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CN1190689C - 液晶显示装置及电子仪器 - Google Patents

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Abstract

在具有反射方式、穿透方式的半透射反射型液晶显示装置中，使穿透方式的显示亮度提高，提供观察性优良的半透射反射型液晶显示装置及具有这种装置的电子仪器。提供液晶显示装置(1)及具有该装置的电子仪器。在相对的上基板(3)和下基板(2)之间夹着液晶(4)，该液晶的上下设有上偏振光板(13)及偏振光层(7)，在下基板(2)的外侧面设有照明装置，在利用穿透方式和反射方式的交换进行显示的半透射反射型液晶显示装置中，在下基板(2)的内侧面设有半穿透反射膜(6)和在该半穿透反射膜(6)上形成的偏振光层(7)。

Description

液晶显示装置及电子仪器
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及电子仪器，特别是有关在透射方式时，也能有足够显示亮度的半透射反射型液晶显示装置的构成。
背景技术
反射型液晶显示装置因为不用背照光等光源，消耗电能小，所以过去在各种便携式电子仪器、装置的显示部分用的很多。
但是，因为要利用自然光和照明光进行显示，所以在暗的场所就出现难以看清的问题。因此，一种新型的液晶显示装置被提出来了，它在亮的场所和通常的反射型液晶显示装置一样利用外光，而在暗的场所利用内部光源进行显示，也就是，这种液晶显示装置采用了反射型和透射型兼备的显示方式。根据周围的明暗程度，利用反射方式和透射方式的交换，在降低电能消耗的同时，即使在周围暗的场合，也能明亮地显示。下面，在本说明书中称这种液晶显示装置为“半透射反射型液晶显示装置”。
作为半透射反射型液晶显示装置的形态，提出了在下基板内侧面装置反射膜，该反射膜是在铝等金属膜上有透过光用的狭缝的液晶显示装置。这是利用在下基板内侧面设置金属膜，防止由于下基板的厚度造成的视差影响，特别是在用了滤色片的构造中，防止混色。图12所示是无源矩阵方式的半透射反射型液晶显示装置的一例。在这个液晶显示装置100中，在一对透明基板101、102之间夹着液晶103，在下基板101上积层反射膜104、绝缘膜106，在它上面形成由铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，以下简称ITO)等透明导电膜组成的条纹状扫描电极108，形成为了覆盖扫描电极108的定向膜107。另一方面，在上基板102上形成滤色片109，在它上面积层了平坦化膜111，在这个平坦化膜111上，有由ITO等透明导电膜组成的信号电极112，它在与扫描电极108的正交方向上形成条纹状，为了覆盖这个信号电极112形成定向膜113。反射膜104是由铝等金属膜形成，对于这个反射膜104，形成对每个象素的透过光用的狭缝110。利用这个狭缝110，使反射膜104具有半透射反射膜功能。另外，在上基板102的外侧面，从上基板102这侧起，依次设置前方散射板118、相位差板119、上偏振光板114；在下基板101的外侧，设置1/4波长板115和下偏振光板116。另外，背照光117设置在下基板的下侧面。
上述构成的液晶显示装置在亮的场所，用反射方式使用时，从上基板102的上方入射的外光，透过液晶103在反射膜104的表面反射后，再次透过液晶103，在上基板102侧射出。在暗的场所，使用透射方式时，从设置在下基板101下方的背照光射出的光，在狭缝110的部分，透过反射膜104，然后，透过液晶103，在上基板102侧射出。这些光用于各种形式的显示。
如果利用上述的液晶显示装置100，观察显示与外光的有无无关，但是，出现了与反射方式时相比，透射方式时的亮度不足的问题。这是因为透射方式时的显示，是利用通过设置在反射膜104上的狭缝110的光，和在下基板101的外侧面设置了1/4波长板115及下偏振光板116的缘故。
首先，因为液晶显示装置100，在透射方式时是利用狭缝110透过的光进行显示，所以相对于反射膜104的狭缝110的面积(即开口率)影响显示的亮度。这个开口率如果大，虽然能提高透射方式时的显示亮度，但是开口率大，使反射膜104的面积减少，因而反射方式时的显示就暗。因此，为了确保反射方式时的亮度，狭缝110的开口率不能大过一定程度。
其次，在下基板101的外侧面，1/4波长板是必要的，它使透射方式时的亮度不的足的原因在下面说明。在下面的说明中，对在无电压状态时进行的暗显示、有电压状态时进行的明显示的构成加以说明。
首先，在图12所示的液晶显示装置100中，在反射方式暗显示的场合，从上基板102外侧入射的光，当上偏振光板114的透射轴与纸面平行时，利用通过上基板102上的上偏振光板114，使之成为与纸面平行的直线偏振光，在通过液晶103期间，由于液晶103的多次折射效果，使之成为近似圆偏振光。然后，被设置在下基板101内侧面的反射膜104的表面反射，成为反向的圆偏振光，再次通过液晶103，成为与纸面垂直的直线偏振光，到达上基板102。这里，因为上基板102的上偏振光板114，是有与纸面平行透射轴的偏振光板，所以被反射膜104反射的光，被上偏振光板114吸收，不返回到液晶显示装置100的外部，液晶显示装置100成为暗显示。
相反，在进行反射方式明显示的场合，液晶103加上电压，因为液晶103变成定向方向，从上基板102外侧入射的光，通过液晶103成为直线偏振光，在反射膜104上原封不动地被反射，像与纸面平行的直线偏振光那样，透过上基板102上的上偏振光板114返回到外部，液晶显示装置100被明显示。
另一方面，在上述液晶显示装置100中，在用透射方式进行显示的场合，从背照光117射出的光，从下基板101的外侧入射到液晶显示单元，在这个光中，通过狭缝110的光，成为用于显示的光。这里，在液晶显示装置100中，为了进行暗显示，与上述反射方式一样，从狭缝110射向上基板102的光，必须是近似圆偏振光。因此，从背照光117射出的通过狭缝110的光，也需要变成近似圆偏振光，所以需要1/4波长板115，它可以使透过下偏振光板116之后的直线偏振光变成近似圆偏振光。
这里，在从背照光117射出的光中，着眼于没有通过狭缝110的光，从背照光117射出，透过下偏振光板116成为与纸面平行的直线偏振光后，通过1/4波长板115，成为近似圆偏振光，到达反射膜104。而后，被反射膜104的下基板101侧的面反射，成为反向的圆偏振光，再通过1/4波长板115，成为与纸面垂直的直线偏振光。然后，被有与纸面平行的透射轴的下偏振光板116吸收。也就是说，从背照光117射出的光中，没有通过狭缝110的光，被下基板101的下偏振光板116几乎全部吸收了。
再有，着眼于利用图12所示的液晶显示装置进行透射方式明显示的场合，通过狭缝110入射到液晶103的光，没有受到液晶103的作用，通过上基板102上的上偏振光板114，在液晶显示装置的上方射出，从狭缝110到上基板102的光，由于1/4波长板115的作用成为近似圆偏振光。因此，通过具有与纸面平行的透射轴的上偏振光板114的光量，只有通过狭缝110的光量的一半以下。
这样，在液晶显示装置100中，因为在透射方式时，没有通过狭缝110被反射膜104反射的光，几乎全部被反射膜104的下偏振光板116吸收，所以背照光117射出的光，只能有一部分利用于显示，而且，通过上基板102上的上偏振光板114，从液晶显示装置的上方射出的光，只有通过狭缝110的光量的一半以下。
发明内容
本发明是为解决上述问题的，在具有反射形式、透射形式的半透射反射型液晶显示装置中，提高了透射方式时的显示亮度，提供有优良观察性的半透射反射型液晶显示装置是本发明的首要目的。
另外，本发明的第二个目的是提供具有优良观察性的半透射反射型液晶显示装置的电子仪器。
本发明所涉及的半透射反射型的液晶显示装置是，其中在相互相对的第1基板和第2基板之间夹着液晶，而且夹着该液晶设置有第1偏振光层和第2偏振光层，相对于上述第2基板在上述第1基板的相反侧设置有照明装置，利用透射方式和反射方式的切换进行显示，其特征在于，在上述第2基板上的上述液晶侧从上述第2基板向上述液晶依次层叠设置半透射反射膜、上述第2偏振光层和透明电极。
此外，本发明所涉及的半透射反射型的液晶显示装置，还可以是其中在相互相对的第1基板和第2基板之间夹着液晶，而且夹着该液晶设置有第1偏振光层和第2偏振光层，相对于上述第2基板在上述第1基板的相反侧设置有照明装置，利用透射方式和反射方式的切换进行显示，其特征在于，上述第2偏振光层配置在形成于上述第2基板的上述液晶侧的半透射反射膜上，相对于上述第2基板在上述第1基板的相反侧配置有偏振光板，该偏振光板的透射轴与上述第2偏振光层的透射轴被配置成几乎平行。
如上所述，在半透射反射型的液晶显示中，透射方式时的亮度不足，有下述两个原因，一个原因是在透射方式中，明显示时，在上偏振光板114处入射的光是近似圆偏振光，大约一半的光被上偏振光板114吸收的缘故。即，在反射方式中，被反射膜104反射的光，暗显示是近似圆偏振光，明显示是近似直线偏振光。因此，为了在透射方式进行暗显示，通过反射膜104的狭缝110的光必须是近似圆偏振光，其结果必然是，明显示通过反射膜104的狭缝110的光也是近似圆偏振光，所以入射到上偏振光板114的光成为近似圆偏振光。因此，大约一半的光被上偏振光板吸收，不能高效率地利用光。
另一个原因是，在反射膜104下面被反射的光没有有效地利用在亮度上。即，如上所述那样，因为需要1/4波长板115，由于这个1/4波长板115的存在，在反射膜104下面被反射的光，因为被下基板101的下偏振光板116吸收，所以背照光的光不能有效地利用于显示。
本发明者着眼于在这种透射方式时，造成显示亮度降低原因的1/4波长板115和下偏振光板116。对于不用这些1/4波长板115和下偏振光板116，也能显示的半透射反射型液晶显示装置的构成，进行反复专门讨论，是本发明的目的。
即，为了解决上述问题，本发明的液晶显示装置的特征是，在相互相对的上基板及下基板之间夹着液晶，该液晶的上下设置上偏振光层及下偏振光层，在上述的下基板外侧面设置照明装置，是利用透射过方式和反射方式的交换进行显示的半透射反射型液晶显示装置，在上述的下基板内侧面，设置半透射反射膜和在该半透射反射膜上形成的上述下偏振光层。
如果按照本发明的液晶显示装置，在下基板内侧设置半透射反射膜，利用设置在这个半透射反射膜上的偏振光层的构成，可以省去原来在透射方式的显示中所必须的1/4波长板及下基板外侧的偏振光板。从而，可以防止由此引起的光量降低，所以在透射方式时能明亮显示。
按照本发明的构成，不用1/4波长板及下基板外侧的偏振光板，透射方式及反射方式的任何一种方式的显示都可以，下面，对于在透射方式时亮度提高的原因，参照图6及图7，详细加以说明。
首先，在以透射方式动作的场合，对本发明的液晶显示装置参照图6进行说明。图6是关于本发明的液晶显示装置的部分断面构造的模式图，图6(a)表示透射方式的明显示状态，图6(b)表示透射方式的暗显示状态。即，图6(a)表示不加电压的状态，图6(b)表示加电压的状态。而且，为了使图6(a)、(b)的附图清楚，省略了定向膜及电极等。
图6(a)、(b)所示的液晶显示装置，其构成是在相互相对的下基板121和上基板122之间夹着液晶123，在由此构成的液晶板120下面(下基板121的外侧)设置背照光128，在液晶板的下基板121内侧面的半透射反射膜124及偏振光层125是依次积层而形成的。另外，在上基板122的外侧面，设置上偏振光板126，而且，在半透射反射膜124上面，设置多个为进行透射显示的狭缝(开口部分)，另外，在背照光128的下侧面(液晶板120的对面)设置反射板129。
在图6(a)所示的明显示状态中，在从背照光128向液晶板120射出的光中，通过反射膜124的狭缝127的光，在偏振光层125的透射轴与纸面垂直的场合，利用偏振光层125变换成与纸面垂直的直线偏振光，入射到液晶123。然后，经过液晶123旋光，被变换成与纸面平行的直线偏振光，入射到上偏振光板126，向上偏振光板126的外部射出。即，光在上偏振光板126处几乎没有损失。
其次，在从背照光128射出的光中，着眼于不入射到狭缝127被半透射反射膜124里侧面(下基板121侧)反射的光，这个被半透射反射膜124里侧面反射的光，通过下基板121及背照光128入射到反射板129。然后，被这个反射板129反射再成为射向液晶板120的光。因此，没有入射到狭缝127的光，在被半透射反射膜124里侧面和反射板的反复反射过程中，向狭缝127入射，和上述入射到狭缝127的光同样用于显示。即，照到反射膜129的光也能被有效利用。
另一方面，在图6(b)所示的暗显示状态中，从背照光128来的光，通过半透射反射膜124的狭缝127，由于偏振光层125被变换成与纸面垂直的直线偏振光，入射到液晶123。在暗显示状态中，因为液晶123被加上电压，定向在几乎与上下基板122、121垂直的方向上，所以入射的光几乎不受液晶123的作用，而到达上偏振光板126。然后，因为上偏振光板126有与纸面平行的透射轴，所以入射到上偏振光板126的光，被上偏振光板126吸收，不向液晶板120外面射出。
这样，在本发明的液晶显示装置中，由于在半透射反射膜124上设置偏振光层125，几乎没有由于上偏振光板126造成的光的损失，更有，被半透射反射膜124里侧面反射而返回到背照光128的光，在透射方式显示时，可以被再次利用。因此，因为通过狭缝127而入射到液晶123的光量能大幅度增加，所以在显著提高透射方式显示亮度的同时，由于明显示亮度的提高，得到了提高反差的效果。而且，在本发明的液晶显示装置中，由于不需要1/4波长板及在下基板外侧配置的偏振光板，使部件的数目减少，从而可以谋求降低制造成本。
其次，在以反射方式动作的场合，对本发明的液晶显示装置参照图7进行说明。图7是关于本发明的液晶显示装置的部分断面构造的模式图。图7(a)表示反射方式的明显示状态，图7(b)表示反射方式的暗显示状态，即图7(a)表示不加电压的状态，图7(b)表示加电压的状态，而且，为了图7(a)、(b)的附图清楚，省略了定向膜及电极等。
图7(a)、(b)所示的液晶显示装置，因为与图6所示的是同一个液晶显示装置，所以对于与图6所示的构成元件相同的构成元件，标注相同的标号，省略了对该构成元件的说明。而且，在下面的反射方式时，为了附图清楚，将不工作的背照光和反射板在图7中也省略了。
从图7(a)所示的液晶显示装置上方入射的光，在上偏振光板126的透射轴与纸面平行的场合，被这个上偏振光板126变换成与纸面平行的光，接着，被液晶123旋光变换成与纸面垂直的直线偏振光。而且，在原封不动地通过设置在半透射反射膜124上的偏振光层125后，被半透射反射膜124反射，再次返回到液晶123上。其次，被液晶123旋光变换成与纸面平行的直线偏振光，又被变换成近似圆偏振光，到达上偏振光板126的下侧面(上基板122侧)。然后，透过上偏振光板126，返回到液晶显示装置的上方。这样一来，图7(a)所示的液晶显示装置，成为反射方式的明显示状态。
另一方面，在图7(b)所示的暗显示状态的场合，从液晶显示装置上方入射的光，被上偏振光板126变换成与纸面平行的直线偏振光，入射到液晶123上。在图7(b)所示的状态中，因为在液晶123上加电压，所以液晶123在与上下基板122、121几乎垂直的方向上成为定向状态，对入射的光几乎不起作用。因此，入射的光像与纸面平行的直线偏振光那样，到达偏振光层125。这个偏振光层125因为有与纸面垂直的透射轴，所以与纸面平行的直线偏振光作为入射光被偏振光层125吸收，这样一来，图7(b)所示的液晶显示装置就成为反射方式的暗显示状态。
这样，本发明的半透射反射型液晶显示装置，也能用反射方式显示了。
如上述的详细说明那样，上述构成的本发明的液晶显示装置120，利用设置在半透射反射膜124上的偏振光层125的结构，即使没有1/4波长板，也可以进行透射方式的显示，而且，由于其显示是利用了在半透射反射膜124的里面被反射的光，所以透射方式的显示，可以格外明亮。
其次，在本发明的液晶显示装置中，设置在上述的上基板侧的上偏振光层，也可以设置在上基板的内侧面。
按照这样的构成，因为在上基板的外侧没有必要设置偏振光板，减少了工时数和部件数目，所以能够降低制造成本。另外，设置在上基板的内侧面的上偏振光层，能使由于滤色片和电极造成的凹凸平坦化，兼备了平坦化膜的功能，所以就没有必要另外在上基板的内侧面设置平坦化膜。
其次，在本发明的液晶显示装置中，在上述的半透射反射膜的上侧或表面，也可以为了使被该半透射反射膜反射的光散射，设置散射层。
按照这样的构成，因为能够将被上述的半透射反射膜反射的光散射，在能够防止由于在特定方向上反射光，使液晶显示装置的观察性降低的同时，也没有必要为了使从液晶显示装置射出的光散射，而在上基板的外侧面设置前方散射板，所以由于部件数目减少，可以取得降低成本的效果。
在本发明中，上述的散射层，在上述的半透射反射膜上积层也可以，为了在上述的半透射反射膜上提供扩散形状的光，所以在上述的半透射反射膜的下侧积层也可以。
其次，在本发明的液晶显示装置中，其构成也可以是为透过光，在上述的半透射反射膜上形成开口部分。
按照这样的构成，通过上述的开口部分，从上述的照明装置射出的光，因为能直接入射到液晶，所以在用透射方式进行显示时，在能够得到明亮显示的同时，利用调整这个开口部分的大小(即开口率)，可以很容易地调整反射方式和透射方式的亮度。
而且，在本发明的液晶显示装置中，如上所述，除了半透射反射膜设有开口部分之外，由于它的膜厚极薄，半透射反射膜也可以使光透过。
其次，在本发明的液晶显示装置中，其构成也可以是在上述的下基板的外侧面，设置偏振光板，而它的透射过轴几乎与上述的下偏振光层的透射轴平行。
按照这样的构成，与只利用设置在下基板的内侧面的偏振光层，对入射光进行偏振光变换的场合相比，可以得到高的偏振光度。因此，在用设置在上基板上的偏振光层或偏振光板吸收入射光的场合(即，液晶显示装置是暗显示的场合)，上基板上的偏振光层或偏振光板可以高效率地吸收光，减少通过上基板的光量。因此，因为能有更暗的暗显示，所以可以提高液晶显示装置的反差。
其次，在本发明的液晶显示装置中，其构成也可以是在上述下基板的外侧面的偏振光板上设置反射偏振光板，而它的透射轴几乎与上述的偏振光板的透射轴平行。
这里，所谓的反射偏振光板是具有反射轴与透射轴的偏振光板。按照这样的构成，由于上述的反射偏振光板而不能通过下基板的偏振光板的光，返回到照明装置侧，仅仅是能通过偏振光板的光，能进入到液晶板中。另外，由于被反射偏振光板反射而返回到照明装置的光，在照明装置和反射偏振光板之间反射的过程中，因为该偏振光状态变化，成为能通过反射偏振光板的光，所以这部分光也可以成为用于显示的光。因此，从上述照明装置射出的光，因为几乎全部用于显示，所以可以得到比透射方式更亮的显示。
对上述作用，下面参照图8进行详细说明。图8是表示本发明的液晶显示装置的部分断面构造的模式图。在图8所示的液晶显示装置中，在进行透射方式的明显示的场合，从背照光140射出的光，在反射偏振光板139的透射轴与纸面成垂直方向的场合，由于反射偏振光板139的作用成为与纸面垂直的直线偏振光，透过偏振光板139，与纸面平行的成分被反射，返回到背照光140侧。然后，透过上述反射偏振光板139的光，透过偏振光板138，该偏振光板138的透射轴与反射偏振光板139的透射过轴几乎平行，这个光的一部分通过狭缝137，其余的光被反射膜134反射。被反射的光再次通过偏振光板138、反射偏振光板139，返回到背照光140侧。通过狭缝137的光，透过偏振光层134，该偏振光层134的透射轴与偏振光板138的透射轴几乎平行，之后，入射到液晶133，入射到液晶133的光，被液晶133旋光变而换成与纸面平行的直线偏振光，入射到偏振光板136。因为偏振光板136有与纸面平行的偏振光轴，在入射到偏振光板136的光中，与纸面平行的成分透过偏振光板136，向液晶板130的上方射出。
这里，在背照光140射出的光中，着眼于被反射偏振光板139反射的光，这个光被反射偏振光板139反射后，返回到背照光140侧，被背照光140后侧面的反射板141再次反射，再次入射到反射偏振光板139，被反射偏振光板139再次反射。这样，被反射偏振光板139反射的光，在与反射板141之间被反复反射。而且，在这样反复反射的过程中，光的偏振光状态变化，在向反射偏振光板139入射时，包含了能透过反射偏振光板139的成分，这个能透过反射偏振光板139的成分被用于显示。
另外，在背照光140射出的光中，透过反射偏振光板139之后，着眼于被反射膜134反射的光，这个光被反射膜134反射之后，返回到背照光140侧，被背照光140后侧面的反射板141再次反射，再次入射到反射膜134，一部分通过狭缝137。这样，被反射膜134反射的光，在反射膜134和反射板141之间反复反射的过程中，透过狭缝137，被有效地利用。
这样，如果按照本发明的液晶显示装置，从背照光140射出的光中，不仅是与反射偏振光板139和偏振光板138的透射轴平行的成分能用于显示，而被反射偏振光板139和偏振光板138反射的光也能用于显示。所以即使在用相同光量的背照光140的场合，也能得到比过去明亮的显示。
其次，在本发明的液晶显示装置中，其构成也可以是在上述的上基板或下基板的外侧面设置滤色片。
按照这样的构成，可以彩色显示是必然的，因为在上下基板的内侧面设置了滤色片，特别是在反射方式中，能够减少视差。
其次，在本发明的液晶显示装置中，其构成也可以是在上述滤色片上设置上述下偏振光层。
按照这样的构成，就没有必要为了平坦化由于滤色片而造成的凹凸，而另外设置的平坦化膜，，所以能够由于减少部件数，谋求降低制造成本。
作为能够适用于本发明的液晶显示装置的形态，虽然举出了无源矩阵方式的液晶显示装置，但是本发明对上述形态没有任何限制，其他，用薄膜二极管(Thin Film Diode，TFD)和薄膜晶体管(Thin FilmTransistor，TFT)等开关元件的有源矩阵方式的液晶显示装置也适用。
本发明的电子仪器，其特征是具有上述的本发明的液晶显示装置，按照这样的构成，就可以实现电子仪器具有优良的显示部分，它在透射方式是能得到明亮的显示。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的无源矩阵方式的液晶显示装置的部分断面构造图。
图2是本发明的第2实施例的无源矩阵方式的液晶显示装置的部分断面构造图。
图3是本发明的第3实施例的无源矩阵方式的液晶显示装置的部分断面构造图。
图4是本发明的第4实施例的无源矩阵方式的液晶显示装置的部分断面构造图。
图5是本发明的第5实施例的无源矩阵方式的液晶显示装置的部分断面构造图。
图6是本发明的液晶显示装置的部分断面构造的模式图，图6(a)表示明显示状态，图6(b)表示暗显示状态。
图7是本发明的液晶显示装置的部分断面构造的模式图，图7(a)表示明显示状态，图7(b)表示暗显示状态。
图8是本发明的液晶显示装置的部分断面构造的模式图。
图9是本发明的电子仪器之例的斜视图。
图10是本发明的电子仪器其他之例的斜视图。
图11是本发明的电子仪器另一个其他之例的斜视图。
图12是用原来的构成的液晶显示装置之例的部分断面构造图。
具体实施方式
(第1实施例：液晶显示装置)
下面，参照附图对本发明的第1实施例进行说明。
图1为本实施例的液晶显示装置的部分断面构造图。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。而且，在下面的附图中，为了附图的清楚，各构成元件的膜厚和尺寸的比例等作了适当的改变。
本实施例的液晶显示装置1，如图1所示，其大致构成有，液晶板1，它是由相互相对放置的下基板2及上基板3，在上下基板2、3之间夹着由STN(Super Twisted Nematic)液晶等组成的液晶4构成的，和设置在这个液晶板1后侧面(下基板2的外侧面)的背照光(照明装置)5。
在由玻璃、树脂等组成的下基板2的内侧面，有由铝等反射率高的金属膜组成的半透射反射膜6和偏振光层7，它们是依次积层形成的，在这个偏振光层7上由ITO等透明导电膜组成的条纹状扫描电极沿图示横向延伸，为覆盖这个扫描电极8积层了由聚酰亚胺等组成的定向膜9。另外，在上述的半透射反射膜6上，为了使背照光5射出的光透过，对每个象素设置狭缝(开口部分)10。
另一方面，在由玻璃、树脂等组成的上基板3的内侧面，为了和上述的下基板2的扫描电极正交，红、绿及兰的滤色片11在纸面垂直方向延伸，并按这个顺序反复排列，在其上面积层了平坦化膜12，它的作用是使由于滤色片11而造成的凹凸平坦化。而且，在平坦化膜上，由ITO等透明导电膜组成的条纹状信号电极14沿纸面垂的直方向延伸，在这个扫描电极上用积层方法形成由聚酰亚胺等组成的定向膜15。另外，在上基板3的外侧面设置有前方散射板16、相位差板17和偏振光板13，它们是在上基板3上按这个顺序积层而形成的。在背照光5的下侧面(液晶板1的对面)设置反射板18。
上述的偏振光层7，例如是边在下基板2上加应力，边在上述的半透射反射膜上涂敷染料的易溶液晶，使其硬化而形成的。这时偏振光侧7的偏振光轴，可以按照涂敷时的应力方向在任意方向设定。作为形成偏振光层7的材料，LC
Polarizer(商品名：美国Optipar公司产)等是适用的。这个LCPolarizer在United States Patent 6,049,428上有记载。
有上述基本构成的本实施例的液晶显示装置，是在半透射反射膜6上积层偏振光层7而构成的，省略了原来设置在下基板2外侧面的1/4波长板和偏振光板。按照这种构成的本实施例的液晶显示装置，不论在反射方式中或透射方式中都可以有清晰的显示。特别在透射方式中，在下基板2的外侧面，因为没有设置偏振光板和1/4波长板，从背照光5射出的光中，被半透射反射膜的里侧面6反射的光，又被反射板18反射，可以再次返回到液晶板1。因此，背照光的光可以高效率地利用于显示，所以显示的明亮度与过去相比，可以有显著地提高。
另外，按照本实施例的液晶显示装置的构成，如上所述，省略了1/4波长板和下基板侧的偏振光板，由于部件数目的减少，可以实现制造成本的降低。
(第2实施例：液晶显示装置)
在本实施例中，液晶显示装置的整体构成与图1所示的第1实施例相同，所以省略详细的说明。本实施例的液晶显示装置与第1实施例的液晶显示装置的不同点是，在下基板2外侧面设置按顺序积层而得到的偏振光板20和反射偏振光板21，下面仅对这部分用图2进行说明。图2是本实施例的液晶显示装置的部分断面构造图。再有，在图2中与图1的共同构成元件标注了同一标号。
图2所示的下基板2外侧面的偏振光板20和反射偏振光板21的偏振光轴，都与下基板2内侧面的偏振光层7的偏振光轴平行。由于有偏振光层7和偏振光板20，所以可以提高偏振光度，例如在进行暗显示的场合，通过液晶4到达上基板3的光，能够只成为近似直线偏振光，因此，这个光不被上基板3的偏振光板17吸收，使通过的光量减少，所以能使暗显示更暗，提高了液晶显示装置的反差。
其次，由于设置了反射偏振光板21，从背照光5射出的光，能够预先通过偏振光板20成为直线偏振光，所以可以防止背照光5的光被偏振光板20吸收，抑制了背照光5的光损失。而且，从背照光5射出的光中，不通过反射偏振光板21而被反射的光，被封闭在背照光5的反射板18和反射偏振光板21之间，在两者之间反复反射过程中，它的偏振光方向发生变化，变成能够通过反射偏振光板21，因为它可以用于显示，所以如果利用本实施状态的构成，从背照光5射出的光几乎全部用于显示，可以在透射方式时得到更亮的显示。
(第3实施例：液晶显示装置)
图3是本发明第3实施例的液晶显示装置的部分断面构造图。这个图示的本实施例的液晶显示装置，与图2所示的第2实施例的液晶显示装置的不同点是，在半透射反射膜6上通过积层形成滤色片11，在这个滤色片上设置偏振光层7的同时，下基板2的条纹状电极8沿纸面的垂直方向延伸，上基板3的条纹状电极14沿纸面的平行方向延伸。对这部分参照图3进行说明。而且，对图3中与图2中共同的元件标注同一标号。
在图3所示的本实施例的液晶显示装置中，由于在半透射反射膜6上设置了滤色片11，可以减少反射方式时的色差的视差。这是因为在半透射反射膜6上设置了滤色片11，透过一个色素层(例如R像素)之后，由于被半透射反射膜6反射，再次透过同一色素层的缘故。
另外，为了覆盖这个滤色片，设置了偏振光层7，由于这个偏振光层7兼备了平坦化膜的作用，它能使由于滤色片造成的凹凸平坦化，因此，按照本实施例的构成，即使不另外设置平坦化膜，也能形成均匀的间隙层。
(第4实施例：液晶显示装置)
下面，参照图4对本发明第4实施例进行说明。
在本实施例中，液晶显示装置的整体构成与图2所示的第2实施例相同，所以省略详细的说明。本实施例的液晶显示装置与第2实施例的液晶显示装置的不同点是，在半透射反射膜6与下基板2之间，省略了为使半透射反射膜6反射的光散射而设置的散射层19和散射板16，下面，仅对这部分用图4进行说明。图4是本实施例的液晶显示装置的部分断面构造图。而且，对图4中与图2中共同的元件标注同一标号。
如图4所示，在本实施例的液晶显示装置中，由于在半透射反射膜6与下基板2之间设置了散射层19，从液晶表层上侧面入射的光，被半透射反射膜6反射的同时被散射，所以能防止由于半透射反射膜6使光在特定方向上反射，从而降低反差，这样就省略了前方散射板16。
上述的散射层19是表面有凹凸形状的树脂膜，作为这种凹凸的形状也可以用熟悉的材料。设置了这个散射层19，半透射反射膜6就能使光散射的原因是，半透射反射膜6是在凹凸形状的散射层19上形成的，半透射反射膜6的形状也成为上述的凹凸形状的缘故。
还有，在本实施例的液晶显示装置中，在上述的半透射反射膜6上形成的偏振光层7，兼备了平坦化膜的作用，它能使由散射层19及半透射反射膜6造成的凹凸平坦化，所以没有必要另外形成平坦化膜。而且，如果按照本实施例的构成，就没有必要在上基板的外侧面设置前方散射板，因为它是原来为了使反射膜在特定方向反射的光散射而设置的，由于部件数目减少了，可以降低制造成本。
(第5实施例：液晶显示装置)
在本实施例中，液晶显示装置的整体构成与图1所示的第1实施例相同，所以省略详细的说明。本实施例的液晶显示装置与第1实施例的液晶显示装置的不同点是，代替图1所示的半透射反射膜6，设置了由铝等薄膜组成的半透射反射膜23，下面，仅对这部分用图5进行说明。图5是本实施例的液晶显示装置的部分断面构造图。而且，对图5中与图1中共同的元件标注同一标号。
图5所示的半透射反射膜23与下基板2的内面一样，是由铝等反射率高的材料组成的金属薄膜，如图1所示的半透射反射膜6那样，没有设置为透过光的狭缝110。在透射方式时，为了使从背照光5射出的光能够透过，这个半透射反射膜23是非常薄的膜，它的膜厚是根据构成半透射反射膜23的材料，和在透射方式、反射方式中的必须亮度，均衡两者而设定的最佳膜厚。这是因为这个半透射反射膜23的反射率和透射率需要折衷选择，如果膜厚偏薄，虽然透射率高而反射率会降低。
(电子仪器)
下面对装有上述实施例的液晶显示装置的电子仪器进行说明。
图9是表示移动电话之例的斜视图。图9中，标号1000表示移动电话本体，标号1001表示使用了上述的液晶显示装置的液晶显示部分。
图10是表示电子手表之例的斜视图。图10中，标号1100表示电子手表本体，标号1101表示使用了上述的液晶显示装置的液晶显示部分。
图11是表示文字处理机、笔记本电脑等便携式信息处理装置之例的斜视图。图11中，标号1200表示信息处理装置，标号1202表示键盘等输入部分，标号1204表示信息处理装置本体，标号1206表示使用了上述的液晶显示装置的液晶显示部分。
图9-图11所示的电子仪器因为它们的液晶显示部分，使用了上述实施例的液晶显示装置，所以实现了电子仪器用透射方式能够得到有明亮显示的显示部分。
实例
下面，以实例说明本发明的效果，但本发明并不限定下面的实例。
作为实例1、2制造了图1及图2所示的液晶显示装置。任何一个液晶显示装置都是点数为160点*120点，点距为0.24mm的无源矩阵方式的半透射反射型彩色液晶显示装置。
在实例1、2的液晶显示装置中，半透射反射膜6是用铝薄膜构成，对每个象素、在象素的对角并列形成两个0.068mm*0.022mm的开口部分。偏振光层7是涂敷美国Optipar公司产的LC Polarizer之后，使之硬化形成的。
其次，作为比较的例子，制作了按原来构成的液晶显示装置。这个液晶显示装置与上述实例1、2的液晶显示装置一样，也是点数为160点*120点，点距为0.24mm的无源矩阵方式的半透射反射型彩色液晶显示装置。
对上述的实例1、2及比较例的液晶显示装置，在透射方式、反射方式时的各种显示亮度所对应的透射率及反射率进行了测量。另外，也测量了透射方式、反射方式的反差。这些测量结果如表1所示。
如表1所示，与比较例的液晶显示装置相比，用本发明构成的实施例1、2的液晶显示装置，其透射率提高3倍以上。还有，透射时的反差也大幅度提高。可以认为是因为实例1、2的液晶显示装置高效率地将背照光5的光利用于显示的缘故。
另一方面，实例1、2的液晶显示装置的反射率都是28％，与比较例的液晶显示装置相比虽然都稍微低些，但是反射方式的反差却大幅度提高。这个反差的提高，可以认为是因为明显示的亮度稍微降低、暗显示更暗的缘故。
表1
实例1 实例2 比较例
透射率 7％ 7％ 2％
透射方式的反差 16 20 10
反射率 28％ 28％ 30％
反射方式的反差 18 18 10
如上面详细所述，如果用本发明，半透射反射膜上的偏振光层可以采用积层方式构成，可以省略了原来的液晶显示装置所必需的1/4波长板及下基板外侧的偏振光板，所以不会引起由于1/4波长板及偏振光板所造成的光量降低，使透射方式时的显示亮度格外提高，可以实现观察性优良的液晶显示装置。
还有，如果用本发明，由于可以有上述的明亮显示的液晶显示装置的显示部分，所以可以提供有优良观察性的显示部分的电子仪器。

Claims (6)

1.一种半透射反射型的液晶显示装置，其中在相互相对的第1基板和第2基板之间夹着液晶，而且夹着该液晶设置有第1偏振光层和第2偏振光层，相对于上述第2基板在上述第1基板的相反侧设置有照明装置，利用透射方式和反射方式的切换进行显示，其特征在于，在上述第2基板上的上述液晶侧从上述第2基板向上述液晶依次层叠设置半透射反射膜、上述第2偏振光层和透明电极。
2.一种半透射反射型的液晶显示装置，其中在相互相对的第1基板和第2基板之间夹着液晶，而且夹着该液晶设置有第1偏振光层和第2偏振光层，相对于上述第2基板在上述第1基板的相反侧设置有照明装置，利用透射方式和反射方式的切换进行显示，其特征在于，
上述第2偏振光层配置在形成于上述第2基板的上述液晶侧的半透射反射膜上，
相对于上述第2基板在上述第1基板的相反侧配置有偏振光板，该偏振光板的透射轴被配置成与上述第2偏振光层的透射轴几乎平行。
3.如权利要求2中所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述偏振光板与上述照明装置之间还具备：具有与所述偏振光板的透射轴几乎平行的透射轴的反射偏振光板。
4.如权利要求1或2中所述的液晶显示装置，其特征在于，在上述半透射反射膜上层叠滤色片，并在该滤色片上设置所述第2偏振光层。
5.权利要求1至4中任意一项所述的液晶显示装置，其特征在于，上述第2偏振光层在上述第2基板中向上述半透射反射膜上施加应力同时使涂敷的染料固化，涂敷时的应力方向成为偏振光轴。
6.一种电子仪器，其特征在于，包括如上述权利要求1至5中任意一项所述的液晶显示装置。
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