本说明书中将这种液晶显示装置称为“半透射反射型液晶显示装置”。
作为该半透射反射型液晶显示装置的一种形态，设计了图10所示结构的液晶显示装置。图10所示的液晶显示装置200这样构成在一对透明基板201、202之间夹持着液晶203，在下基板201上层叠反射偏振层204、绝缘层206，在它上面形成由ITO等透明导电膜构成的条状的扫描电极208，以覆盖扫描电极208的方式形成取向膜207。另一方面，在上基板202上形成滤色片209，在它上面层叠平坦化膜211，在该平坦化膜211上沿着与扫描电极208正交的方向呈条状地形成由ITO等透明导电膜构成的信号电极212，以覆盖该信号电极212的方式形成取向膜213。另外，在上基板202的外侧从上基板202一侧开始依次配置前散射片218、延迟片219、上偏振片214。另外，背光217配置在下基板201的下表面一侧。
这里，图11是局部地表示图10所示的反射偏振层204和下基板201的侧剖面图。如该图所示，反射偏振层204呈这样的结构层叠了构成截面呈三角波状的棱镜形状的电介质干涉膜204a，例如，以5微米左右的间距交互层叠(图中所示为3层)由Si构成的层、以及由SiO2构成的层。
在以上构成的液晶显示装置200中，在进行反射模式的显示的情况下，从上基板202的上方入射的光从上基板202透过液晶203到达反射偏振层204，被该反射偏振层204反射后返回上基板202一侧，进行反射显示。另外，在进行透射模式的显示的情况下，从背光205出射、透过下基板201的光之中平行于反射偏振层204的透射轴的光被用于透射显示。
这样，如果采用上述的液晶显示装置200，则在将外部光或背光217的光用于显示时，不发生从圆偏振光向线偏振光的变换、或者从线偏振光向圆偏振光的变换，所以没有伴随该变换的光的损失，能进行比较明亮的显示。可是，在上述的液晶显示装置中，判明了光反射率高的装置的反射模式的显示并不那么明亮。因此，本发明人详细地检查了上述的液晶显示装置200中的反射偏振层204上的光的反射状态，获得了以下见解。即，如图11所示，反射偏振层204呈三角波状的棱镜形状，周期性地交互形成两个斜面部204A、204B。而且，这些斜面部204A、204B和下基板201构成的角度呈45°。因此，从下基板201的法线方向入射的光Lp的一部分(s波)在斜面部204A上反射，成为朝向斜面部204B的光，一部分(p波)透过后成为朝向基板201的光。然后被反射的光(s波)在斜面部204B上反射，成为朝向下基板201的法线方向的光，被用于显示。另外，从下基板201的斜上方入射的光Ls也一样，按照斜面部204A、204B的顺序反射，沿着与入射方向相反的方向出射。因此，为了使更多的光沿着使用者的视线方向出射，有必要使光的入射方向和使用者的视线方向一致。在这样的配置中，由于需要使外部光从使用者的背后入射，所以随着情况的不同，有时入射光被使用者遮断，显示变得更暗。
本发明就是鉴于上述情况而完成的，目的之一在于在反射型或半透射反射型的液晶显示装置中，提供一种使使用者的视线方向的反射光量增加，实现了明亮的显示的、可视性好的液晶显示装置。
本发明的另一个目的在于提供备有上述的优异特性的液晶显示装置的电子装置。为了解决上述课题，本发明的液晶显示装置的特征在于在互相相向的上基板和下基板之间夹持着液晶，在该液晶的上下备有上偏振层、以及下反射偏振层，上述下反射偏振层这样形成断面呈楔形的两个斜面部周期性地层叠连续形成的棱镜形状的电介质干涉膜，上述各斜面部和上述下基板构成的角度对各斜面部来说各不相同。
即，本发明的液晶显示装置通过将层叠了呈棱镜形状的电介质干涉膜的反射偏振层作成倾斜的棱镜形状，使外部光的入射方向与反射的光的出射方向不同，使该反射光的出射方向与使用者的视线方向一致，增加使用者的视线方向的光量。参照图4及图5，以下详细说明本发明的液晶显示装置的工作。
作为本发明的下反射偏振层，使用图4所示结构的反射偏振层。图4是表示层叠其截面呈三角波状的棱镜形状的电介质干涉膜构成的反射偏振层的一例的斜视图。
图4所示的反射偏振层44是在基板40上呈互相平行的三角柱状形成的树脂层43上交互层叠多层由电介质干涉膜构成的层41和层42形成的所谓的三维光V形刻痕结晶层。这样，层叠了呈棱镜形状的层的结构的光V形刻痕结晶具有各向异性的光的传播特性，在自然光从图中所示的上表面一侧入射的情况下，垂直于反射偏振层44的条状的沟槽的分量Er透过该反射偏振层44，平行于上述沟槽的分量Et被反射。即，图4所示的反射偏振层44有与该沟槽的方向平行的反射轴、以及垂直于沟槽的方向的透射轴。透过了反射偏振层44的光Et成为垂直于反射偏振层44的沟槽的偏振光，被反射的光Er成为平行于上述沟槽的偏振光。
上述层41、42的层叠间距D、以及在基板40上形成的树脂层43的间距P(反射偏振层44的沟槽的间距)根据成为目标的上述反射偏振层44的特性适当地被调整为最佳值。就是说，上述构成的反射偏振层44能利用层41、42层叠的层数，控制其透射率(反射率)，通过减少层叠的层数，使平行于反射轴(反射偏振层44的沟槽的方向)的分量的光的透射率增大，能降低反射率。但是，在层叠了规定的层叠的层数的情况下，平行于反射轴的分量被全反射。
另外，在图4中虽然说明了利用光固化性或热固化性的树脂等，在平滑的基板40的表面上设置其截面呈三角形而形成的树脂层43，将上述电介质干涉膜41、42层叠在该树脂层43上，形成了反射偏振层44的情况，但也能将电介质干涉膜层叠在其表面上周期性地形成了沟槽的基板上，形成反射偏振层。
其次，参照图5说明本发明的下反射偏振层的作用。图5是表示将图4所示的反射偏振层用于构成液晶显示装置的下基板上时光路的说明图，是表示下反射偏振层(反射偏振层)44和下基板(基板)40的局部剖面图。如该图所示，下反射偏振层44有呈三角波状周期性地排列的两个斜面部44A、44B。而且，在本发明的液晶显示装置中，各个斜面部44A、44B相对于下基板40的倾角α、β形成得互不相同。利用该结构，能使外部光的入射方向和由下反射偏振层44反射的光的出射方向不同，如图10所示的液晶显示装置那样，由于外部光的入射方向和反射光的出射方向不一致，所以外部光不会被使用者遮断而显示变暗。
而且，通过将上述倾角α、β设定为适当的角度，能控制相对于外部光的入射方向的出射光的方向，例如设想使用者从正面看液晶显示装置的情况，通过将出射光的方向作为液晶显示装置的法线方向，能增加被使用者看到的光量，所以即使反射率相同，也能获得明亮的显示。
图5所示的下反射偏振层44中的光路如下首先相对于下基板40以入射角θ1入射的光相对于倾角为α的斜面部44A以入射角θ1入射，其一部分(s波)被该斜面部44A反射，成为朝向斜面部44B的光，一部分透过斜面部44A，成为朝向下基板40一侧的光(p波)。
其次，相对于斜面部44B以入射角θ2入射的光也一样，其一部分反射，一部分透射。而且，在该斜面部44B上反射的光作为出射光朝向下反射偏振层44的上方出射。
如上所述，入射到下反射偏振层44上的光被斜面部44A、44B反射时，其一部分透过，所以为了提高用反射模式显示的亮度，最好使反射的光量为最大。具体地说，最好这样设定倾角α、β，以便朝向斜面部44A的入射角θ1及朝向斜面部44B的入射角θ2成为布鲁斯特角(偏振角)。通过采用这样的结构，能使入射到斜面部44A上的平行于斜面部44A的偏振光分量及入射到斜面部44B上的平行于斜面部44B的偏振光分量几乎全部反射，所以能使有助于显示的光量为最大，能使反射显示的亮度为最大。另外，根据外部光的入射角θ1及使用者的视线方向，这些倾角α、β被设定为最佳值，具体地说，虽然不特别限定，但如果设外部光的入射角θ1为15°，则在使用者的视线方向与液晶显示装置的法线方向大致相同的情况下，设α＝55°±5°、β＝45°±5°即可。另外，如果设外部光的入射角θ1为30°，则在使用者的视线方向大致成为液晶显示装置的法线方向的情况下，设α＝70°±5°、β＝35°±5°即可。
在上述的说明中，虽然只详细地说明了反射偏振层44对光的反射作用，但如上所述，反射偏振层44备有与反射轴正交的透射轴，能作为半透射反射膜使用。即，如果在液晶显示装置的外表面一侧备有照明装置，则能构成半透射反射型的液晶显示装置。
其次，本发明的液晶显示装置能这样构成上述下反射偏振层有透射轴和与该透射轴正交的反射轴，反射入射的光中平行于上述反射轴的分量的一部分，成为使一部分透过的半透射反射型的反射偏振层，下偏振层被设置在上述下反射偏振层的下侧。参照图6，以下详细说明该结构。
以下说明本结构的液晶显示装置的工作原理。图6是说明将本发明应用于半透射型的液晶显示装置中时的工作原理用的说明图，图6(a)表示透射模式的光路，图6(b)表示反射模式的光路。在这些图中，本发明的液晶显示装置的构成要素中，只示出了说明中所需的构成要素，上下设有上偏振片54和下反射偏振层51，且将液晶53夹在中间，下基板50配置在该下反射偏振层51的外侧，在下基板50的外表面一侧形成下偏振层55。照明装置58设置在下偏振层55一侧(图示的下表面一侧)，反射片59设置在该照明装置58的外表面一侧。
上述上偏振片54有垂直于纸面方向的透射轴，下偏振层55有平行于纸面方向的透射轴。另外，上述下反射偏振层51作为半透射反射型的反射偏振层，有垂直于纸面方向的透射轴和与该透射轴正交的反射轴。而且，平行于透射轴的偏振光几乎全部透过，而平行于反射轴的偏振光的一部分反射，一部分透射。
即，下反射偏振层51即使对于平行于其反射轴的偏振光来说，也呈半透射反射型。上述下反射偏振层51的结构与图4所示的反射偏振层44相同，透射轴配置得垂直于图6的纸面。就是说，图4所示的反射偏振层44的沟槽配置得平行于图6的纸面。
以下，说明图6(a)所示的进行透射模式显示的情况。
在本发明的液晶显示装置中，利用从照明装置58出射的光进行透射模式的显示。从照明装置58出射的光被具有平行于纸面的透射轴的下偏振层55变换成平行于纸面的偏振光，然后透过下基板50，入射到下反射偏振层51上。如上所述，该下反射偏振层51有垂直于纸面的透射轴，利用下偏振层55而呈平行于纸面的偏振光的一部分光被反射，成为返回照明装置58一侧的反射光61，一部分透过后成为入射到液晶53上的透射光60。
其次，如果是在电压加在液晶53上的状态(导通状态)下，则入射到液晶53上的上述透射光60几乎不受液晶53的作用而到达上偏振片54，被具有垂直于纸面的透射轴的上偏振片54吸收，像素呈暗显示。另一方面，如果是在电压未加在液晶53上的状态(截止状态)下，则入射到上述液晶53的透射光60由于液晶53的旋光作用而被变换成垂直于纸面的偏振光，到达上偏振片54上。然后，作为与上偏振片54的透射轴平行的偏振光的该光透过上偏振片54，像素呈亮显示。
这里，如果着眼于在下反射偏振层51的背面一侧(下基板50一侧)被反射的反射光60，则该反射光60透过下基板50、下偏振层55后，返回照明装置58，被设置在照明装置58外表面一侧的反射片59反射，再作为朝向下偏振层55的光再次被利用。然后，该光再次到达下反射偏振层51上，一部分透过后入射到液晶53上，一部分反射后返回照明装置58一侧。这样，在下反射偏振层51上反射的光在下反射偏振层51和反射片59之间反复反射的过程中，透过下反射偏振层51作为有助于显示的光被利用。因此，在本发明的液晶显示装置中，从照明装置58出射的光中，能最大限度地利用透过了下偏振层55的光，能获得明亮的显示。
其次，说明图6(b)所示的进行反射模式显示的情况。
如图6(b)所示，从上偏振片54的上方入射的光首先被具有垂直于纸面的透射轴的上偏振片54变换成垂直于纸面的偏振光，入射到液晶53上。接着，如果液晶呈导通状态，则该入射的光几乎不受液晶53的作用而到达下反射偏振层51上。然后，由于下反射偏振层51具有垂直于纸面的透射轴、以及平行于纸面的反射轴，所以到达了该下反射偏振层51上的光透过下反射偏振层51。然后，透过下基板50，被具有平行于纸面的透射轴的下偏振层55吸收，像素呈暗显示。
另一方面，如果液晶53呈截止状态，则入射到液晶53上的光利用液晶53的旋光作用而被变换成平行于纸面的偏振光，到达下反射偏振层51。然后，其一部分被具有平行于纸面的反射轴的下反射偏振层51反射后成为反射光63，一部分透过而成为透射光62。再次入射到液晶53的上述反射光63利用液晶53的旋光作用，再次被变换成垂直于纸面的偏振光后透过上偏振片54，像素呈亮显示。另外，透过了下反射偏振层51的透射光62透过下基板50及下偏振层55，朝向照明装置58出射。由于在照明装置58上设有反射片59，所以该透射光62的一部分在反射片59上反射后返回下基板50一侧，但如果该光入射到液晶53，则进行亮显示的像素变得更亮，所以透过了该下反射偏振层51的光不会对显示造成不良影响。
另外，如图6所示，在本发明的液晶显示装置中，亮显示时不管是透射模式、还是反射模式，液晶53都呈截止状态，暗显示时液晶53都呈导通状态。这样由于对亮、暗显示的液晶上的电压施加状态在透射模式和反射模式时都相同，所以在透射模式显示时，能防止由于外部光的入射引起的对比度下降，能获得可视性良好的显示。
其理由如下。假设对亮、暗显示的液晶上的电压施加状态在两种模式时不同，则透射模式时呈暗显示的像素的液晶上的电压施加状态和反射模式时呈亮显示的像素上的电压施加状态变得相同。因此，在透射模式下工作时如果外部光入射到液晶显示装置上，则在呈暗显示的像素中，在下反射偏振层51上反射的光出射到外部，本来呈暗显示的像素进行亮显示。因此，液晶显示装置的对比度下降。
其次，本发明的液晶显示装置能这样构成在上述下基板的内表面一侧局部地设置上述下反射偏振层，在上述下反射偏振层的下侧设置下偏振层。即使这样构成，也能实现半透射反射型的液晶显示装置。以下参照图7说明这种情况下的液晶显示装置的工作。
图7是说明本发明的半透射反射型的液晶显示装置的工作原理用的说明图，该图所示的液晶显示装置在液晶53的上下备有上偏振片54及下反射偏振层51，下偏振层55、下基板50配置在下反射偏振层51的下侧，在下基板50的外表面一侧备有照明装置58及反射片59。而且，在本结构的液晶显示装置中，在下反射偏振层51上设有使从照明装置58出射的光透过用的开口部57，除此以外与图4所示的结构相同。另外，图7所示的结构要素中，带有与图6相同符号的结构要素与图6所示的结构相同，其详细说明从略。
在图7所示的液晶显示装置中，在进行透射模式显示的情况下，如图7(a)所示，从照明装置58出射的光透过下基板50后，被下偏振层50变换成平行于纸面的偏振光，接着其一部分通过开口部57，入射到液晶53上，被用于显示。如果液晶53呈导通状态，则入射到液晶53上的光几乎不受液晶53的作用而到达上偏振片54上，被具有垂直于纸面的透射轴的上偏振片54吸收，像素呈暗显示。另一方面，如果液晶53呈截止状态，则利用液晶的旋光作用，从平行于纸面的偏振光变换成垂直于纸面的偏振光，透过上偏振片54，像素呈亮显示。
另外，不入射到上述下反射偏振层51的开口部57上、而在下反射偏振层51的下表面一侧反射的光返回照明装置58一侧，被照明装置58外表面一侧的反射片59反射后，成为再入射到下反射偏振层51上的光。这样，在下反射偏振层51与反射片59之间反复反射的过程中，朝向开口部57入射，被用于显示。
因此，如果采用本结构，特别是在透射模式中能获得明亮的显示，能提供可视性优异的液晶显示装置。
在图7所示的液晶显示装置中，在进行反射模式显示的情况下，如图7(b)所示，从上偏振片54的上方入射的外部光被上偏振片54变换成垂直于纸面的偏振光，入射到液晶53上。此处，如果液晶53呈导通状态，则入射的光几乎不受液晶53的作用而到达下反射偏振层51，透过具有垂直于纸面的透射轴的下反射偏振层51，到达下偏振层55。而且，被具有平行于纸面的透射轴的下偏振层55吸收。这样，像素呈暗显示。
另一方面，在液晶53呈截止状态的情况下，入射的光利用液晶53的旋光作用，被变换成平行于纸面的偏振光，到达下反射偏振层51，被具有垂直于该纸面的透射轴(平行于纸面的反射轴)的下反射偏振层51反射，成为朝向液晶53一侧的光，利用液晶53的旋光作用，再被变换成垂直于纸面的偏振光，透过具有垂直于纸面的透射轴的上偏振片54，向上方出射。这样，像素呈亮显示。
在上述的液晶显示装置中，与图5所示的下反射偏振层44相同，构成下反射偏振层51的两个斜面部的倾角互不相同地形成，所以能使反射光的出射方向与外部光的入射方向不同，通过适当地控制这些倾角度，使朝向使用者的视线方向的出射光量增多，能提高实际的显示亮度。
其次，在本发明的液晶显示装置中，上述两个斜面部中，使一个斜面部和上述下基板构成的角度为20度以上、50度以下，使另一个斜面部和上述下基板构成的角度为50度以上、80度以下为好。最好这样构成在30度以上、50度以下，使另一个斜面部和上述下基板构成的角度为50度以上、75度以下，由此在将本发明的液晶显示装置用于移动电话等电子装置的显示部进行反射显示的情况下，能增加使用该电子装置的使用者的视线方向的光量，实际上能获得明亮的显示。
在移动电话机等中，使用时外部光的入射角通常约为20～45度，使用者大致位于显示部的正面。因为液晶显示装置的构成材料的折射率约为1.5，在朝向液晶显示装置的入射角约为20～45度的情况下，朝向倾斜部的入射角变成约15～30度。在将朝向倾斜部的入射角为15度的光的反射方向作为液晶显示装置的法线方向的情况下，如果各斜面部的倾角分别为45度±5度、55度±5度，则由于能使反射光的出射方向朝向使用者，所以最好取这些倾角度。另外，在将朝向倾斜部的入射角为30度的光的反射方向作为液晶显示装置的法线方向的情况下，如果各斜面部的倾角度分别为35度±5度、70度±5度，则由于能使反射光的出射方向朝向使用者，所以最好取这些倾角。可是，使用者、显示部(液晶显示装置)、以及外部光的位置关系虽然基本上如上，但实际使用时，在使用者能获得最亮的显示的位置中是使显示部移动着使用的，所以上述斜面部的倾角如果位于上述的范围内，则使用者对位置稍微进行调整，实际上就能使用。在上述倾角超过了上述的范围的情况下，即使由使用者进行配置的微调，也不能获得十分明亮的显示，所以不好。
其次，在本发明的液晶显示装置中，上述下反射偏振层的透射轴和上述下偏振层的透射轴最好大致正交地配置。在图6、7所示的液晶显示装置中，在进行反射模式显示的情况下，透过下反射偏振层51的光被下偏振层55吸收，像素呈暗显示，所以如果下反射偏振层51的透射轴与下偏振层55的透射轴正交，则透过下反射偏振层51的光几乎全部被下偏振层55吸收，能使暗显示更暗，所以能提高反射模式的对比度，能获得鲜明的显示。
其次，在本发明的液晶显示装置中，上述下反射偏振层的透射轴和下偏振层的透射轴构成的角度也可以为60度以上、120度以下。如上所述，下反射偏振层的透射轴和下偏振层的透射轴虽然最好互相正交配置，但如果在上述的范围内，实际上就能使用。两者的交叉角度如果超过了上述范围，则反射模式时会引起对比度降低，所以不好。
其次，本发明的液晶显示装置，最好在靠近上述下反射偏振层的上侧，设置使被该下反射偏振层反射的光散射用的散射层。通过这样构成，在下反射偏振层上反射的光的强度局部地增强，能防止反射模式下的显示的可视性降低。该散射层至少设置在靠近下反射偏振层的上侧即可，既可以在上基板的外侧设置作为散射层的前方散射片，也可以在上下基板的内表面一侧形成。
其次，本发明的液晶显示装置，能在上述上基板或下基板的内表面一侧备有滤色片而构成。通过这样构成，能获得反射型或半透射反射型的彩色液晶显示装置。该滤色片虽然也能在上基板的内表面一侧形成，但最好在下反射偏振层的正上方形成。如果将滤色片配置在下反射偏振层的正上方，则能抑制色偏移和视差，能获得更鲜明的彩色显示。
其次，本发明的电子装置的特征在于备有前面任意一方面记载的液晶显示装置。如果采用该结构，则能实现在反射模式中实际上能获得明亮的显示的备有优异的显示部的电子装置。图8是说明本发明的电子装置的作用用的说明图，这里，作为电子装置的一例，说明移动电话的作用。
图8所示的移动电话70这样构成在框体71上备有显示部72和操作部73，显示部72用上述本发明的液晶显示装置构成。
在该移动电话70中，从显示部72的斜上方入射的入射光朝向显示部72的正面的使用者U的方向反射，在使用者的方向能获得明亮的显示。图1是表示作为本发明的一个实施例的反射型液晶显示装置的局部剖面结构图。
图2是表示作为本发明的第二实施例的半透射反射型液晶显示装置的局部剖面结构图。
图3是说明本发明的液晶显示装置的工作原理用的说明图。
图4是表示图3所示的下反射偏振层附近的光路的图。
图5是表示本发明的下反射偏振层的结构的斜视图。
图6是说明本发明的液晶显示装置的工作原理用的说明图，图6(a)表示透射模式，图6(b)表示反射模式。
图7是说明本发明的液晶显示装置的工作原理用的说明图，图7(a)表示透射模式，图7(b)表示反射模式。
图8是说明本发明的电子装置的作用用的说明图。
图9(a)～(c)是表示本发明的电子装置的一例的斜视图。
图10是表示现有的液晶显示装置的一例的局部剖面图。
图11是表示图10所示的下反射偏振层附近的光路的说明图。以下，参照
本发明的实施例。
(第一实施例)图1是作为本发明的第一实施例的反射型的液晶显示装置的局部剖面图。本实施例是无源矩阵方式的半透射反射型彩色液晶显示装置的例子。另外，在以下的附图中，为了容易看清附图，各构成要素的膜厚或尺寸的比率等适当地有所不同。
如图1所示，本实施例的液晶显示装置1的简略结构如下下基板2和上基板3相向配置，在由该上下基板2、3夹着的空间内夹持着由STN(超扭曲向列)液晶构成的液晶4。
在由玻璃或树脂等构成的下基板2的内表面一侧，形成与图4所示的结构相同的下反射偏振层6，在该下反射偏振层6上由ITO等透明导电膜构成的条状的扫描电极8沿图示的横向延伸，覆盖着该扫描电极8层叠由聚酰亚胺等构成的取向膜9。另外，在上述下基板2的外表面一侧设有由光吸收材料构成的光吸收层20。
能以3微米左右的层叠间距层叠例如Ta2O5、以及SiO2形成上述下反射偏振层6，其沟槽的间距为2微米左右。另外，构成下反射偏振层6的材料不限定于上述的材料，还能使用Si、TiO2等，其层叠间距也能根据结构材料适当地变更。
另一方面，在由玻璃或树脂等构成的上基板3的内表面一侧，与上述下基板2上的扫描电极8正交地沿着与纸面垂直方向延伸、依次反复排列着红、绿及蓝色的滤色片11，在它上面层叠平坦化膜12，用来使由该滤色片11形成的凹凸平坦化。然后在平坦化膜12上由ITO等透明导电膜构成的条状的信号电极14沿垂直于纸面的方向延伸，在该扫描电极14上层叠形成由聚酰亚胺等构成的取向膜15。另外，在上基板3的外表面一侧，在上基板3上依次层叠设置着前方散射片16、延迟片17、上偏振片13。
具有上述基本结构的本实施例的液晶显示装置，在下基板2的内侧形成下反射偏振层6，该下反射偏振层6这样形成，即构成其棱镜形状的两个斜面部的倾角互不相同。因此，如果采用本实施例的反射型液晶显示装置，则能将反射光相对于入射光的出射方向设计成任意的方向，例如，使反射光的出射方向与使用者的视线方向一致，实际上能获得明亮的显示。另外，利用设置在下基板2的外表面一侧的光吸收层20，吸收透过了下反射偏振层6的光，而不返回液晶4一侧，所以能使暗显示更暗，能进行对比度优异的反射显示。
(第二实施例)图2是作为本发明的第二实施例的半透射反射型的液晶显示装置的局部剖面图。图2所示的液晶显示装置与图1所示的反射型的液晶显示装置不同的地方在于在下基板2的外表面一侧依次层叠设置下偏振片(下偏振层)21和反射偏振片22，在反射偏振片22的外侧设有背光(照明装置)5、以及配置在该背光5的外表面一侧的反射片18，除此以外的结构与图1所示的液晶显示装置相同。
因此，图2所示的构成要素中，凡与图1相同者标以同一符号，其详细说明从略。
本实施例的液晶显示装置被作成能一边切换利用外部光的反射模式和将背光5作为光源的透射模式、一边使用的半透射反射型的液晶显示装置，其工作原理与图6所示的液晶显示装置相同。在利用外部光的反射显示中，与上述的第一实施例的液晶显示装置相同，下反射偏振层6的构成棱镜状的两个斜面部的倾角形成得互不相同，由此能使反射光相对于入射光的出射方向为适当的方向，所以能增加使用者的视线方向的反射光量，实际上能进行明亮的显示。
另外，在将背光5作为光源而利用的透射模式中，通过再次利用在下反射偏振层6的下表面一侧反射的光，提高光源的利用效率，能进行明亮的显示。即，设置在下偏振片21的外表面一侧的反射偏振片22的透射轴与下偏振片21的透射轴大致平行地配置，因此，从背光5出射的光被变换成平行于反射偏振片22的透射轴的偏振光，该偏振光几乎全部透过下偏振片21。被上述反射偏振片22反射的光在背光5的反射片18与反射偏振片22之间反复反射的过程中，该偏振光的状态发生变化，能透过反射偏振片22，该光也能作为有助于显示的光而加以利用。
另外，在本实施例的半透射反射型液晶显示装置中，在透射模式和反射模式时，由于亮、暗显示和液晶上的电压施加状态相同，所以在透射模式的工作中即使外部光入射，液晶显示装置的对比度也不会下降。这样，本实施例的液晶显示装置在透射模式、反射模式的任意一种模式中，都具有良好的可视性。
(第三实施例)图3是作为本发明的第三实施例的半透射反射型的液晶显示装置的局部剖面图。图3所示的液晶显示装置与图2所示的半透射反射型的液晶显示装置不同的地方只是在下反射偏振层6上设有开口部10，用来使从背光5出射的光透过，除此以外的结构与图2所示的液晶显示装置相同。因此，图3所示的构成要素中，凡与图2相同者标以同一符号，其详细说明从略。
图3所示的本实施例的液晶显示装置的工作原理与图7所示的液晶显示装置相同。而且，与上述第二实施例的液晶显示装置相同，在反射模式中，通过使反射光的出射方向与使用者的视线一致，提高使用者所看到的显示的亮度，另外，在透射模式中，通过提高背光5的利用效率，实现明亮的显示。
(电子装置)
现说明备有上述各实施例的液晶显示装置的电子装置的例子。
图9(a)是表示移动电话的一例的斜视图。在该图中，符号1000表示移动电话本体，符号1001表示使用上述的液晶显示装置的液晶显示部。
图9(b)是表示手表型电子装置的一例的斜视图。在该图中，符号1100表示手表本体，符号1101表示使用上述的液晶显示装置的液晶显示部。
图9(c)是表示文字处理器、个人计算机等便携型信息处理装置的一例的斜视图。在图9(c)中，符号1200表示信息处理装置，符号1202表示键盘等输入部，符号1204表示信息处理装置本体，符号1206表示使用上述的液晶显示装置的液晶显示部。
以上图9(a)～(c)所示的电子装置由于备有使用上述实施例的液晶显示装置的液晶显示部，所以能增加使用者的对视线方向的反射光量，实现实际上增加反射模式中的显示的亮度。如上所述，本发明的液晶显示装置在互相相向的上基板和下基板之间夹持着液晶，在该液晶的上下备有上偏振层和下反射偏振层，上述下反射偏振层这样形成断面呈楔形的两个斜面部周期性地层叠连续形成的棱镜形状的电介质干涉膜，上述各斜面部和上述下基板构成的角度对各斜面部来说各不相同，使外部光的入射方向与反射光的出射方向不同，通过使该反射光的出射方向与使用者的视线方向一致，能增加使用者的视线方向的光量，实际上能提高反射模式中的显示的亮度。
另外，如果采用本发明的电子装置，则由于备有使用上述实施例的液晶显示装置的液晶显示部，所以能增加朝向使用者的视线方向的反射光量，能实现实际上提高反射模式中的显示的亮度。
权利要求
1.一种液晶显示装置，其特征在于在互相相向的上基板与下基板之间夹持着液晶，在该液晶的上下备有上偏振层、以及下反射偏振层，上述下反射偏振层这样形成断面呈楔形的两个斜面部周期性地层叠连续形成的棱镜形状的电介质干涉膜，上述各斜面部和上述下基板构成的角度对各斜面部来说各不相同。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于上述下反射偏振层有透射轴和与该透射轴正交的反射轴，反射入射的光中平行于上述反射轴的分量的一部分，成为使一部分透过的半透射反射型的反射偏振层，下偏振层设置在上述下反射偏振层的下侧。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于在上述下基板的内表面一侧局部地设置上述下反射偏振层，在上述下反射偏振层的下侧设置下偏振层。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述两个斜面部中，使一个斜面部和上述下基板构成的角度为20度以上、50度以下，使另一个斜面部和上述下基板构成的角度为50度以上、80度以下。
5.如权利要求2至4中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于上述下反射偏振层的透射轴与上述下偏振层的透射轴大致正交地配置。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于上述下反射偏振层的透射轴和下偏振层的透射轴构成的角度为60度以上、120度以下。
7.如权利要求1至6中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于在靠近上述下反射偏振层的上侧设置用来使被该下反射偏振层反射的光散射的散射层。
8.如权利要求1至7中的任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于在上述上基板或下基板的内表面一侧备有滤色片。
9.一种电子装置，其特征在于备有权利要求1至8中的任意一项所述的液晶显示装置。
全文摘要
在反射型或半透射反射型的液晶显示装置中，提供一种使使用者的视线方向的反射光量增加，实现了明亮的显示的、可视性好的液晶显示装置以及备有该液晶显示装置的电子装置。本发明提供这样一种液晶显示装置1在互相相向的上基板3和下基板2之间夹持着液晶4，在该液晶4的上下备有上偏振片(上偏振层)13、以及下反射偏振层6，上述下反射偏振层6这样形成断面呈楔形的两个斜面部周期性地层叠连续形成的棱镜形状的电介质干涉膜，上述各斜面部和上述下基板构成的角度对各斜面部来说各不相同。还提供备有该液晶显示装置的电子装置。
文档编号G02B5/30GK1400496SQ0212707
公开日2003年3月5日 申请日期2002年7月26日 优先权日2001年7月27日
发明者饭岛千代明 申请人:精工爱普生株式会社