专利名称：电光学装置及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及可利用从光源射出的光显示图像的电光学装置及利用了该装置的电子设备。更详细地说是一种涉及电光学装置中照明系统的技术。
现有技术近年来，在便携电话机、便携式计算机、摄像机等电子设备中，作为显示部广泛采用液晶装置等电光学装置。在液晶装置中，在具备了电极的一对基片之间保持作为电光学物质的液晶，在电极之间驱动该液晶，以进行图像显示。
如果基于光的供给方式及显示模式对这种液晶装置加以区别，则可以分为利用设在一方基片的外面侧或内面的反射膜，使从另一方基片入射的外光再次向另一方的基片反射，以进行显示的反射型液晶装置；由配置于一方基片的外面侧的照明装置把光以平面状态提供给液晶，由从另一方基片出射的光显示图像的透过型显示装置；在有外光的场合下作为反射型发挥功能，同时在外光不足的场合下，作为透过型发挥功能的半透过反射型显示装置(比如参照专利文献1)。
透过型液晶装置或半透过反射型液晶装置中采用的照明装置在传统上如图18所示，在保持液晶层L的元件基片7a及对置基片7b中，按照比如与对置基片7b的外面侧对置的原则配置背光装置31a。该背光装置31a具有导光片4′以及从该导光片4′的侧端面使光入射的光源21。在导光片4′上，在位于对置基片7b侧面的面上贴合光扩散片27，在另一方的面上贴合反射片28。这样，从光源21出射的光从侧端面49入射到导光片4′后，在其面内方向上传播的同时，由反射片28反射，经过对置基片7b在液晶层L上入射。
专利文献1特开2002-133907号公报(第6页，图1)发明内容在液晶装置等电光学装置，尤其是在便携电话机、便携式计算机、摄像机等一类小型电力设备中搭载的液晶装置中，虽然非常希望小型化及薄型化，但由于在现有的液晶装置中，作为背光装置31a的导光片4′采用了较厚的材料，因而存在着不能实现液晶装置薄型化的问题点。
鉴于上述问题点，本发明的课题在于提供可通过改良照明系统的构成来实现薄型化的电光学装置及采用了该装置的电子设备。
为解决上述课题，本发明涉及的电光学装置的特征在于具有保持电光学物质的一对基片；使光入射到该一对基片中的一方基片的侧端面的光源；导光体膜，其在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的相反侧的面上被直接或通过其它光学部件对置配置，具备有使在面内方向传播的光朝向上述一方基片侧的多个光路转换斜面。
在本发明涉及的电光学装置中，从光源出射的光在保持电光学物质的一对基片中的一方基片上入射，沿面内方向传播。此时，从一方基片的两面中保持电光学物质一侧的面出射的光在电光学物质层上入射，用于显示。与此相对，从一方基片中保持电光学物质一侧的相反侧的面出射的光被直接或通过偏光片等在导光体膜上入射，在导光体膜内沿面内方向传播。此时，被照射到在导光体膜上形成的光路转换斜面上的光在此转换光路，向一方基片出射后，在电光学物质层上入射，用于显示。这样在本发明中，由于保持电光学物质的一对基片的一方起着现有导光片的部分功能，因而可省略较厚的导光片。从而可实现电光学装置的薄型化。
在本发明中，在使保持电光学物质的一方基片作为背光装置的导光片起作用的场合下，最好在相对上述导光体膜上述一方基片所在侧的相反侧的面上配置光源用反射层。在该场合下，上述一方基片是比如上述一对基片中显示光出射侧的相反侧的基片。
在如此构成的场合下，最好在上述一方基片与上述导光体膜之间，作为上述其它光学部件，在配置偏光镜的同时，在该偏光镜与上述一方基片之间配置反射偏光镜。偏光镜在比如P偏振光及S偏振光中，使P偏振光透过但对S偏振光吸收，而反射偏光镜在P偏振光及S偏振光中，使P偏振光透过至偏光镜一方但使S偏振光反射至一方基片上。因此可使被偏光镜吸收的S偏振光成分再生，作为显示光予以利用。这样，由于光的利用效率提高，因而亮度被提高。此外还可减小一方基片中由于光在传播中被偏光镜吸收而产生的光入射侧与其相反侧的亮度差。
此外在本发明中，最好在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面中，形成内面偏光镜层。在该构成下，可减少光学部件的数量。
在本发明中，也可采用在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面中，依次形成第1内面偏光镜层、使光部分透过的反射显示用光反射层以及第2内面偏光镜层的构成。
在本发明中，也可采用在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面中，依次形成内面反射偏光镜层、第1内面偏光镜层、使光部分透过的反射显示用光反射层以及第2内面偏光镜层的构成。
在本发明中，也可采用在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面中，依次形成内面偏光镜层以及由线栅层组成的内面反射偏光镜层的构成。
在本发明中，上述一方基片可以是上述一对基片中显示光出射侧的基片。在该构成下，保持电光学物质的一方基片作为前光装置的导光片起作用。
在本发明中，上述光源比如使光从该基片的侧端面向上述一方基片入射。
在本发明中，上述光路转换斜面形成在上述导光体膜上形成的细微凹部或凸部。
在本发明中，上述导光体膜最好在上述一方基片上直接或通过其它光学部件由粘接剂固定。上述导光体膜根据电光学物质的种类，虽然有时在保持电光学物质的基片上被直接粘接固定，但由于在利用了光的偏光性的电光学装置中，一般在保持电光学物质的基片上粘接固定偏光片的一面，因而对该偏光片的另一面粘接固定导光体膜。
在本发明中，上述光源是比如LED(Light Emitting Diode发光二极管)等一类的点光源。在该场合下，上述多个光路转换斜面最好按以上述光源为中心的同心圆状分布。在这种构成下，由于在电光学物质层入射的光的面内分布达到均一，因而可显示高质量的图像。
在本发明中，最好上述多个光路转换斜面在与上述光源接近区相比远离上述光源的区域高密度形成。在这种构成下，由于在电光学物质层入射的光的面内分布达到均一，因而可显示高质量的图像。
在本发明中，有时在上述的一方基片上，在位于上述电光学物质一侧的面形成光吸收层，在该场合下，最好在该光吸收层的下层侧有选择地或在几乎整个基片上形成低折射率层。这里的所谓光吸收层是比如遮光膜或滤色层。如果在作为导光片使用的一方基片上具有光吸收层，则由于在一方基片上入射的光的一部分被光吸收层吸收，因而将发生光的损失，但如果在光吸收层的下层侧形成低折射率层，则由于在一方基片与低折射层的界面光一边被反射，一边在基片内传播，因而不会发生由光吸收层所引起的光吸收。这样则可以提高基片内光的传送效率。
在本发明中，上述电光学物质是比如液晶。
本发明涉及的电光学装置可作为便携电话机及移动计算机等一类的电子设备的显示部使用。
图1是概略表示液晶装置的电结构的方框图。
图2是本发明实施方式1涉及的液晶装置一例的分解斜视图。
图3是图2所示的液晶装置的断面图。
图4是在应用了本发明的液晶装置中，裹夹液晶层的1对基片中，元件基片中的数个像素及端子部分的平面图。
图5(a)、(b)分别是图4的C-C′线断面图以及1个像素与端子部分的斜视图。
图6(a)、(b)、(c)分别是从下面侧观察图2所示液晶装置所用的导光体膜时的说明图、在该导光体膜上形成的细微凹部的说明图以及在该凹部上形成的光路转换斜面的说明图。
图7(a)、(b)分别是在图2所示液晶装置的对置基片上形成的低折射率层的说明图以及用于说明该低折射率层效果的说明图。
图8(a)、(b)分别是本发明实施方式2所涉及的液晶装置的说明图以及该液晶装置所采用的反射偏光镜的说明图。
图9是本发明实施方式3所涉及的液晶装置的说明图。
图10是表示本发明实施方式3所涉及的液晶装置的显示动作的说明图。
图11是本发明实施方式4所涉及的液晶装置的说明图。
图12是本发明实施方式5所涉及的液晶装置的说明图。
图13是表示本发明实施方式5所涉及的液晶装置的显示动作的说明图。
图14是本发明实施方式6所涉及的液晶装置的断面图。
图15(a)、(b)分别是本发明其它实施方式的说明图。
图16是表示采用了本发明所涉及的液晶装置的各种电子设备构成的方框图。
图17(a)、(b)分别是作为采用了本发明所涉及的液晶装置的电子设备一种实施方式的移动型个人计算机及便携电话机的说明图。
图18是现有液晶装置一例的断面图。
符号说明1液晶装置，4导光体膜，4b导光体膜的凹部，4c光路转换斜面，7a元件基片(另一方基片)，7b对置基片(一方基片)，7c对置基片的端部，22光源，41光源用反射层，51扫描线，52数据线，56 TFD元件，120反射显示用光反射层，121第2内面偏光镜层，124、125光透过孔，126内面偏光镜层，127内面反射偏光镜层，128反射偏光镜层，129第1内面偏光镜层，L液晶层(电光学物质层)实施方式参照附图，对本发明的实施方式作以说明。
(液晶装置的总体构成)图1是概略表示液晶装置的电结构的方框图。图2及图3分别是本发明实施方式1涉及的液晶装置的分解斜视图及其断面图。此外在图2中省略了偏光片的图示。
如图1所示，在采用了本发明的液晶装置1(电光学装置)中所用的液晶面板2中，作为多个配线的扫描线51在行方向上(X方向)形成，多个数据线52在列方向上(Y方向)形成。在扫描线51与数据线52的各交叉点所对应的位置上形成像素53，在该像素53中，液晶层54(电光学物质层)与像素转换用的TFD元件56被串联连接。各扫描线51由扫描线驱动电路57驱动，各数据线52由数据线驱动电路58驱动。在本实施方式中，扫描线驱动电路57及数据线驱动电路58分别被构成参照图2后述的液晶驱动用IC8a及液晶驱动用IC8b。
如图2所示，液晶装置1通过以下方式形成比如在液晶面板2上连接FPC(Flexible Printed Circuit柔性印刷基片)3a，3b，在液晶面板2的背面侧安装后述的光学部件，并在其背面侧设置控制基片5。
在液晶面板2上，元件基片7a与对置基片7b通过在这些基片中的一方上被环状涂布的密封材料6贴合。此外由密封材料6的中断部分形成液晶注入口6a，该液晶注入口6a由封闭材料60封闭。
对置基片7b中，在从元件基片7a延伸的部分的表面上，通过ACF(Anisotropic Conductive Film各向异性导电膜)9，液晶驱动用IC8a被实施COG(Chip On Glass玻璃基底芯片)实装。此外在元件基片7a中，在从对置基片7b延伸的部分，通过ACF9，液晶驱动用IC8b被COG实装。
如图3所示，在元件基片7a的内面，多个像素电极66及作为像素转换用有源元件的TFD元件56被形成矩阵状，在其外面，通过粘接剂12d偏光片12a被贴合。
在对置基片7b的内面，多个数据线52被形成条状，在其外面，通过粘接剂12e偏光片12b被贴合。这样，在元件基片7a与对置基片7b的基片之间，在由密封材料6划分出的间隙(单元间隙)内，封入作为电光学物质的液晶L。
在元件基片7a及对置基片7b中，根据需要设置上述之外的各种光学要素。比如，在元件基片7a及对置基片7b中，用于统一液晶L的取向的定向膜57a，57b在各基片的内面设置。这些定向膜57a，57b通过比如在涂布聚酰亚胺溶液后烧结而形成。该聚酰亚胺的聚合物主链由摩擦处理向规定方向延伸，在基片之间被封入的液晶L内的液晶分子沿定向膜的延伸方向进行方向配位。
此外在进行彩色显示的场合下，对于对置基片7b，在与像素电极66对置的区域，按规定的排列形成R(红)、G(绿)、B(蓝)滤色层71R、71G、71B，在不与像素电极66对置的区域形成黑矩阵72。此外在滤色层71R、71G、71B以及黑矩阵72的上层侧，为其平坦化及保护的目的，涂布平坦化层73，在该平坦化层73的表面，形成由ITO膜(透明导电膜)组成的数据线52。
返回图2，在对置基片7b的外伸部分形成多个端子13a、13c，在端子13a上位于基片边一侧的一方端侧，利用ACF等连接FPC3a。在该FPC3a表面适当地形成配线图案18，该配线图案18的一方端部与控制基片侧端子16直接连接，另一端部通过通孔19与面板端子14连接。这里，在多个端子13a的另一端侧及端子13c上，液晶驱动用IC8a通过ACF9被COG实装，扫描线51与端子13c电连接。
此外在元件基片7a的外伸部分也形成多个端子13b。在FPC3b的端部设置多个端子22，这些端子利用ACF等与对置基片7b的端子13b导电性连接。此外在FPC3b的另一端部形成的多个端子23与控制基片5的端子(未图示)连接。此外在控制基片5的端部，形成用于与外部电路进行连接的端子33。
(TFD元件的构成)图4是液晶面板2中裹夹液晶层的1对基片内元件基片中的数个像素的平面图。图5(a)、(b)分别是图4的C-C′线断面图及TFD元件的斜视图。
参照图1说明过的TFD元件56如图4及图5(a)、(b)所示，为抑制针对外加电压的正负流经元件的电流量之差(极性差)，一般采用具有将二个TFD元件串联连接的构造的TFD元件(Back-to-Back构造)。即TFD元件56具备岛状的下电极62，其由在表面上形成了阳极氧化膜63的Ta(钽)组成；第1上电极64a，其从扫描线51延伸，通过阳极氧化膜63对下电极62部分重叠；岛状的第2上电极64b，其通过阳极氧化膜63对下电极62部分重叠，在由下电极62、阳极氧化膜63及第1上电极64a形成第1TFD元件56a的同时，由下电极62、阳极氧化膜63及第2上电极64b形成第2TFD元件56b。这里，像素电极66的一部分对第2上电极64a重叠。此外扫描线51、第1上电极64a及第2上电极64b一般由Cr(铬)构成。
此外在构成透过型液晶装置1的场合下，在像素电极66中采用ITO膜等透明导电膜。但如果由Al(铝)膜、银合金膜等形成像素电极66，而且在该像素电极66中形成开口等，则可构成在反射型及透过型任意模式下也可进行显示的半透过反射型液晶装置1。
(照明系统的构成)图6(a)、(b)、(c)分别是从下面侧观察图2所示液晶装置所用的导光体膜时的说明图、在该导光体膜上形成的细微凹部的说明图、在该凹部上形成的光路转换斜面的说明图。图7(a)、(b)分别是在图2所示的液晶装置的对置基片上形成的低折射率层的说明图及用于说明该低折射率层的效果的说明图。
返回图2及图3，在对液晶装置1设置背光功能的情况下，在本方式中，首先保持液晶层L的元件基片7a及对置基片7b中，在位于显示光出射侧的相反侧的对置基片7b内，在端子13a形成侧的端部与相反侧的端部配置由2个LED(点光源)等组成的光源22。这里，对置基片7b的端部7c从元件基片7a外延，在该外延部分的侧端面，对置设置在电路基片(未图示)上实装的光源22。
此外在本方式中，在对置基片7b中，按照与保持液晶层L一侧的相反侧面对置的原则，通过粘接剂4a相对偏光片12b粘接固定导电体膜4。因此在对置基片7b中，在保持液晶层L一侧的相反侧面不配置现有的较厚的导光片。
此外在导光体膜4中，在对置基片7b所在侧的相反侧配置光源用反射层41。该光源用反射层41可采用片状材料或在导光片膜4上通过蒸镀等方法成膜的金属膜等。
导光体膜4是由丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、降莰烷系树脂等组成的厚度为0.1mm的透明膜，如图6(a)所示，在朝向对置基片7b一侧的相反侧的面上形成多个微小的凹部4b，在这些凹部4b的内面，如图6(b)所示，具备有面对光源22所在侧倾斜向上的微小光路转换斜面4c。
虽然光路转换斜面4c如图6(a)所示，在导光体膜4上形成多个，但在本方式中，由于作为光源22，采用作为点光源的2个LED，因而光路转换斜面4c按以光源22为中心的同心圆状分布。即光路转换斜面4c虽然每个都具有细长的矩形形状，但按照在接近光源22之处将其围于其中的原则形成。此外对于光路转换斜面4c的形状，也可以是在光源22中面向内侧的圆弧状。此外也可以取代凹部4b，在凸部中形成光路转换斜面4c。
此外在本方式下，在导光体膜4中，光路转换斜面4c在与光源22接近区相比远离光源22的区域被高密度形成。
此外在本方式中，如图7(a)所示，对在对置基片7b中保持液晶层L一侧的表面，形成滤色层71R、71G、71B或黑矩阵72等光吸收层，在滤色层71R、71G、71B或黑矩阵72等的下层侧，形成由氟化镁(MgF；折射率n＝1.38)等低折射率材料组成的低折射率层74。
此外在本方式中，光路转换斜面4c相对膜面的倾斜角大约为35°至48°。此外在导光片膜4及粘接剂4a中均采用折射率为1.49以上的材料。
(本方式的效果)在这种构成的液晶装置1中，由于光源22在对置基片7b的侧端面被对置配置，因而从光源22出射的光在对置基片7b上入射，在面内方向传播。此时从对置基片7b的两面中保持液晶层L一侧的表面出射的光在液晶层L上入射，用于显示。
与此相对，从对置基片7b中保持液晶层L一侧的相反侧表面出射的光通过偏光片12b在导光体膜4上入射，边由光源用反射层41反射，边在导光体膜4内沿面内方向传播。此时，照射到在导光体膜4上形成的光路转换斜面4c上的光如图6(c)所示，在此转换光路，向对置基片7b出射后，在液晶层L上入射，用于显示。
这样在本方式中，由于通过采用相对对置基片7b，从其侧端面使光入射的光源22、具备了多个光路转换斜面4c的导光体膜4、在其背面侧配置的光源用反射层41，使对置基片7b承担现有导光片的部分功能，因而可省略较厚的导光片。从而可使液晶装置1薄型化。
此外在导光体膜4中，按以光源22为中心的同心圆状使光路转换斜面4c分布，而且使光路转换斜面4c在接近于光源22的区域达到低密度，使远离光源22的区域达到高密度。因此由于在液晶层L上入射的光的面内分布达到均一，因而可显示出高质量的图像。
此外对在对置基片7b中保持液晶层L一侧的表面，形成滤色层71R、71G、71B或黑矩阵72等光吸收层后，比如如图7(b)中箭头L2所示，曾经透过滤色层71R、71G、71B的光再次透过滤色层71R、71G、71B，成为光损失的原因等。然而在本方式中，如参照图7(a)所说明的那样，由于在滤色层71R、71G、71B或黑矩阵72等的下层侧形成低折射率层74，因而如箭头L1所示，即使是入射角稍大的光，由于边由对置基片7b与低折射层74的界面反射，边在基片内传播，因而不发生由光吸收层引起的光的吸收。因此具有可提高基片内光的传送效率等效果。
图8(a)、(b)分别是基于本发明实施方式2的液晶装置的说明图及该液晶装置所采用的反射偏光镜的说明图。
如图8(a)所示，在本方式下的液晶装置中，在对置基片7b与导光体膜4之间，在偏光片12b与对置基片7b之间配置反射偏光镜200。这种反射偏光镜200可采用比如与偏光片12b层叠或单件的部件。
反射偏光镜200如图8(b)所示具有如下构造使在面内方向上互相正交的二个方向中，一方向上的折射率实质上互相相等，另一方向上的折射率互为不同的二种薄层(A层与B层)交互积层。即，当把互相正交的方向设为X轴方向、Y轴方向、Z轴方向时，在反射偏光镜200中，虽然A层的X轴方向的折射率(nAX)与B层的X方向的折射率(nBX)不同，但A层的Y轴方向的折射率(nAY)与B层的Y方向的折射率(nBY)实际上相等。因此在反射偏光镜200上入射的光中，Y轴方向上的直线偏振光从反射偏光镜200中透过。
此外反射偏光镜200按照在把A层中的Z轴方向上的厚度设为tA，把B层的厚度设为tB，把入射光的波长设为λ时，具有tA·nAX+tB·nAXnBX＝λ/2关系的原则被设定。因此在反射偏光镜200上入射的波长为λ的光中，X轴方向的直线偏振光被反射偏光镜200反射。这样，如果使A层中的Z轴方向上的厚度及B层中的Z轴方向上的厚度产生各种变化，则该反射偏光镜200使在可视波长区的大范围内入射的光中X轴方向上的直线偏振光反射。这里，A层可采用比如对聚萘乙酯(PEN)拉伸的材料，B层可采用萘二羧酸与苯二羧酸的共聚多酯。因此反射偏光镜200是一种具有柔性的基片。当然反射偏光镜200的材质并不局限于此，可适当地选择其材质。此外作为这种反射偏光镜200，在特表平9-506985号公报中有详细介绍。
因此如果图8(a)所示的液晶装置100的构成是偏光片12b在比如P偏振光及S偏振光中使P偏振光透过，吸收S偏振光，而反射偏光镜200在P偏振光及S偏振光中使P偏振光从偏光镜透过，使S偏振光在对置基片7b上反射，则可使被偏光镜12b吸收的S偏振光成分再生，作为显示光予以利用。这样，由于光的利用效率提高，因而亮度提高。此外可减小对置基片7b中由于光在传播中被偏光镜吸收而产生的光入射侧与其相反侧的亮度差。
图9及图10分别是本发明实施方式3所涉及的液晶装置的说明图及表示该液晶装置的显示动作的说明图。
图9中，本方式下的液晶装置1是一种在有外光的场合下作为反射型发挥功能，同时在外光不足的场合下，作为透过型发挥功能的半透过反射型显示装置。
在该液晶装置1中，在保持液晶层L的元件基片7a及对置基片7b中，在位于显示光出射侧的相反侧的对置基片7b中，与实施方式1同样，在形成有端子13a一侧的端部与相反侧端部，配置有由2个LED(点光源)等组成的光源22。此外在对置基片7b中，按照与保持液晶层L一侧的相反侧表面对置的原则，导电体膜4通过粘接剂4a被粘接固定。此外导光体膜4中在对置基片7b所在侧的相反侧配置有光源用反射层41。
但是在本方式下的液晶装置1中，与实施方式1的不同之处在于，在对置基片7b中，在保持液晶层L一侧的相反侧表面，不配置作为其它部件的偏光镜。与此相反，如下所述，在对置基片7b中，在保持液晶层L一侧的面内形成内面偏光镜层。
在本方式下的液晶装置1中，在对置基片7b中保持液晶层L一侧的面内，依次形成有低折射率层74；第1内面偏光镜层129；使光部分透过的反射显示用光反射层120；第2内面偏光镜层121。这里，反射显示用光反射层120是形成了相对铝、铝合金、银、银合金等金属层使光透过的光透过小孔125的半透过反射层。此外对于内面偏光镜层129、121，通过在形成含有水溶性感胶离子液晶染料材料或双色染料的热致变高分子液晶层后，利用光刻技术产生图案而形成。此时对于内面偏光镜层129、121，也可形成对水具有不溶性或难溶性的保护层。
由于其它构成与实施方式1基本相同，因而对具有相同功能的部分附加同一符号予以图示，省略其说明。
在这种构成的液晶装置1中，在反射模式下，如图10的左侧所示，在液晶装置1上入射的外光由具有与纸面平行的透过轴的偏光片12a被转换为与纸面平行的偏振光，在液晶层L上入射。这里，在液晶层L处于通路状态的场合下，该入射光按与纸面平行的直线偏振光原样在第2内面偏光镜层121上入射，并被具有与纸面垂直的透过轴的第2内面偏光镜层121吸收。因而光点被暗显示。
与此相对，在液晶层L处于断路状态的场合下，该入射光通过液晶层L的作用，被转换为与纸面垂直的直线偏振光，在第2内面偏光镜层121上入射，并透过具有与纸面垂直的透过轴的第2内面偏光镜层121。这样，由反射显示用光反射层120反射，并再次透过第2个第2内面偏光镜层121，在液晶层L上入射。因此通过液晶层L的作用，转换为与纸面平行的直线偏振光，透过偏光片12a出射。因而光点被明显示。
另一方面，在透过模式下，如图10右侧所示，从对置基片7b出射的光由第1内面偏光镜层129被转换为与纸面垂直的直线偏振光，然后从反射显示用光反射层120的光透过孔125通过，在第2内面偏光镜层121上入射，并透过具有与纸面垂直的透过轴的第2内面偏光镜层121，在液晶层L上入射。这里，在液晶层L处于通路状态的场合下，该入射光不受液晶层L的作用，按与纸面垂直的直线偏振光原样被偏光片12a吸收。因而光点被暗显示。
此外在透过模式中，由于从对置基片7b出射的光透过第1内面偏光镜层129后，成为与纸面垂直的直线偏振光，因而在由反射显示用光反射层120的下面侧反射后，透过第1内面偏光镜层129，再次在对置基片7b上入射。因此在透过导电体膜4后，由光源用反射层41反射，从对置基片7b再次出射，因而光的利用效率较高。
与此相对，在液晶层L处于断路状态的场合下，在液晶层L上入射的光受到液晶层L的作用，被转换为与纸面平行的直线偏振光，在偏光片12a上入射。这样，透过偏光片12a出射。因而光点被明显示。
这样在本方式下的液晶装置1中同样，由于使对置基片7b承担现有导光片的部分功能，因而可省略较厚的导光片。从而可使液晶装置1薄型化等，具有与实施方式1相同的效果。
此外在本方式中，由于在透过模式下的明显示时，从液晶层L向偏光片12a入射的光成为直线偏振光，因而在透过模式下也可进行鲜明的显示。
此外对于第2内面偏光镜层121，如果按照避开与光透过孔125平面重叠的区域的原则形成，则在透过模式中，在液晶层L上入射的光不透过第2内面偏光镜层121。这样由于不发生光透过第2内面偏光镜层121时的吸收，所以具有提高光的利用效率的长处。
图11是本发明实施方式4涉及的液晶装置的说明图。
图11中，本方式下的液晶装置1也与实施方式3同样，在有外光的场合下作为反射型发挥功能，同时在外光不足的场合下，作为透过型发挥功能。
在该液晶装置1中，在保持液晶层L的元件基片7a及对置基片7b中，在位于显示光出射侧的相反侧的对置基片7b中，与实施方式1同样，在形成有端子13a一侧的端部与相反侧端部，配置有由2个LED(点光源)等组成的光源22。此外在对置基片7b中，按照与保持液晶层L一侧的相反侧表面对置的原则，导电体膜4通过粘接剂4a被粘接固定。此外导光体膜4中在对置基片7b所在侧的相反侧配置有光源用反射层41。
在本方式下的液晶装置1中，在对置基片7b中保持液晶层L一侧的面内，依次形成有内面反射偏光镜层128；第1内面偏光镜层129；使光部分透过的反射显示用光反射层120；第2内面偏光镜层121。这里，反射显示用光反射层120是形成了相对铝、铝合金、银、银合金等金属层使光透过的光透过小孔125的半透过反射层。
由于其它构成与实施方式1、3基本相同，因而对具有相同功能的部分附加同一符号予以图示，省略其说明。
在这种构成的液晶装置1中，在反射模式下，如参照图10的实施方式3的说明所示，在液晶装置1上入射的外光由具有与纸面平行的透过轴的偏光片12a被转换为与纸面平行的偏振光，在液晶层上入射。这里，在液晶层L处于通路状态的场合下，该入射光按与纸面平行的直线偏振光原样在第2内面偏光镜层121上入射，并被具有与纸面垂直的透过轴的第2内面偏光镜层121吸收。因而光点被暗显示。
与此相对，在液晶层L处于断路状态的场合下，该入射光通过液晶层L的作用，被转换为与纸面垂直的直线偏振光，在第2内面偏光镜层121上入射，并透过具有与纸面垂直的透过轴的第2内面偏光镜层121。这样，由反射显示用光反射层120反射，并再次透过第2个第2内面偏光镜层121，在液晶层L上入射。因此通过液晶层L的作用，转换为与纸面平行的直线偏振光，透过偏光片12a出射。因而光点被明显示。
另一方面，在透过模式下，从对置基片7b出射的光由内面反射偏光镜层128及第1内面偏光镜层129被转换为与纸面垂直的直线偏振光，然后从反射显示用光反射层120的光透过孔125通过，在第2内面偏光镜层121上入射，并透过具有与纸面垂直的透过轴的第2内面偏光镜层121，在液晶层L上入射。这里，在液晶层L处于通路状态的场合下，该入射光不受液晶层L的作用，按与纸面垂直的直线偏振光原样被偏光片12a吸收。因而光点被暗显示。
与此相对，在液晶层L处于断路状态的场合下，在液晶层L上入射的光受到液晶层L的作用，被转换为与纸面平行的直线偏振光，在偏光片12a上入射。这样，透过偏光片12a出射。因而光点被明显示。
此时，从对置基片7b出射的光中，未能从内面反射偏光镜层128透过的光由内面反射偏光镜层128反射，在光源用反射层41与内面反射偏光镜层128之间重复反射。这样，在重复反射中，该偏振光方向逐渐变化，其一部分将透过内面反射偏光镜层128。因而由于可提高光的利用效率，所以可进行鲜明的显示。
此外在对置基片7b中，在保持液晶层L一侧的表面，最好具有低折射率层。即在对置基片7b与内面反射偏光镜层128之间最好具有低折射率层。
如果存在内面反射偏光镜层128，即使没有低折射率层，从对置基片7b内通过的光也可由内面反射偏光镜层128反射。不过在没有低折射率层的场合下，对于对置基片7b的内面，低角度的光也有被出射的可能性。因此，在液晶装置的场合下，由于提高正面亮度是很重要的，因而为使正面亮度进一步提高，最好具有低折射率层。
图12及图13分别是本发明实施方式5涉及的液晶装置的说明图及表示该液晶装置中的显示动作的说明图。
图12中，本方式下的液晶装置1也与实施方式3同样，是一种在有外光的场合下作为反射型发挥功能，同时在外光不足的场合下，作为透过型发挥功能的半透过反射型显示装置。
在该液晶装置1中，在保持液晶层L的元件基片7a及对置基片7b中，在位于显示光出射侧的相反侧的对置基片7b中，与实施方式1同样，在形成有端子13a一侧的端部与相反侧端部，配置有由2个LED(点光源)等组成的光源22。此外在对置基片7b中，按照与保持液晶层L一侧的相反侧表面对置的原则，导电体膜4通过粘接剂4a被粘接固定。此外导光体膜4中在对置基片7b所在侧的相反侧配置有光源用反射层41。
在本方式下的液晶装置1中，在对置基片7b中保持液晶层L一侧的面内，依次形成有低折射率层74；内面偏光镜层126；由线栅层组成的内面反射偏光镜层127。这里，由线栅层组成的内面反射偏光镜层127是按规定的间距形成了多个狭缝状开口的铝、铝合金、银、银合金等金属层，在该内面反射偏光镜层127中，形成使光透过的光透过小孔124。此外内面反射偏光镜层127的狭缝开口的方向与内面偏光镜层126的透过轴平行，内面偏光镜层126的透过轴与偏光片12a的透过轴几乎正交。
在该内面反射偏光镜层127中，与狭缝开口的长度方向平行的光被反射，与狭缝开口的长度方向垂直的光得以透过。因此从内面反射偏光镜层127透过的光是与狭缝开口的长度方向垂直的光，由内面反射偏光镜层127反射的光是与狭缝开口的长度方向平行的光。
由于其它构成与实施方式1、3基本相同，因而对具有相同功能的部分附加同一符号予以图示，省略其说明。
在这种构成的液晶装置1中，在透过模式下，如图13的左侧所示，从对置基片7b出射的光由内面偏光镜层126转换为与纸面平行的直线偏振光，然后从内面反射偏光镜层127的光透过孔124通过，在液晶层L上入射。这里，在液晶层L处于通路状态的场合下，该入射光不受液晶层L的作用，按与纸面平行的直线偏振光原样被偏光片12a吸收。因而光点被暗显示。
与此相对，在液晶层L处于断路状态的场合下，在液晶层L上入射的光受到液晶层L的作用，被转换为与纸面垂直的直线偏振光，在偏光片12a上入射。这样透过偏光片12a出射。因而光点被明显示。
此时，从对置基片7b出射的光中，未能从内面反射偏光镜层127透过的光由内面反射偏光镜层127反射，在光源用反射层41与内面反射偏光镜层127之间重复反射。这样在重复反射中，其一部分将通过内面反射偏光镜层127的光透过孔124在液晶层L上入射。因而由于可提高光的利用效率，所以可进行鲜明的显示。
另一方面，在反射模式下，在液晶装置1上入射的外光如图13的右侧所示，由具有与纸面垂直的透过轴的偏光片12a被转换为与纸面垂直的直线偏振光，并在液晶层L上入射。这里，在液晶层L处于通路状态的场合下，该入射光按与纸面垂直的直线偏振光原样从内面反射偏光镜层127中透过，由具有与纸面平行的透过轴的内面偏光镜层126吸收。因而光点被暗显示。
与此相对，在液晶层L处于断路状态的场合下，该入射光通过液晶层L的作用，被转换为与纸面平行的直线偏振光，由内面反射偏光镜层127反射，在液晶层L上入射。因此通过液晶层L的作用，被转换为与纸面垂直的直线偏振光，透过偏光片12a出射。因而光点被明显示。
图14是本发明实施方式6涉及的液晶装置的断面图。
实施方式1涉及的液晶装置虽然是具有背光功能的示例，但在图14所示的液晶装置之类的内置有前光功能的装置中也可应用本发明。此外具有前光功能的装置与内置背光功能的装置的不同点在于，前者有必要通过把像素电极作为反射性电极，或者在像素电极的下层侧设置反射层等方法，在液晶面板上设置反射面等，但基本构成相同，因而在对应的部分中附加同一符号予以图示，省略其说明。
如图14所示，在本方式下的液晶装置1中同样，在元件基片7a的内面，多个像素电极66被按矩阵状形成。此外在对置基片7b的内面，多个数据线52被形成条状，在其外面偏光片12b通过粘接剂12e被贴合。此外对于对置基片7b，在与像素电极66对置的区域，R(红)、G(绿)、B(蓝)滤色层71R、71G、71B按规定的排列形成，在不与像素电极66对置的区域形成黑矩阵72。
在这种液晶装置1中提供前光功能的情况下，在本方式中，保持液晶层L的元件基片7a及对置基片7b中，在位于显示光出射侧的对置基片7b内，在端子13a形成侧的端部与相反侧的端部配置由2个LED(点光源)等组成的光源22。这里，对置基片7b的端部7c从元件基片7a外延，在该外延部分的侧端面上，对置配置在电路基片(未图示)上实装的光源22。
此外在本方式中，在对置基片7b中，在保持液晶层L一侧相反侧的面上通过粘接剂12e粘接固定偏光片12b，通过粘接剂4a相对该偏光片12b粘接固定导电体膜4。因此在对置基片7b中，在保持液晶层L一侧相反侧的面上不配置现有的较厚的导光片。
在本方式中同样，导光体膜4是由丙烯酸系树脂、聚碳酸酯系树脂、纤维素系树脂、降莰烷系树脂等组成的厚度为0.1mm的透明膜，如参照图6(a)的说明所示，在朝向对置基片7b一侧的相反侧的面上形成多个微小的凹部4b，在这些凹部4b的内面，如图6(b)所示，具备有面对光源22所在侧倾斜向上的微小的光路转换斜面4c。
因此在本方式中同样，从光源22出射的光在对置基片7b上入射，在面内方向传播。此时从对置基片7b的两面中保持液晶层L一侧的表面出射的光在液晶层L上入射后，由规定的反射层反射，再次从对置基片7b出射，以用于显示。
与此相对，从对置基片7b的两面中保持液晶层L一侧的相反侧表面出射的光通过偏光片12b在导光体膜4上入射，在该导光体膜4内沿面内方向传播。此时，被照射到在导光体膜4上形成的光路转换斜面4c上的光在此转换光路，向对置基片7b出射后，在液晶层L上入射，由规定的反射层反射，再次从对置基片7b出射，以用于显示。
这样在本方式中同样，由于使对置基片7b承担现有导光片的部分功能，因而可省略较厚的导光片。因而可使液晶装置1薄型化。
此外在本实施方式中同样，虽然对在对置基片7b中保持液晶层L一侧的表面，形成滤色层71R、71G、71B或黑矩阵72等光吸收层，但由于其下层侧形成低折射率层74，因而不发生由光吸收层所引起的光的吸收。因此具有可提高基片内光的传送效率等效果。
此外在上述方式中，虽然所说明的是作为光源22采用了2个LED的示例，但也可如图15(a)所示，采用将1个LED用作光源22的构成，或者如图15(b)所示，采用在对置基片7b中在互相对置的2边的各边将LED作为光源22配置的构成。此外在上述任意一种方式中同样，最好在导光体膜4上形成的光路转换斜面4c按以光源22为中心的同心圆状分布，而且使光路转换斜面4c在接近于光源22的区域达到低密度，使远离光源22的区域达到高密度。
此外作为光源并不局限于LED等点光源，在采用了冷阴极管的场合下也可应用本发明。
此外在上述方式中，虽然在对置基片7b上形成了内面偏光镜层，但也可在元件基片7a上形成内面偏光镜层，省略偏光片12a。
此外在上述方式中，虽然以作为像素转换用有源元件采用了TFD元件的有源矩阵型液晶装置为例作了说明，但并不局限于此，在作为像素转换用有源元件采用了TFT元件的有源矩阵型液晶装置以及无源矩阵型液晶装置中也可应用本发明。此外在作为电光学物质采用了液晶以外的物质的电光学装置中也可应用本发明。
图16表示把本发明涉及的液晶装置作为各种电子设备的显示装置使用场合下的一种实施方式。这里所示的电子设备具有显示信息输出源170、显示信息处理电路171、电源电路172、定时发生器173、液晶装置174。此外液晶装置174具有液晶显示面板175及驱动电路176。作为液晶装置174及液晶装置175，可采用上述的液晶装置1。
显示信息输出源170具备ROM(Read Only Memory只读存储器)、RAM(Random Access Memory随机存取存储器))等存储器；各种磁盘等存储单元；使数字图像信号同步输出的同步电路等，基于由定时发生器173生成的各种时钟信号，把规定格式的图像信号等显示信息向显示信息处理电路171提供。
显示信息处理电路171具备串联-并联转换电路、放大及反转电路、旋转电路、伽马校正电路、箝压电路等周知的各种电路，进行所输入的显示信息的处理，将其图像信号与时钟信号CLK共同向驱动电路176提供。驱动电路176是图1中的扫描线驱动电路157、数据线驱动电路158、检查电路等的总称。电源电路172向各构成要素提供规定的电压。
图17(a)、(b)分别是表示作为本发明涉及的电子设备一种实施方式的移动型个人计算机及便携电话机的说明图。
在图17(a)中，个人计算机180具有配备了键盘181的本体部182和液晶显示单元183。液晶显示单元183包含上述的液晶装置1而构成。此外在图17(b)中，便携电话机190具有多个操作钮191及液晶装置1。
发明效果如上所述，在本发明涉及的电光学装置中，从光源出射的光在保持电光学物质的一对基片中的一方基片上入射，在面内方向传播。此时从一方基片的两面中保持电光学物质一侧的表面出射的光在电光学物质层上入射，以用于显示。与此相对，从一方基片中保持电光学物质一侧的相反侧表面出射的光直接或通过偏光片在导光体膜上入射，边由光源用反射层反射，边在导光体膜内沿面内方向传播。此时，被照射到在导光体膜上形成的光路转换斜面上的光在此转换光路，向一方基片出射后，在电光学物质层上入射，以用于显示。这样在本发明中，由于保持电光学物质的一对基片的一方发挥现有导光片的部分功能，因而可省略较厚的导光片。从而可实现电光学装置的薄型化。
权利要求
1.一种电光学装置，其特征在于具有保持电光学物质的一对基片；使光入射到该一对基片中的一方基片的光源；导光体膜，其在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的相反侧的面上被直接或通过其它光学部件对置配置，具备有使在面内方向传播的光朝向上述一方基片侧的多个微小光路转换斜面。
2.权利要求1中的电光学装置，其特征在于上述一方基片是上述一对基片中显示光出射侧的相反侧的基片。
3.权利要求2中的电光学装置，其特征在于在相对上述导光体膜上述一方基片所在侧的相反侧的面上配置光源用反射层。
4.权利要求2或3中的电光学装置，其特征在于在上述一方基片与上述导光体膜之间，作为上述其它光学部件，在配置偏光镜的同时，在该偏光镜与上述一方基片之间配置反射偏光镜。
5.权利要求2或3中的电光学装置，其特征在于在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面内，形成有内面偏光镜层。
6.权利要求2或3中的电光学装置，其特征在于在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面内，依次形成有第1内面偏光镜层；使光部分透过的反射显示用光反射层；第2内面偏光镜层。
7.权利要求2或3中的电光学装置，其特征在于在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面内，依次形成有内面反射偏光镜层；第1内面偏光镜层；使光部分透过的反射显示用光反射层；第2内面偏光镜层。
8.权利要求2或3中的电光学装置，其特征在于在上述一方基片中保持上述电光学物质一侧的面内，依次形成有内面偏光镜层；由线栅层组成的内面反射偏光镜层。
9.权利要求1中的电光学装置，其特征在于上述一方基片是上述一对基片中显示光出射侧的基片。
10.权利要求1至9中的任一电光学装置，其特征在于上述光源使光从该基片的侧端面向上述一方基片入射。
11.权利要求1至10中的任一电光学装置，其特征在于上述光路转换斜面形成在上述导光体膜上形成的细微凹部或凸部。
12.权利要求1至11中的任一电光学装置，其特征在于上述导光体膜在上述一方基片上直接或通过其它光学部件由粘接剂固定。
13.权利要求1至12中的任一电光学装置，其特征在于上述光源是点光源。
14.权利要求13中的电光学装置，其特征在于上述多个光路转换斜面按以上述光源为中心的同心圆状分布。
15.权利要求1至14中的任一电光学装置，其特征在于上述多个光路转换斜面与接近上述光源的区域相比在远离上述光源的区域被高密度形成。
16.权利要求1至15中的任一电光学装置，其特征在于在上述一方基片上，在位于上述电光学物质一侧的面内形成光吸收层，在该光吸收层的下层侧形成有低折射率层。
17.权利要求16中的电光学装置，其特征在于上述光吸收层是遮光膜或滤色层。
18.权利要求1至17中的任一电光学装置，其特征在于上述电光学物质是液晶。
19.一种电子设备，其特征在于作为显示部配备有权利要求1至18任一中记载的电光学装置。
全文摘要
在液晶装置1中，在与对置基片7b的侧端面对置的位置上配置LED等光源22，而且按照与对置基片7b的外面侧对置的原则依次配置导电体膜4及光源用反射层41。这样即使不采用较厚的导光片，也可向液晶面板2内提供光。由此，提供可通过改良照明系统的构成来实现薄型化的电光学装置以及采用了该装置的电子设备。
文档编号G02B6/00GK1442736SQ03107079
公开日2003年9月17日 申请日期2003年3月5日 优先权日2002年3月6日
发明者川上久德 申请人:精工爱普生株式会社