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JP2003195319A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

液晶表示装置および電子機器

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Publication number
JP2003195319A
JP2003195319A JP2001392902A JP2001392902A JP2003195319A JP 2003195319 A JP2003195319 A JP 2003195319A JP 2001392902 A JP2001392902 A JP 2001392902A JP 2001392902 A JP2001392902 A JP 2001392902A JP 2003195319 A JP2003195319 A JP 2003195319A
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JP
Japan
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liquid crystal
polarized light
display device
crystal display
layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001392902A
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English (en)
Inventor
Takashi Okazaki
剛史 岡崎
Kinya Ozawa
欣也 小澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2001392902A priority Critical patent/JP2003195319A/ja
Priority to US10/323,914 priority patent/US20030137625A1/en
Publication of JP2003195319A publication Critical patent/JP2003195319A/ja
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上にコレステリック液晶層を設けた液晶
表示装置において、コレステリック液晶層の膜厚のムラ
に起因する液晶層のセル厚のムラを防止すること。 【解決手段】 互いに対向してシール材１５によって貼
り合わされた上基板１４と下基板１３との間に液晶層１
６が狭持され、下基板１３の内面側に第１の導電部３２
が設けられ、上基板１４の内面側に第２の導電部２５が
設けられた液晶セル１１を有する液晶表示装置１０であ
って、下基板１３と第１の導電部３２との間に、コレス
テリック液晶層を有する半透過反射層１８が設けられ、
上記下基板１３に設けられたコレステリック液晶層を上
基板１４と下基板１３とを貼り合わせるシール材１５の
下側部分にまで形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
び電子機器に関し、特にコレステリック液晶層を設けた
基板をシール材によって貼り合わせる際に、コレステリ
ック液晶層の膜厚のばらつきに起因する表示不良を防止
できる液晶表示装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】反射型の液晶表示装置は、バックライト
等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から
種々の携帯電子機器などに多用されている。ところが、
反射型の液晶表示装置は、自然光や照明光などの外光を
利用して表示を行うため、暗い場所では表示を視認する
のが難しいという問題があった。そこで、明るい場所で
は通常の反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、暗
い場所では内部の光源により表示を視認可能にした液晶
表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置
は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用してお
り、周囲の明るさに応じて反射モードまたは透過モード
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。以下、本明細書では、この種の
液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」と
いう。
【０００３】半透過反射型液晶表示装置の形態として、
アルミニウム等の金属膜に光透過用のスリット（開口
部）を形成した反射膜を下基板の内面（以下、本明細書
では基板の液晶側の面を内面、それと反対側の面を外面
ということもある）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
液晶表示装置は、金属膜を下基板の内面に設けることに
より、下基板の厚みによるパララックスの影響を防ぎ、
特にカラーフィルタを用いた構造では混色を防ぐという
効果を持っている。
【０００４】図７は、この種の半透過反射膜を用いた半
透過反射型液晶表示装置の一例を示している。この液晶
表示装置１００では、一対の透明基板１０１，１０２間
に液晶１０３が挟持されており、下基板１０１上に反射
膜１０４、絶縁膜１０６が積層され、その上にインジウ
ム錫酸化物（Indium Tin Oxide, 以下、ＩＴＯと略記す
る）等の透明導電膜からなる下側電極１０８が形成さ
れ、下側電極１０８を覆うように配向膜１０７が形成さ
れている。一方、上基板１０２上には、Ｒ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色素層１２０が形成され、その上
に平坦化膜１１１が積層され、カラーフィルタ層１０９
となっている。この平坦化膜１１１上にＩＴＯ等の透明
導電膜からなる上側電極１１２が形成されており、この
上側電極１１２を覆うように配向膜１１３が形成されて
いる。
【０００５】反射膜１０４は、アルミニウムなどの光反
射率の高い金属膜で形成されており、この反射膜１０４
には、各画素毎に光透過用のスリット１１０が形成され
ている。このスリット１１０により、反射膜１０４は半
透過反射膜として機能する（よって、以下、この膜のこ
とを半透過反射膜と呼ぶ）。また、上基板１０２の外面
側には、上基板１０２側から順に前方散乱板１１８、位
相差板１１９、上偏光板１１４が配置され、下基板１０
１の外面側には、１／４波長板１１５、下偏光板１１６
がこの順に設けられている。また、バックライト１１７
（照明装置）が下基板１０１の下面側、下偏光板１１６
のさらに下方に配置されている。
【０００６】図７に示す液晶表示装置１００を明るい場
所で反射モードで使用する際には、上基板１０２の上方
から入射する太陽光、照明光などの外光が、液晶１０３
を透過して下基板１０１上の半透過反射膜１０４の表面
で反射した後、再度液晶１０３を透過し、上基板１０２
側に出射される。また、暗い場所で透過モードで使用す
る際には、下基板１０１の下方に設置したバックライト
１１７から出射される光が、スリット１１０の部分で反
射膜１０４を透過し、その後、液晶１０３を透過して上
基板１０２側に出射される。これらの光が各モードでの
表示に寄与することになる。
【０００７】ところで、このような反射型液晶表示装置
の反射層としては、例えばアルミニウムや銀等の光反射
率の高い金属膜が従来から用いられていた。これに対し
て、近年、異なる屈折率を有する誘電体薄膜を交互に積
層した誘電体ミラーや、コレステリック液晶を用いたコ
レステリック反射板、あるいはホログラム素子を用いた
ホログラム反射板などが提案されている。これら新型の
反射板は、構成材料の特徴を生かしてただ単に光を反射
する反射板としてだけではなく、特有の機能も有してい
る。
【０００８】中でもコレステリック液晶はある温度（液
晶転移温度）以上で液晶相を呈し、液晶相においては液
晶分子が一定のピッチで周期的な螺旋構造を採るもので
ある。この構造により、螺旋のピッチに一致した波長の
光を選択的に反射させ、それ以外の光を透過するという
性質を有している。したがって、例えば液晶を硬化させ
る際の紫外線強度や温度により螺旋のピッチを制御でき
ることから、局所的に反射光の色を変えることができ、
反射型カラーフィルターとしても用いられる。また、異
なる色の色光を選択反射させるコレステリック液晶層を
複数積層すれば、積層構造全体を白色光を反射させる反
射板として機能させることもできる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなコレステ
リック液晶層を用いた反射型液晶表示装置においては、
コレステリック液晶層を反射板やカラーフィルターとし
て用いていることから、表示領域、すなわちシール材の
内側の所定の領域にコレステリック液晶層を形成するの
が普通であった。しかしながら、コレステリック液晶層
を反射板やカラーフィルターとして用いる場合にはある
程度厚く形成する必要があり、コレステリック液晶層が
形成された基板をシール材により所定の間隔（セル厚）
で貼り合わせる際に、コレステリック液晶層の膜厚のば
らつきが、液晶層のセル厚に直接影響を及ぼし、結果と
して液晶層（液晶層の位相差をΔｎ、液晶層のセル厚を
ｄとする）のリタデーション（Δｎ・ｄ）が変化して、
表示品位の低下や歩留まりの低下などの問題が生じてし
まう。このような問題は、コレステリック液晶層を用い
たパッシブマトリクス方式又はアクティブマトリクス方
式の反射型液晶表示装置に限った問題ではなく、コレス
テリック液晶層を用いたパッシブマトリクス方式又はア
クティブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置に
おいても同様の問題が生じる。
【００１０】また、図７に示すような従来の半透過反射
型液晶表示装置においては、外光の有無に関わらず表示
の視認が可能であるものの、反射モード時に比べて透過
モード時の表示の明るさがはるかに低下するという問題
があった。これは、透過モード時の表示が、バックライ
トから出射した光のうちの略半分のみしか表示に利用で
きない点、半透過反射膜のスリットを通過した光のみを
表示に利用している点、下基板の外面側に１／４波長板
および下偏光板が設けられている点、等に起因する問題
である。
【００１１】従来の半透過反射型液晶表示装置では、反
射時と透過時とで表示モードが異なっており、特に透過
時はバックライトから出射した光のうちの略半分が上偏
光板で吸収され、残りの略半分のみしか表示に利用して
いない。すなわち、反射モードでは、上基板側から入射
させた直線偏光の大部分を明表示に利用しているのに対
して、透過モードでは、反射モード時と同様に表示を行
うために液晶層の下面から上基板側へ向かう光がほぼ円
偏光でなければならない。ところが、この円偏光のうち
の半分は上基板から外部に出射する際に上偏光板で吸収
されてしまうので、結果的には液晶層に入射した光のう
ちの略半分しか表示に寄与していないことになる。この
ように、表示原理からしてそもそも透過モードでの表示
が暗くなる要因を持っていた。
【００１２】また、透過モード時にはスリットを透過し
た光を利用して表示を行うので、半透過反射膜全体の面
積に対するスリットの面積の割合（すなわち開口率）
が、表示の明るさを左右する。この開口率を大きくすれ
ば、透過モード時の表示を明るくすることができるが、
開口率を大きくすると半透過反射膜の非開口部の面積が
減少するので反射モードの表示が暗くなってしまう。し
たがって、反射モードの明るさを確保するためにはスリ
ットの開口率はある程度以上に大きくすることはでき
ず、透過モードの明るさを向上させるには限界がある。
【００１３】次に、半透過反射型液晶表示装置では、そ
の表示原理から下基板の外面側に１／４波長板が必要で
あるが、そのために透過モード時の明るさが不足する理
由を以下に説明する。ただし、以下の説明では非選択電
圧印加状態で暗表示、選択電圧印加状態で明表示を行う
構成について説明する。
【００１４】まず、図７に示す液晶表示装置１００にお
いて、反射モードの暗表示を行う場合には、上基板１０
２の外側から入射した光は、上偏光板１１４の透過軸を
紙面に平行とした場合、上基板１０２上の上偏光板１１
４を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直
線偏光となり、液晶１０３を透過する間に液晶１０３の
複屈折効果によりほぼ円偏光となる。そして、下基板１
０１上の半透過反射膜１０４の表面で反射すると逆回り
の円偏光となり、再び液晶１０３を透過すると、紙面に
垂直な偏光軸を有する直線偏光となって上基板１０２へ
到達する。ここで、上基板１０２の上偏光板１１４は、
紙面に平行な透過軸を有する偏光板であるから、半透過
反射膜１０４で反射した光は、上偏光板１１４に吸収さ
れて液晶表示装置１００の外部（観察者側）へは戻ら
ず、液晶表示装置１００が暗表示されるようになってい
る。
【００１５】逆に、反射モードの明表示を行う場合に
は、液晶１０３に電圧が印加されると液晶１０３の配向
方向が変わるため、上基板１０２の外側から入射した外
光は、液晶１０３を透過すると直線偏光となり、半透過
反射膜１０４でそのまま反射され、紙面に平行な偏光軸
を有する直線偏光のまま上基板１０２の上偏光板１１４
を透過して外部（観察者側）へ戻り、液晶表示装置１０
０が明表示される。
【００１６】一方、上記液晶表示装置１００において、
透過モードでの表示を行う場合には、バックライト１１
７から出射された光が、下基板１０１の外側から液晶セ
ルに入射し、この光のうちスリット１１０を通過した光
が表示に寄与する光となる。ここで、液晶表示装置１０
０において暗表示を行うためには、上述したように、反
射モード時と同様にスリット１１０から上基板１０２へ
向かう光がほぼ円偏光でなければならない。したがっ
て、バックライト１１７から出射されてスリット１１０
を通過する光がほぼ円偏光となっている必要があるの
で、下偏光板１１６を透過した後の直線偏光をほぼ円偏
光に変換するための１／４波長１１５が必要となる。
【００１７】ここで、バックライト１１７から出射され
た光のうち、スリット１１０を通過しない光に着目する
と、バックライト１１７から出射され、下偏光板１１６
の透過軸を紙面に垂直とした場合、下偏光板１１６を透
過した時点で紙面に垂直な直線偏光となった後、１／４
波長板１１５を透過することで略円偏光となって半透過
反射膜１０４に到達する。さらに半透過反射膜１０４の
下面で反射されると、逆回りの円偏光となり、再び１／
４波長板１１５を透過すると紙面に平行な偏光軸を有す
る直線偏光になる。そして、この直線偏光が紙面に垂直
な透過軸を有する下偏光板１１６によって吸収される。
つまり、バックライト１１７から出射された光のうち、
スリット１１０を通過しなかった光は半透過反射膜１０
４の下面で反射した後、下基板１０１の下偏光板１１６
によってほぼ全てが吸収されてしまう。
【００１８】このように、半透過反射型の液晶表示装置
１００においては、透過モード時にスリット１１０を通
過せずに半透過反射膜１０４で反射された光はほぼ全て
下基板１０１の下偏光板１１６に吸収されるため、バッ
クライト１１７から出射される光の一部のみしか表示に
利用することができなかった。つまり、仮に下偏光板１
１６に吸収されることなく下偏光板１１６を透過し、バ
ックライト１１７まで戻ってくれば、もともとバックラ
イト１１７から出射される光とこの戻り光とでバックラ
イト１１７の輝度が実効的に向上することになり、透過
モードの明るさを向上させることができる。言い換える
と、スリット１１０を通過せずに半透過反射膜１０４で
反射した光を表示に再利用することができれば、透過モ
ードの明るさを向上させることができる。しかしなが
ら、従来の構成ではそれを実現することができなかっ
た。
【００１９】ところで、液晶表示装置に備えられた反射
層又は半透過反射層のコレステリック液晶層は、ラビン
グ処理された配向膜上にコレステリック液晶をスピンコ
ート法等の各種の散布法により塗布後、紫外線を照射し
硬化させる際に紫外線強度や温度等をコントロールする
ことにより液晶分子の螺旋のピッチを制御することで、
液晶分子が一定のピッチで周期的な螺旋構造を採るよう
にし、所定の回転方向を持つ楕円偏光のうち少なくとも
一部を反射させるもの又は所定の回転方向を持つ楕円偏
光のうちの一部を反射させ、一部を透過させるものであ
る。ところがこのようなコレステリック液晶層を形成す
る際、膜厚にばらつきが生じ、それに伴って上下基板間
の間隔（液晶層の層厚、以下、セル厚と称することもあ
る）のばらつきが生じてしまう。
【００２０】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、基板上にコレステリック液晶層を
設けた液晶表示装置において、コレステリック液晶層を
設けた基板をシール材により所定の間隔（セル厚）で貼
り合わせる際に、コレステリック液晶層をシール材の下
側にまで形成し、コレステリック液晶層の膜厚のばらつ
きがに起因するセル厚のばらつきを防止できる液晶表示
装置を提供することを目的とする。また、特にコレステ
リック液晶層を半透過反射層として機能させる液晶表示
装置において、特に透過モード時の表示の明るさを向上
させた認識性に優れる液晶表示装置を提供することを他
の目的とする。また、コレステリック液晶層を設けた基
板をシール材で貼り合わせる際に生じるセル厚のばらつ
きに起因する歩留まりの低下などがなく、信頼性が向上
した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。また、本発明は、優れた視認性を有する上記
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。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の液晶表示装置は、互いに対向してシール
材によって貼り合わされた上基板と下基板との間に液晶
層が狭持され、上記下基板の内面側に第１の導電部が設
けられ、上記上基板の内面側に第２の導電部が設けられ
た液晶セルを有する液晶表示装置であって、上記下基板
と上記第１の導電部との間に、所定の回転方向を持つ楕
円偏光のうちの少なくとも一部を反射させるコレステリ
ック液晶層を有する反射層が設けられ、上記液晶層に対
して上記上基板側から楕円偏光を入射させる上基板側楕
円偏光入射手段と上記下基板側から楕円偏光を入射させ
る下基板側楕円偏光入射手段とが設けられるとともに、
上記液晶層は選択電界印加状態、非選択電界無印加状態
のいずれか一方の状態において入射した楕円偏光の極性
を反転させ、他方の状態において極性を変えないもので
あり、所定の間隔で上記液晶層を狭持するために上記上
基板と上記下基板の間の上記液晶層を所定の間隔で狭持
するために設けられる上記シール材の下側まで上記コレ
ステリック液晶層が少なくとも一部存在していることを
特徴とする。
【００２２】ここで言う「第１の導電部」、「第２の導
電部」とは、例えば、アクティブマトリクス型液晶表示
装置におけるデータ線、走査線等の配線、あるいはパッ
シブマトリクス型液晶表示装置におけるセグメント電
極、コモン電極等の電極のことを指し、さらにはアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の場合を例に挙げると第
１の導電部、第２の導電部は、一方がデータ線であり、
他方が走査線である。
【００２３】上記の構成の本発明の液晶表示装置におい
て、上記液晶層を所定の間隔で狭持するために、グラス
ファイバー、シリカボール等のスペーサーを混入してお
り、上記上基板と上記下基板とを貼り合わせる上記シー
ル材は、所定の間隔で上基板と下基板とが貼り合わせる
ことができるものならば、形状、材質等を問わない。
【００２４】上記の構成の本発明の液晶表示装置におい
て、上記反射層は、所定の回転方向を持つ楕円偏光のう
ちの一部を反射させ、一部を透過させるコレステリック
液晶層を有する半透過反射層であり、上記下基板から楕
円偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手段が設けら
れてもよい。このような液晶表示装置は、半透過反射型
液晶表示装置とすることができる。
【００２５】ところで、液晶表示装置に備えられた反射
層又は半透過反射層のコレステリック液晶層は、ラビン
グ処理された配向膜上にコレステリック液晶をスピンコ
ート法等の各種の散布法により塗布後、紫外線を照射し
硬化させる際に紫外線強度や温度等をコントロールする
ことにより液晶分子の螺旋のピッチを制御することで、
液晶分子が一定のピッチで周期的な螺旋構造を採るよう
にし、所定の回転方向を持つ楕円偏光のうち少なくとも
一部を反射させるもの又は所定の回転方向を持つ楕円偏
光のうちの一部を反射させ、一部を透過させるものであ
る。ところが、本発明者は、このようなコレステリック
液晶層を有する反射膜及び半透過膜が形成された下基板
と上基板をシール材により所定の間隔で貼り合わせる
際、コレステリック液晶層の膜厚のばらつきがセル厚の
ばらつきになり、液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ）
が変化し、液晶表示装置の輝度ムラ、色ムラなどの表示
不良が生じる場合があるのは、下基板上のコレステリッ
ク液晶層がシール材の内縁よりも内側の領域にしか形成
されていないことが原因していることに思い至った。例
えば極端な例を挙げると、コレステリック液晶層が１０
μｍ程度と厚く形成されており、設計上の液晶層の層厚
を３μｍと設定した場合、シール材の内側の領域に１０
μｍの段差が存在することになり、上下の基板間の間隔
は１３μｍとなるので、シール材のスペーサの径を１３
μｍとする必要がある。このような状況で上下基板間の
間隔がたとえ正確に１３μｍに保持されていたとして
も、１３μｍ中の多くを占めるコレステリック液晶層厚
が例えば１０％ばらついたとしても、液晶層厚は３μｍ
±１μｍばらついてしまい、表示ができなくなってしま
う。
【００２６】そこで、本発明では、上記下基板に設けら
れたコレステリック液晶層を上記上基板と上記下基板と
を貼り合わせるシール材の下側部分にまで形成すること
で、コレステリック液晶層の層厚がばらついたとして
も、その上に位置するシール材中のスペーサによって上
下の基板間の間隔が正確に保持されていさえすれば、液
晶層厚（セル厚）は一定とすることができる。その結
果、コレステリック液晶層の膜厚のばらつきがセル厚に
直接影響を及ぼさないようにすることができ、表示不良
等の低減による歩留まりの向上と、信頼性の向上が可能
である。
【００２７】また、カラーフィルタ層は上記反射層又は
半透過反射層の上部に異なる色の顔料を含む複数の色素
層をフォトリソグラフィー等で形成し、この色素層を保
護すると同時に色素層によってできた段差を平坦にする
ために、平坦化膜（オーバーコート）の塗布を行い、カ
ラーフィルタ層が形成されるが、上記平坦化膜では色素
層の膜厚を均一にすることはできないので、上記カラー
フィルタ層の下側に上記シール材が位置していないと上
記カラーフィルタ層の膜厚のばらつきが上記セル厚に影
響を及ぼし、液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ）が変
化し、液晶表示装置の輝度ムラ、色ムラなどの表示不良
が生じる場合がある。
【００２８】そこで、本発明では、上記下基板に設けら
れたカラーフィルタ層を上記上基板と上記下基板とを貼
り合わせるシール材の下側部分にまで形成することで、
カラーフィルタ層の膜厚のばらつきがセル厚に直接影響
を及ぼさないようにすることができ、表示不良等の低減
による歩留まりの向上と、信頼性の向上が可能である。
【００２９】本発明で用いられるコレステリック液晶
は、波長が液晶分子の螺旋ピッチと等しく、かつ、螺旋
の巻き方向と同じ回転方向の円偏光を選択的に反射す
る、いわゆる選択反射性を有している。逆に言えば、液
晶分子の螺旋ピッチと等しくない波長の光、および波長
が液晶分子の螺旋ピッチと等しくても、螺旋の巻き方向
と逆の回転方向を持つ円偏光はコレステリック液晶を透
過する。さらに、本発明で用いるコレステリック液晶層
は、波長が液晶分子の螺旋ピッチと等しく、螺旋の巻き
方向と同じ回転方向の円偏光を少なくとも一部を反射さ
せる機能を有している。よって、波長が液晶分子の螺旋
ピッチと等しく、螺旋の巻き方向と同じ回転方向の円偏
光の全部を反射するコレステリック液晶層である場合
は、反射層として機能し、波長が液晶分子の螺旋ピッチ
と等しく、螺旋の巻き方向と同じ回転方向の円偏光の一
部を反射するコレステリック液晶層である場合は、半透
過反射層として機能する。
【００３０】また、本発明で用いるコレステリック液晶
層は、波長が液晶分子の螺旋ピッチと等しく、螺旋の巻
き方向と同じ回転方向の円偏光の一部を反射させ、一部
を透過させる機能を有するものであってもよく、このよ
うなコレステリック液晶層は半透過反射層として機能す
る。
【００３１】本発明者らは、反射型液晶表示装置におい
て近年提案されているコレステリック液晶からなる反射
層を用いた場合、液晶セルに入射させる光の偏光状態を
楕円偏光とし、液晶層への選択電界印加時、非選択電界
印加時のいずれかの時に楕円偏光状態の極性を反転させ
るように液晶モードを設定すれば、反射時と透過時で表
示モードを同じにすることができ、表示原理的に透過モ
ードが暗くならないようにできることを見い出した。ま
た、透過表示時にコレステリック液晶の選択反射により
下基板側に反射した光は、下基板の外面側の構成を従来
と同じにしたままでも再利用できることを見い出した。
これらの点に着目し、本発明の構成を提案するに到っ
た。以下、本発明の液晶表示装置を半透過反射型として
用いる場合の表示原理と半透過反射層で反射した光を再
利用できる理由を図４を用いて説明する。なお、本発明
の液晶表示装置を反射型として用いる場合の表示原理
は、半透過反射型として用いる場合の反射明表示と反射
暗表示とほぼ同様である。
【００３２】図４は本発明の液晶表示装置の表示原理を
説明するための図である。一対の透光性基板からなる上
基板１４と下基板１３との間に液晶層３が挟持されるこ
とにより液晶セル１１が構成されている。下基板１３の
内面側には、コレステリック液晶層からなる半透過反射
層１８が設けられている。コレステリック液晶層は、所
定の回転方向を持つ円偏光のうちの一部を反射させ、一
部を透過させるものであり、本発明ではたとえば右回り
の円偏光（以下、右円偏光という）のうち、８０％を反
射させ、２０％を透過させるものである。
【００３３】また、本発明の液晶表示装置は、液晶層１
６に対して上基板１４側から楕円偏光を入射させる上基
板側楕円偏光入射手段が設けられており、図４では一方
向の直線偏光を透過する上偏光板３６とこの上偏光板３
６を透過した直線偏光を円偏光に変換する上１／４波長
板３５とが植え基板側楕円偏光入射手段を構成してい
る。さらに、図４では液晶層１６に対して下基板１３側
から楕円偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手段も
設けられており、上基板１４側と同様、下偏光板２８と
した１／４波長板２７とが下基板側楕円偏光入射手段を
構成している。ここでは、上基板１４側、下基板１３側
ともに、偏光板の透過軸を図４の紙面に平行な方向と
し、この方向の直線偏光が１／４波長板に入射されると
右円偏光が出射されるものとする。
【００３４】液晶層１６は、電界印加の有無により入射
した円偏光の回転方向を反転させるものであり、非選択
電界印加時（液晶ＯＦＦ時）に液晶分子が寝た状態で、
例えばλ／２（λ：入射光の波長）の位相差を有するも
のとなり、したがって、入射した右円偏光は液晶層透過
後、左円偏光に変化し、左円偏光は右円偏光に変化す
る。一方、選択電界印加時（液晶ＯＮ時）に液晶分子が
立った状態では位相差がなくなり、円偏光の回転方向は
変化しない。
【００３５】図４に示す液晶表示装置において、反射モ
ードの明表示を行う場合（図４の左端）には、上基板１
４の外側から入射した光は、上基板１４の上偏光板３６
を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直線
偏光となり、次いで、上１／４波長板３５を透過するこ
とにより右円偏光となる。この時、液晶をＯＮ状態とし
ておくと、上述のように円偏光の回転方向の向きは変化
しないので、液晶層１６に右円偏光が入射された場合、
この光が液晶層１６を透過して半透過反射層１８に到達
しても右円偏光のままである。
【００３６】ここで、金属膜等を用いた従来の半透過反
射層と、コレステリック液晶を用いた本発明の半透過反
射層１８との大きな違いは、金属膜からなる半透過反射
層の場合は反射時に円偏光の回転方向が逆になるが、す
なわち右円偏光が反射すると左円偏光に変わるのに対し
て、コレステリック液晶を用いた半透過反射層１８の場
合は反射時に円偏光の回転方向が変わらない、すなわち
右円偏光が反射しても右円偏光のままであるという点で
ある。したがって、右円偏光の８０％が下基板上の半透
過反射層１８で反射した後、再び上基板に向けて液晶層
１６を透過することになる。この時も液晶がＯＮ状態で
あるため、偏光状態は右円偏光のままで変わらないが、
その後、上１／４波長板３５を透過することにより紙面
に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏
光は上偏光板３６を透過できるので、外部（観察者側）
へ戻り、液晶装置が明表示される。
【００３７】逆に、反射モードの暗表示を行う場合（図
４の右から２番目）には、液晶をＯＦＦ状態とすると、
液晶層１６がλ／２の位相差を持つため、上基板側から
入射した右円偏光は液晶層を透過すると左円偏光とな
る。図４においては、半透過反射層を構成するコレステ
リック液晶はあくまでも右円偏光の一部を反射するもの
であるため、左円偏光は半透過反射層を透過する。その
後、下１／４波長板を透過することにより紙面に垂直な
偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光は下偏
光板で吸収されるので、外部（観察者側）へは戻らず、
液晶表示装置が暗表示される。
【００３８】一方、透過モードでの表示を行う場合、例
えばバックライト等から出射された光が下基板１３の外
側から液晶セル１１に入射し、この光が表示に寄与する
光となる。ここで、透過モードの暗表示を行う場合（図
４の右端）には、反射モード時とほぼ同様の作用が下基
板１３側にも上基板１４側にも同様の下偏光板２８と下
１／４波長板７が備えられているので、液晶層１６に下
基板２８側から右円偏光が入射され、その２０％が半透
過反射層１８を透過する。ここで、液晶がＯＦＦ状態で
あれば、上基板１４側に到達した時点で左円偏光とな
り、上１／４波長板３５を透過することにより紙面に垂
直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光は
上偏光板３６で吸収されるので、外部（観察者側）には
出射せず、液晶表示装置が暗表示される。
【００３９】透過モードの明表示を行う場合（図４の左
から２番目）には、下基板１３側から入射する光は、下
偏光板２８を透過することにより紙面に平行な偏光軸を
有する直線偏光となり、次いで、下１／４波長板２７を
透過することにより右円偏光となって出射される。この
出射光のうちの２０％がコレステリック液晶からなる半
透過反射層１８を透過することができ、右円偏光となっ
て出射される。液晶がＯＮ状態であれば、２０％の右円
偏光がその偏光状態を維持したまま上基板１４側に到達
する。その後、右円偏光が上１／４波長板を透過するこ
とにより紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化
し、この直線偏光は上偏光板３６を透過できるので、外
部（観察者側）へ戻り、液晶表示装置が明表示される。
【００４０】一方、透過モードの明表示では、右円偏光
のうちの８０％がコレステリック液晶からなる半透過反
射層１８で下側に向けて反射することになる。この際、
上述したように、コレステリック液晶は反射円偏光の回
転方向を変えないという性質を持っているので、反射光
は右円偏光である。このため、その後、右円偏光が下１
／４波長板２７を透過すると紙面に平行な偏光軸を有す
る直線偏光になり、この直線偏光が紙面に平行な透過軸
を有する下偏光板２８を透過することができる。このよ
うにして、下偏光板２８の透過軸と同じ偏光軸を有する
直線偏光が下基板１３側から出射されると、この光を例
えばバックライト１２に備えられた反射板４０などで反
射させることにより液晶セル側に再度導入し、表示に再
利用することができる。
【００４１】なお、上では説明を省略したが、透過モー
ドの暗表示の際にも下基板１３側から入射する光は、下
偏光板１３を透過することにより紙面に平行な偏光軸を
有する直線偏光となり、次いで、した１／４波長板２７
を透過することにより右円偏光となって出射される。こ
の右円偏光の８０％がコレステリック液晶からなる半透
過反射層１８で反射し、下基板１３側から一旦液晶セル
１１の外部に出射された後、再度液晶セル１１に導入さ
れるが、この光はいずれにしろ上偏光板３６で吸収され
てしまうので、暗表示にとって特に支障はない。また、
反射モードの明表示の際には上から入射した右円偏光の
２０％が半透過反射層１８を透過するので、下基板１３
側から一旦液晶セル１１の外部に出射された後、再度液
晶セル１１に導入される。この光は表示に寄与するの
で、反射モードの表示も明るく維持することができる。
【００４２】このように、本発明の液晶表示装置におい
ては、反射時と透過時で同じ表示モードを用いることが
でき、特に透過モードの明表示に着目した場合、従来の
半透過反射型液晶表示装置のように下基板側から入射し
た光の一部が上偏光板で吸収されることがなく、コレス
テリック液晶からなる半透過反射層を透過した光のほぼ
全てが表示に寄与する。一方、コレステリック液晶から
なる半透過反射層で反射した光は、表示に再利用するこ
とができる。勿論、上の説明で用いたコレステリック液
晶での反射：８０％、透過：２０％という割合はほんの
一例であって、反射と透過の比率はいかようにも変える
ことができる。しかしながら、どのような比率であって
も、コレステリック液晶からなる半透過反射層を透過し
た円偏光を最大限に利用できることと、半透過反射層で
反射した円偏光を表示に再利用できることの効果が相俟
って、反射表示の明るさを維持しながら透過表示の明る
さを従来より向上でき、視認性に優れた半透過反射型の
液晶表示装置を実現することができる。
【００４３】なお、上の説明では、理想的な形態として
上基板側、下基板側から導入する光をともに「（右）円
偏光」としたが、上述した本発明の液晶表示装置の動作
を実現するためには必ずしも完全な円偏光である必要は
なく、広い意味で「楕円偏光」であればよい。
【００４４】上記本発明の液晶表示装置において、液晶
セルに対して下基板側から光を入射させる照明装置を備
えることが望ましい。
【００４５】本発明の液晶表示装置において透過表示モ
ードを反射表示モードと同じにするためには、何らかの
手段によって下基板側から楕円偏光を入射させる必要が
ある。そのために如何なる手段を採ってもよいが、液晶
セルに対して下基板側から光を入射させる照明装置、い
わゆるバックライトを備えることにより、下基板側から
楕円偏光を入射させる構成を容易に実現することができ
る。
【００４６】前記上基板側楕円偏光入射手段および前記
下基板側楕円偏光入射手段の具体的な形態として、一方
向の直線偏光を透過する偏光板と、この偏光板を透過し
た直線偏光を楕円偏光に変換する位相差板とを有するも
ので構成することができる。
【００４７】これら２つの光学部材を上基板側、下基板
側のそれぞれに設置することによって、太陽光、照明光
などの外光とバックライトからの照明光を容易に楕円偏
光に変えることができ、本発明の液晶表示装置に好適な
ものとすることができる。
【００４８】前記位相差板としては、任意の位相差を持
つものを適宜選択すればよいが、１／４波長板を用いる
ことが望ましい。
【００４９】１／４波長板を用いた場合、偏光板を出射
した直線偏光を、広い意味での楕円偏光の中でも特に円
偏光に変えることができるので、光の利用効率を最も高
めることができ、より明るい表示の液晶表示装置を実現
することができる。ただし、上基板側に設ける位相差板
に色補償の機能も持たせたい場合には１／４波長板に限
ることはなく、任意の位相差を持つ位相差板を選択すれ
ばよい。
【００５０】前記コレステリック液晶層が、所定の領域
毎に液晶分子の螺旋ピッチに応じた波長の異なる色光を
選択的に反射させる反射型カラーフィルターとして機能
するものであり、前記所定の領域毎に前記コレステリッ
ク液晶層の反射波長帯域と前記カラーフィルター層の各
色素層の透過波長帯域とが少なくとも一部重なるものを
用いることもできる。別の表現をすれば、前記所定の領
域毎に前記コレステリック液晶層からの反射光の色と前
記カラーフィルター層の各色素層の透過光の色が一致し
ているものを用いることができる。
【００５１】本発明の液晶表示装置におけるコレステリ
ック液晶層は、液晶分子の螺旋ピッチが異なる複数の層
を積層することによって種々の波長帯域を含む円偏光を
反射させる反射層、いわゆる白色反射板として機能させ
ることができる。または、所定の領域毎に液晶分子の螺
旋ピッチを変え、その領域の螺旋ピッチに応じた波長の
光を選択的に反射させるようにすれば、領域毎に例えば
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光がそれぞれ反射する
反射型カラーフィルターとして機能させることもでき
る。反射型カラーフィルターとして機能させた場合、上
記の表示原理によって表示領域内の各ドット毎に異なる
色のカラー表示が可能となる。この場合、コレステリッ
ク液晶層は主に反射表示用のカラーフィルター、顔料を
含むカラーフィルター層は主に透過表示用のカラーフィ
ルターとして機能する。
【００５２】上記いずれかの構成の本発明の液晶表示装
置においては、上記反射層又は半透過反射層と、上記第
１の導電部との間に、異なる色の顔料を含む複数の色素
層を有するカラーフィルタ層が設けられていてもよい。
このような構成の液晶表示装置によれば、カラー表示が
可能である。また、本発明の液晶表示装置が半透過反射
型である場合は、特に透過モード時のカラー表示の明る
さを向上させた認識性に優れる半透過反射型の液晶表示
装置を実現できる。
【００５３】本発明の電子機器は、上記いずれかの構成
の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。こ
の構成によれは、コレステリック液晶層の膜厚のばらつ
きに起因するセル厚のばらつきを低減でき、表示不良に
よる歩留まりの低下がなく、信頼性の向上した電子機器
を提供可能である。また、カラーフィルタ層の膜厚のば
らつきに起因するセル厚のばらつきを低減でき、表示不
良による歩留まりの低下がなく、信頼性の向上した電子
機器を提供可能である。また、本発明の半透過反射型液
晶表示装置が表示部に備えられたものにあっては、透過
モード時の表示も明るく、視認性に優れた液晶表示部を
備えた電子機器を提供することができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態：液晶表示装
置］以下、本発明の第１の実施の形態を図１を参照して
説明する。図１は本実施の形態の液晶表示装置の部分断
面構造を示す図であり、図２は本実施の形態の液晶表示
装置のシール材付近を拡大した部分断面構造を示す図で
あり、図３は、第１の実施の形態の液晶表示装置の表示
原理を説明するための図である。本実施の形態は薄膜ダ
イオード（Thin Film Diode、以下、TFD）をスイッチン
グ素子に用いたアクティブマトリクス方式の半透過反射
型カラー液晶表示装置の例である。なお、以下の図面に
おいては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚
や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００５５】本実施の形態の液晶表示装置１０は、図１
に示すように、液晶セル１１とバックライト１２（照明
装置）とを備えたものである。液晶セル１１は、下基板
１３と上基板１４とが対向配置され、これら上基板１４
と下基板１３との間に、位相差を例えばλ／２に設定し
たＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶などからなる
液晶層１６が挟持されている。液晶セル１１の後面側
（下基板１３の外面側）にバックライト１２が配置され
ている。バックライト１２は、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等からなる光源３７、導光板３９、反射板４０など
を備えている。
【００５６】ガラスやプラスチックなどの透光性材料か
らなる下基板１３の内面側には、配向膜とコレステリッ
ク液晶層とが交互に形成されてなる半透過反射膜１８が
形成されている。半透過反射膜１８に設けられた複数の
コレステリック液晶層は、所定の回転方向を持つ円偏光
のうちの一部を反射させ、一部を透過させるものであ
り、本実施形態では例えは右回りの円偏光（以下、右円
偏光という）のうち、８０％を反射させ、２０％を透過
させるものである。従って、半透過反射膜１８全体で
は、白色の右円偏光の８０％を反射、２０％を透過する
機能を有している。この半透過反射膜１８の厚みは、例
えば５〜２０μｍ程度のものである。
【００５７】この半透過反射膜１８を形成するには、例
えば、下基板１３を構成するガラス板、プラスチックシ
ート等の上に配向膜を塗布し、この配向膜にラビング処
理を施した後、この配向膜の表面にコレステリック液晶
を含む溶液をスピンコータ等の各種の塗布法により塗布
し、この後、紫外線を照射し硬化させてコレステリック
液晶層を形成する。ここで紫外線を照射して硬化させる
際に紫外線強度や温度等をコントロールすることにより
液晶分子の螺旋のピッチを制御することで、液晶分子が
一定のピッチで周期的な螺旋構造を採るようにする。そ
して、このようなラビング処理した配向膜の形成と、コ
レステリック液晶層の形成を交互に繰り返すことによ
り、目的とする半透過反射膜１８が得られる。
【００５８】この半透過反射膜１８の上面には、透光性
の樹脂材料等からなるオーバーコート層（図示略）が形
成されている。このオーバーコート層の上面には、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色素層２９が順番に繰
り返し形成され、その上にはこの色素層２９によってで
きた段差を平坦化するための平坦化膜３１が積層され、
カラーフィルタ層３０が形成される。そして、平坦化膜
３１上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる短冊状の多数
の走査線（第１の導電部）３２が図示横方向（紙面に平
行な方向）に延在しており、この走査線３２上にポリイ
ミド等からなる配向膜（図示略）が積層形成されてい
る。また、下基板１３の外面側には、下１／４波長板２
７、下偏光板２８、反射偏光板２９がこの順に設けられ
ている。本実施形態では、液晶層１６に対して下基板１
３側から楕円偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手
段は、これら下偏光板２８と下１／４波長板２７とよっ
て構成されている。本実施形態では下偏光板２８の透過
軸を図３の紙面に平行な方向とし、この方向の直線偏光
が下１／４波長板２７に入射されると右円偏光が出射さ
れるようになっている。
【００５９】一方、ガラスやプラスチックなどの透光性
材料からなる上基板１４の内面側には、ＩＴＯ等の透明
導電膜からなる短冊状の多数のデータ線（第２の導電
部）２５が下基板１３上の走査線（第１の導電部）３２
と直交するように延在しており、また、各データ線２５
に対して多数の画素電極２６がＴＦＤ素子（図示略）を
介して接続されている。ＴＦＤ素子は、例えば、タンタ
ル膜からなる第１の導電膜と、第１の導電膜の表面に形
成されたクロム、アルミニウム、チタン、モリブデン等
の金属膜からなる第２の導電膜とから構成されている。
そして、このＴＦＤ素子の上記第１の導電膜がデータ線
２５に接続され、上記第２の導電膜が画素電極２６に接
続されている。これらデータ線２５、画素電極２６、Ｔ
ＦＤ素子を覆うようにポリイミド等からなる配向膜（図
示略）が積層されている。
【００６０】また、上基板１４の外面側には、上１/４
波長板３５と上偏光板３６が基板側からこの順に設けら
れている。本実施の形態では、液晶層１６に対して上基
板１４側から楕円偏光を入射させる上基板側楕円偏光入
射手段はこれら上１/４波長板３５と、上偏光板３６と
から構成されている。本実施形態では上偏光板３６の透
過軸を図３の紙面に平行な方向とし、この方向の直線偏
光が上１/４波長板３５に入射されると右円偏光が出射
されるようになっている。
【００６１】図２に示すように、シール材１５中には、
上基板１４と下基板１３とを一定のセル厚で狭持するた
めに、セル厚に対応した粒径のシリカボール、グラスフ
ァイバー等のスペーサー１９が混入される。シール材１
５は、図１に示すように、下基板１３上に形成されたコ
レステリック液晶層からなる半透過反射膜１８及びカラ
ーフィルタ層３０の上に形成されている。 図２におい
ては、下基板１３の最端部にまでコレステリック液晶層
からなる半透過反射膜１８及びカラーフィルタ層３０が
形成され、下基板１３とシール材１５のとの間のシール
材１５の幅方向の全領域に半透過反射膜１８及びカラー
フィルタ層３０が位置しているが、シール材１５の幅方
向の一部の領域にのみ半透過反射膜１８及びカラーフィ
ルタ層３０が位置していてもよい。その場合であって
も、少なくともスペーサー１９の下側には半透過反射膜
１８及びカラーフィルタ層３０が位置している必要があ
り、そのためには、シール材１５の内縁から少なくとも
シール材１５の幅の５０％の範囲までは半透過反射膜１
８及びカラーフィルタ層３０が設けられていることが望
ましい。
【００６２】液晶層１６は、選択電界印加の有無により
入射した円偏光の回転方向を反転させるものであり、非
選択電界印加時（液晶ＯＦＦ時）に液晶分子が寝た状態
で例えばλ／２（λ：入射光の波長）の位相差を有する
ものとなり、したがって、入射した右円偏光は液晶層透
過後、左円偏光に変化し、左円偏光は右円偏光に変化す
る。一方、選択電界印加時（液晶ＯＮ時）に液晶分子が
立った状態では位相差がなくなり、円偏光の回転方向は
変化しない。
【００６３】また、バックライト１２は、光源３７と反
射板３８と導光板３９を有しており、導光板３９の下面
側（液晶パネル１と反対側）には、導光板３９中を透過
する光を液晶セル１１側に向けて出射させるための反射
板４０が設けられている。
【００６４】以下、本実施の形態の液晶表示装置の表示
原理と半透過反射層で反射した光を再利用できる理由を
図３を用いて説明する。なお、ここでは上基板１４の外
側ならびに下基板１３の外側から液晶セルに入った光が
カラーフィルタ層３０に入射する際は、Ｒの色素層に入
射する場合について説明する。図３に示す本実施の形態
の液晶表示装置において、反射モードの明表示を行う場
合（図３の左端）には、上基板１４の外側から入射した
光は、上基板１４上の上偏光板３６を透過することによ
り紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光となり、次い
で、上１／４波長板３５を透過することにより右円偏光
となる。この時、液晶をＯＮ状態としておくと、上述の
ように円偏光の回転方向は変化しないので、液晶層に右
円偏光が入射された場合、この光が液晶層１６、カラー
フィルタ層３０を透過して半透過反射層１８に到達して
も右円偏光のままである。
【００６５】したがって右円偏光がＲの色素層を通って
得られた赤色の右円偏光の８０％が下基板１３上の半透
過反射層１８で反射した後、再び上基板１４に向けて液
晶層１６を透過することになる。この時も液晶がＯＮ状
態であるため、偏光状態は右円偏光のままで変わらない
が、その後、上１／４波長板３５を透過することにより
紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直
線偏光は上偏光板３６を透過できるので、外側（観察者
側）へ戻り、液晶表示装置が明（赤色）表示される。
【００６６】逆に、反射モードの暗表示を行う場合（図
３の右から２番目）には、液晶をＯＦＦ状態とすると、
液晶層１６がλ／２の位相差を持つため、上基板１４か
ら入射した右円偏光は液晶層１６を透過すると左円偏光
となる。図３においては、半透過反射層１８を構成する
コレステリック液晶はあくまでも右円偏光の一部を反射
するものであるため、左円偏光は半透過反射層１８を透
過する。その後、下１／４波長板２７を透過することに
より紙面に垂直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、こ
の直線偏光は下偏光板２８で吸収されるので、外部（観
察者側）へは戻らず、液晶表示装置が暗表示される。
【００６７】一方、透過モードでの表示を行う場合、バ
ックライト１２から出射された光が下基板１３の外側か
ら液晶セル１１に入射し、この光が表示に寄与する光と
なる。ここで、透過モードの暗表示を行う場合（図３の
右端）には、反射モード時とほぼ同様の作用が下基板側
から上基板側に向けて生じることになる。すなわち、図
３においては下基板側にも上基板側と同様の下偏光板２
８と下１／４波長板２７が備えられているので、液晶層
１６に下基板側から右円偏光が入射され、その２０％が
半透過反射層１６を透過する。ここで、液晶がＯＦＦ状
態であれば、上基板側に到達した時点で左円偏光とな
り、上１／４波長板３５を透過することにより紙面に垂
直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光は
上偏光板３６で吸収されるので、外部（観察者側）へは
出射せず、液晶表示装置が暗表示される。
【００６８】透過モードの明表示を行う場合（図３の右
端）には、下基板側から入射する光は、下偏光板２８を
透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直線偏
光となり、次いで、下１／４波長板２７を透過すること
により右円偏光となって出射される。この出射光のうち
の２０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層１
８を透過することができ、さらにカラーフィルタ層３０
の色素層を透過し、赤色の右円偏光となって出射され
る。液晶がＯＮ状態であれば、２０％の右円偏光がその
偏光状態を維持したまま上基板１４側に到達する。その
後、右円偏光が上１／４波長板３５を透過することによ
り紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この
直線偏光は上偏光板３６を透過できるので、外部（観察
者側）へ戻り、液晶表示装置が明（赤色）表示される。
【００６９】一方、透過モードの明表示では、右円偏光
のうちの８０％がコレステリック液晶からなる半透過反
射層１８で反射することになる。この際、上述したよう
に、コレステリック液晶は反射円偏光の回転方向を変え
ないという性質を持っているので、反射光は右円偏光で
ある。このため、その後、右円偏光が下１／４波長板２
７を透過すると紙面に平行な透過軸を有する直線偏光に
なり、この直線偏光が紙面に平行な透過軸を有する下偏
光板２８を透過することができる。このようにして、下
偏光板２８の透過軸と同じ偏光軸を有する直線偏光が下
基板側から出射されると、この光をバックライト１２に
備えられた反射板４０で反射させることにより液晶セル
側に再度導入し、表示に再利用することができる。
【００７０】このように、本実施形態の液晶表示装置に
おいては、反射時と透過時で同じ表示モードを用いるこ
とができ、特に透過モードの明表示に着目した場合、従
来の半透過反射型液晶表示装置のよに下基板側から入射
した光の一部が上偏光板で吸収されることがなく、コレ
ステリック液晶からなる半透過反射層１８を透過した光
のほぼ全てが表示に寄与する。一方、コレステリック液
晶からなる半透過反射層１８で反射した光は、表示に再
利用することができる。従って、本実施形態の液晶表示
装置は、コレステリック液晶からなる半透過反射層１８
を透過した円偏光を最大限利用できることと、半透過反
射層１８で反射した円偏光を表示に再利用できることの
効果が相俟って、反射表示の明るさを維持しながら透過
表示の明るさを従来より向上でき、視認性に優れた半透
過反射型の液晶表示装置を実現することができる。
【００７１】また、本実施の形態の液晶表示装置では、
下基板１３に設けられたコレステリック液晶層からなる
半透過反射層１８が、上基板１３と下基板１４とを所定
のセル厚で狭持するためのシール材１５の下側にまで形
成されているので、コレステリック液晶層の膜厚のムラ
が液晶セルのセル厚に影響を及ぼさないので、コレステ
リック液晶層の膜厚のムラに起因する液晶層のリタデー
ション（Δｎ・ｄ）の変化による表示品位の低下を防
ぎ、歩留まりの向上と、製品の品質向上が可能である。
【００７２】また、本実施の形態の液晶表示装置では、
下基板１３に設けられたコレステリック液晶層からなる
半透過反射層１８と、第1の導電膜の間に形成されたカ
ラーフィルタ層３０が、上基板１３と下基板１４とを所
定のセル厚で狭持するためのシール材１５の下側にまで
形成されているので、例えば５〜２０μｍ程度もの層厚
を有するコレステリック液晶層からなる半透過反射層１
８やカラーフィルタ層３０の膜厚が仮にばらついたとし
ても、これら２つの層の膜厚のムラが液晶セルのセル厚
に影響を及ぼさないので、これら２つの層の膜厚のムラ
に起因する液晶層のリタデーション（Δｎ・ｄ）の変化
による表示品位の低下を防ぎ、歩留まりの向上と、製品
の品質向上が可能である。
【００７３】なお、上記実施形態の液晶表示装置におい
ては、複数のコレステリック液晶層を有する半透過反射
層１８は、螺旋の巻き方向と同じ回転方向の白色の円偏
光の一部を反射させ、一部を透過させる機能を有する場
合について説明したが、液晶セル１１の表示領域内を分
割した所定の領域毎に液晶分子の螺旋のピッチに応じた
波長の異なる色光を選択的に反射させる反射型カラーフ
ィルタとして機能を有するコレステリック液晶層が備え
られたものであってもよい。
【００７４】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４は、携帯電話の一例
を示した斜視図である。図４において、符号１０００は
携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の液晶表示装
置を用いた液晶表示部を示している。
【００７５】図５は、腕時計型電子機器の一例を示した
斜視図である。図６において、符号１１００は時計本体
を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用いた液
晶表示部を示している。
【００７６】図６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７におい
て、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキー
ボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本
体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた液晶表
示部を示している。
【００７７】図４〜図６に示す電子機器は、上記実施の
形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えているの
で、透過モードでも明るい表示が得られ、あらゆる使用
環境で視認性に優れた液晶表示部を備えた電子機器を実
現することができる。
【００７８】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。本
発明は、上記実施の形態のようにＴＦＤをスイッチング
素子に用いたアクティブマトリクス方式の半透過反射型
液晶表示装置に限ることなく、スイッチング素子に薄膜
トランジスタ（Thin Film Transistor）を用いた半透過
反射型液晶表示装置、パッシブマトリクス方式の半透過
反射型液晶表示装置に適用することも可能であり、ま
た、半透過反射型液晶表示装置に限ることなく、反射型
液晶表示装置に適用可能であり、また、カラー液晶表示
装置に限ることなく、白黒表示の液晶表示に適用するこ
とも可能である。
【００７９】また、上記実施の形態では、楕円偏光入射
手段として偏光板と１／４波長板とを用いたが、液晶層
に対して楕円偏光を入射できるものであれば、その他の
光学部材を用いてもよい。また、本発明においては、液
晶層に円偏光を入射させて表示に利用するのが理想的で
あるが、必ずしも完全な円偏光に限ることはなく、光の
利用効率が多少低下するのを許容すれば、楕円偏光を用
いることもできる。
【００８０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
液晶表示装置によれば、コレステリック液晶層を有する
反射層又は半透過反射層が設けられている下基板と上基
板とを所定のセル厚で狭持させるシール材が、下基板上
に形成されているコレステリック液晶層の上側に形成さ
れることにより、コレステリック液晶層の膜厚のムラに
起因する液晶層のセル厚のムラを防止できる。また、こ
のような液晶表示装置が備えられた電子機器によれば、
コレステリック液晶層の膜厚のムラに起因する歩留まり
の低下がなく、信頼性が向上した液晶表示装置を備えた
電子機器とすることができる。
【００８１】また、所定の回転方向を持つ楕円偏光のう
ちの一部を反射させ、一部を透過させるコレステリック
液晶層を有する半透過反射層が設けられた本発明の液晶
表示装置によれば、透過モード時の表示の明るさを向上
させた視認性に優れる液晶表示装置とすることができ
る。また、このような液晶表示装置が備えられた電子機
器によれば、透過モード時の表示も明るく、優れた視認
性を有する上記液晶表示装置を備えた電子機器とするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装
置の断面構造を示す図である。
【図２】 本発明の第1の実施の形態に係る液晶表示装
置の一部を拡大した断面構造を示す図である。
【図３】 上記第１の実施の形態に相当する液晶表示装
置の表示原理を説明するための模式図である。
【図４】 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図で
ある。
【図５】 本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図
である。
【図６】 本発明に係る電子機器のさらに他の例を示す
斜視図である。
【図７】 従来の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１０ 液晶表示装置 １１ 液晶セル １２ バックライト １３ 下基板 １４ 上基板 １５ シール材 １６ 液晶層 １８ 半透過反射膜 １９ スペーサー ２５ データ線（第２の導電部） ２６ 画素電極 ２７ 下１／４波長板 ２８ 下偏光板 ２９ 色素層 ３０ カラーフィルタ層 ３１ 平坦化膜 ３２ 走査線（第１の導電部） ３５ 上１／４波長板 ３６ 上偏光板 １０００ 携帯電話本体（電子機器） １００１，１１０１，１２０６ 液晶表示部 １１００ 時計本体（電子機器） １２００ 情報処理装置（電子機器）
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/1335 ５１０ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５１０ 1/13363 1/13363 Ｈ０４Ｍ 1/02 Ｈ０４Ｍ 1/02 Ｃ Ｆターム(参考） 2H049 BA04 BA05 BA06 BA43 BB03 BB62 BC22 2H088 EA02 EA22 HA01 HA11 HA12 HA17 HA18 MA20 2H089 LA15 LA41 QA14 TA01 TA02 TA12 TA14 TA15 UA09 2H091 FA02Y FA05Y FA08X FA11X FB02 FD04 FD06 GA01 GA02 GA08 GA09 LA30 MA10 5K023 AA07 DD06 DD08 HH07

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに対向してシール材によって貼り合
    わされた上基板と下基板との間に液晶層が狭持され、前
    記下基板の内面側に第１の導電部が設けられ、前記上基
    板の内面側に第２の導電部が設けられた液晶セルを有す
    る液晶表示装置であって、 前記下基板と前記第１の導電部との間に、所定の回転方
    向を持つ楕円偏光のうちの少なくとも一部を反射させる
    コレステリック液晶層を有する反射層が設けられ、前記
    液晶層に対して前記上基板側から楕円偏光を入射させる
    上基板側楕円偏光入射手段と前記下基板側から楕円偏光
    を入射させる下基板側楕円偏光入射手段とが設けられる
    とともに、前記液晶層は選択電界印加状態、非選択電界
    印加状態のいずれか一方の状態において入射した楕円偏
    光の極性を反転させ、他方の状態において極性を変えな
    いものであり、前記下基板の内面側における前記シール
    材と前記下基板との間の少なくとも一部に前記コレステ
    リック液晶層が設けられていることを特徴とする液晶表
    示装置。
  2. 【請求項２】 前記シール材には、スペーサーが混入さ
    れ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】 前記シール材の内縁から少なくとも前記
    シール材の幅の５０％の範囲を含む領域まで前記コレス
    テリック液晶層が設けられていることを特徴とする請求
    項２に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記反射層は、所定の回転方向を持つ楕
    円偏光のうちの一部を反射させ、一部を透過させるコレ
    ステリック液晶層を有する半透過反射層であり、前記下
    基板側から楕円偏光を入射させる下基板楕円偏光入射手
    段が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記液晶セルに対して前記下基板側から
    光を入射させる照明装置が備えられたことを特徴とする
    請求項４に記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記上基板側楕円偏光入射手段が、一方
    向の直線偏光を透過する偏光板と該偏光板を透過した直
    線偏光を楕円偏光に変換する位相差板とを有することを
    特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の液晶表
    示装置。
  7. 【請求項７】 前記下基板側楕円偏光入射手段が、一方
    向の直線偏光を透過する偏光板と該偏光板を透過した直
    線偏光を楕円偏光に変換する位相差板とを有することを
    特徴とする請求項１乃至６いずれか一項に記載の液晶表
    示装置。
  8. 【請求項８】 前記コレステリック液晶層が、前記液晶
    セルの表示領域内を分割した所定の領域毎に液晶分子の
    螺旋ピッチに応じた波長の異なる色光を選択的に反射さ
    せる反射型カラーフィルタとして機能するものであるこ
    とを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の
    液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 前記反射層又は半透過反射層と、前記第
    １の導電部との間に、異なる色の顔料を含む複数の色素
    層を有するカラーフィルタ層が設けられたことを特徴と
    する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶表示装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記カラーフィルタ層が、前記シール
    材の下側に少なくとも一部存在していることを特徴とす
    る請求項１乃至９のいずれか一項に記載の液晶表示装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記反射層又は前記半透過反射層は、
    液晶分子の螺旋のピッチが異なる複数のコレステリック
    液晶層を有することを特徴とする請求項１乃至１０のい
    ずれか一項に記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１乃至１１のいずれか一項に記
    載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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