JP2003131213A - 液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半透過反射型液晶表示装置において、特に透
過モードを主体とする液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 液晶表示装置１０は、下基板１３と上基
板１４との間に液晶層１６が挟持された構成を具備し、
下基板１３の外面側にはバックライト１２が配置されて
いる。下基板１３の内面側であって液晶層１６との間に
は半透過反射層１８が設けられ、この半透過反射層１８
は、入射される楕円偏光のうち特定回転方向の楕円偏光
について５０％以上を透過させ、５０％以下を反射させ
る構成のコレステリック液晶層を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置及び
電子機器に関し、特に反射モード及び透過モードを備え
た半透過反射型の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
利用して表示するため、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半透過
反射型の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又は
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。

【０００３】このような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。中でもコレステリック液晶は液
晶分子が一定のピッチで周期的ならせん構造を採るもの
である。この構造により、らせん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、このようなコレス
テリック液晶を用いることにより、特定の波長の光を選
択的に反射する一方、それ以外の光を透過するという半
透過反射型の液晶表示装置を提供することが可能であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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、反射モードに比
重が高いものとされている。すなわち、コレステリック
液晶に入射された光（所定回転方向の楕円偏光）の殆ど
が反射され、残りの一部が透過される構成とされてい
た。このように反射重視の表示装置では、反射表示自体
が透過表示に比してコントラストが劣っているため表示
性能が低下するとともに、携帯用途の半透過反射型表示
装置を考えた場合、圧倒的に透過モードで表示装置を観
察する機会が多いのが現状であるため必ずしもユーザー
ニーズに適った装置ではない。すなわち、携帯用途にお
いては室内等の比較的暗所で表示装置を観察する場合が
多いので、透過モード重視の表示装置の方がユーザーニ
ーズに適している。

【０００５】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、半透過反射型液晶表示装置におい
て、特に透過モードを主体とする液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。また、本発明は、透過モードを主
体と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。

【０００６】

【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、互いに対向配置された
透光性基板からなる上基板と下基板との間に液晶層（位
相変調用液晶層とも言う）が挟持された液晶セルを有す
る液晶表示装置であって、下基板の内面側に、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、位相変調用液晶層に対して上基板側から楕
円偏光を入射させる上基板側楕円偏光入射手段と、下基
板側から上基板側からの楕円偏光と同一回転方向の楕円
偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手段と、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とが設
けられるとともに、位相変調用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
て極性を反転させないものであって、半透過反射層が、
楕円偏光のうち特定回転方向の楕円偏光の５０％以上を
透過させ、５０％以下を反射させる構成とされているこ
とを特徴とする。

【０００７】このような表示装置によると、半透過反射
層に対して入射された所定回転方向の楕円偏光の透過率
が５０％以上、反射率が５０％以下とされているため、
例えば上基板側から入射される外光の反射光に基づく反
射表示に比して、下基板側から入射される照明光（照明
装置が発する光）の透過光に基づく透過表示が主体とな
り得る。具体的には、上基板側から上基板側楕円偏光入
射手段により楕円偏光状態で入射される外光は、位相変
調用液晶層で左右いずれかの回転方向の楕円偏光に変調
され、そのうち特定の回転方向（例えば右）の楕円偏光
がコレステリック液晶層で反射されて表示に供される。
一方、下基板側から入射される照明光は下基板側楕円偏
光入射手段により楕円偏光状態で入射され、そのうち特
定の回転方向（例えば左（上記反射される回転方向と異
なる回転方向））の楕円偏光はコレステリック液晶層で
透過されて表示に供される。そこで、本発明によると、
コレステリック液晶層が所定回転方向の楕円偏光のうち
５０％以上を透過し、５０％以下を反射させる構成とし
たため、反射表示に比して相対的にコントラストの高い
透過表示を主体とした表示を行うことが可能となる。し
たがって、携帯用途等における比較的暗所での使用に適
するとともに、直射日光下等の非常に明るい場所でも反
射表示により使用することが可能な、様々な環境下で明
るく高コントラストの表示装置を提供することが可能と
なる。なお、本明細書では、このような透過及び反射に
基づく表示を行う液晶表示装置のことを「半透過反射
型」の液晶表示装置と言う場合があり、また、特に断り
書きのない限り、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言う。

【０００８】上記半透過反射層には、可視光領域（３８
０〜７８０ｎｍ）における反射波長帯域の異なる少なく
とも２層のコレステリック液晶層が積層され、各コレス
テリック液晶層の反射波長帯域が可視光領域における透
過波長帯域よりも狭くされているものとすることができ
る。この場合、コレステリック液晶層に対して入射され
る光のうち、反射される光量よりも透過される光量の方
が相対的に多くなるため、透過表示と反射表示で透過表
示の割合が多くなる。また、このように反射波長帯域を
相対的に狭くすることで、反射表示において色純度を高
くして鮮やかな表示を行うことが可能となる。

【０００９】上記反射波長帯域は具体的には半値幅が５
０ｎｍ以下のものとすることができる。この場合、透過
光量を相対的に高くしつつ反射表示における色純度を高
くすることが可能となる。また、コレステリック液晶に
おける反射光の波長λは、らせんピッチｐと、らせん軸
に直交する平面内の平均屈折率ｎとの積で表されるた
め、反射波長帯域（λ１−λ２）は、屈折率異方性（ｎ
１−ｎ２）とらせんピッチｐとの積で表される。したが
って、コレステリック液晶を構成する高分子液晶の屈折
率異方性を小さくすることで反射波長帯域を小さくする
ことが可能となる。なお、一般的に液晶の屈折率異方性
の値は０．０５〜０．５であって、本発明の高分子液晶
においては、例えば０．１〜０．１５程度の値にするの
が好ましく、この場合、上記反射波長帯域を十分に狭く
することが可能となる。

【００１０】なお、コレステリック液晶層に対して入射
する楕円偏光のうち、片方の回転方向のものについて、
透過率を５０％以上、反射率を５０％以下としたが、具
体的には、コレステリック液晶のらせんピッチが、光の
三原色である赤（約６５０ｎｍ）、緑（５５０ｎｍ）、
青（４５０ｎｍ）のそれぞれに対応する液晶分子につい
て透過を５０％以上、反射を５０％以下とすることがで
きる。そして、それぞれの液晶分子についてらせん軸の
向く方向を、入射光を反射可能な方向（入射方向と略平
行）や入射光を透過させる方向（入射方向と略直角）に
種々設定することで、透過率５０％以上、反射率５０％
以下を実現することが可能となる。例えば、透過率５５
％、反射率４５％の場合には、液晶分子について、らせ
ん軸の向く方向を入射方向と略平行な方向に４５％、入
射方向と略直角な方向に５５％配向させるものとするこ
とができる。

【００１１】次に、上記照明装置の発光波長帯域とコレ
ステリック液晶層の透過波長帯域とが略一致しているも
のとすることができる。この場合、照明装置からの照明
光の殆どがコレステリック液晶層を透過可能となり、十
分な透過光量を確保することが可能となる。また、上基
板側からの外光については、透過波長帯域と相反する反
射波長帯域の光が反射されるため、反射光量も確保可能
である。なお、この場合、照明装置としては例えば白色
発光ダイオードや冷陰極管等を用いることができる。

【００１２】上記上基板側楕円偏光入射手段及び下基板
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、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とすることができる。この場
合、偏光板により直線偏光が得られ、その直線偏光が位
相差板を通過することで楕円偏光が得られ、上基板側と
下基板側とにおいて偏光板の偏光軸方向と位相差板の位
相差を同じものとすることで、上基板側と下基板側とで
同じ回転方向の楕円偏光を得ることが可能である。

【００１３】上記下基板の内面側に、上記半透過反射層
と、各々異なる色の顔料を含む複数の色素層を有するカ
ラーフィルター層とが下基板側からこの順に設けられ、
コレステリック液晶層が、１ドット内に液晶分子のらせ
んピッチが異なる複数のピッチ別領域を含み、そのピッ
チ別領域毎に各々らせんピッチに応じた波長の色光が反
射されるものとすることができる。この場合、１ドット
内に複数のピッチ別領域を含み、ピッチ別領域毎に異な
る波長の色光が反射されるため、ドット毎に少なくとも
白色に近い光を反射可能となり得る。すなわち、入射さ
れた外光のうち、５０％以下の光量がドット毎に白色光
（若しくは白色光に近い色）として反射されるものとさ
れている。言い換えると、ピッチ別領域毎に反射波長の
補色に相当する色を透過可能なため、同様に白色に近い
光を透過可能となる。すなわち、照明装置から入射され
る照明光のうち５０％以上の光量がドット毎に白色光
（若しくは白色光に近い色）として透過されるものとさ
れている。したがって、ドット毎に明暗表示が可能とな
り、半透過反射層の上層側に設けられたカラーフィルタ
ー層を介して明暗表示することでカラー表示が可能とな
る。

【００１４】また、上記ピッチ別領域が、光の三原色の
波長のいずれかを反射するらせんピッチの液晶分子を含
み、１ドット内において三原色のそれぞれに対応するピ
ッチ別領域が少なくも形成されているものとすることが
できる。この場合、ドット内に三原色に対応する波長の
ピッチ別領域が平面的に形成されるため、赤、緑、青の
各色光を反射可能となり一層明確にドット毎に白色光を
反射ないし透過可能となる。また、この場合、各ピッチ
別領域が平面的に形成されているため、各らせんピッチ
の液晶分子層を積層した場合に比して透過効率が良く
（具体的には光の約２／３を透過可能）、本発明のよう
な透過を主体とする液晶表示装置において特に有効であ
る。

【００１５】なお、上記のようにドット毎にらせんピッ
チの異なる液晶分子を複数形成する方法としては例えば
以下のような方法がある。すなわち、コレステリック液
晶層を所定の基板面に対し均一に塗布し、これに紫外線
を照射する。ここで、ドット内で紫外線強度が異なるよ
うに強度分布をもって露光するものとし、その強度に応
じて液晶分子のらせんピッチが異なるものとなり（光異
性化反応）、液晶分子のピッチ毎に区画されるピッチ別
領域を含むコレステリック液晶層が形成される。なお、
紫外線強度の代わりに、紫外線波長、熱などをドット毎
に分布をもたせ、液晶分子のらせんピッチを変化させる
ことも可能である。

【００１６】一方、上記下基板の内面側に、各々異なる
色の顔料を含む複数の色素層を有するカラーフィルター
層と、上記半透過反射層とが下基板側からこの順に設け
られ、コレステリック液晶層が、液晶セルの表示領域内
を分割した所定の領域（分割領域とも言う）毎に液晶分
子のらせん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している
ものとすることができる。この場合、コレステリック液
晶層は、分割所定領域毎に波長の異なる色光を選択的に
反射可能なため、コレステリック液晶層から反射した光
によりカラー表示を行うことが可能となる。すなわち、
入射された外光のうち、５０％以下の光量が分割領域毎
に異なる色光で反射される。照明装置から入射される照
明光は顔料色素層でそれぞれのドットに対応した色光に
なり、その５０％以上がコレステリック液晶層を透過す
る。

【００１７】なお、上記分割領域毎にコレステリック液
晶層の反射波長帯域と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っているものとす
ることができる。具体的には、分割領域毎にコレステリ
ック液晶層からの反射光の色と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とすることがで
きる。この場合、分割領域毎に各重なった波長帯域の色
光を効率良く反射及び透過可能で、一層鮮明なカラー表
示が可能となる。

【００１８】次に、本発明の電子機器は上記構成の液晶
表示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれ
ば、透過表示（透過モード）を主体とした携帯用途に適
した電子機器となる一方、直射日光下等の明るい場所で
も反射表示（反射モード）にて表示を行うことが可能な
電子機器を提供することができる。

【００１９】

【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の実施の形態を図面を参照して
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、この場合、パッシブマトリクス方式
の半透過反射型カラー液晶表示装置の例である。なお、
以下の全ての図面においては、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。

【００２０】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とがシール材（図示略）を介して対向
配置され、これら上基板１４、下基板１３、シール材に
囲まれた空間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶
からなる液晶層１６が封入されており、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。

【００２１】下基板１３及び上基板１４は、ガラスやプ
ラスチックなどの透光性材料を主体として構成されてお
り、下基板１３の外面側（液晶１６が形成されているの
とは反対側）には、位相差板（１／４波長板）２７、下
偏光板２８が下基板１３からこの順に設けられている。
一方、上基板１４の外面側（液晶１６が形成されている
のとは反対側）にも、位相差板（１／４波長板）３５、
上偏光板３６が上基板１４からこの順に設けられてい
る。

【００２２】下基板１３の内面側（液晶１６側）には、
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、さらに半透過反射層１８の上層にはＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが
基板面方向に繰り返し形成されたカラーフィルタ層３０
が設けられ、その上にはこのカラーフィルタ層３０（色
素層）によってできた段差を平坦化するための平坦化膜
（オーバーコート）３１が積層されている。そして、平
坦化膜３１上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるストラ
イプ状の信号電極２５が紙面に垂直な方向に延在してい
る。一方、上基板１４の内面側（液晶１６側）には、Ｉ
ＴＯ等の透明導電膜からなるストライプ状の走査電極３
２が図示横方向に延在している。

【００２３】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（液晶セル１１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。

【００２４】上記上偏光板３６は一方向（本実施形態で
は図示横方向）の直線偏光のみを透過させ、位相差板３
５は、上偏光板３６を透過した直線偏光を楕円偏光に変
換する。したがって、上偏光板３６及び位相差板３５は
上基板側楕円偏光入射手段として機能している。また、
下偏光板２８は一方向（本実施形態では図示横方向）の
直線偏光のみを透過させ、位相差板２７は、下偏光板２
８を透過した直線偏光を楕円偏光に変換する。したがっ
て、下偏光板２８及び位相差板２７は下基板側楕円偏光
入射手段として機能している。

【００２５】液晶層１６は、走査電極２５及び信号電極
３２との間に電圧が印加された状態（電圧印加時）で
は、紙面縦方向（垂直方向）に配向し、電圧が印加され
ない状態（電圧無印加時）では、紙面横方向（水平方
向）に配向するものとされている。なお、「電圧無印加
時」、「電圧印加時」は、それぞれ「液晶層への印加電
圧が液晶のしきい値電圧未満であるとき」、「液晶層へ
の印加電圧が液晶のしきい値電圧以上であるとき」を意
味している。このような液晶層１６においては、電圧印
加に応じて入射光の位相を変調することが可能である。
すなわち、本実施形態においては、電圧印加時には入射
した楕円偏光を、その位相を変調することなく入射時と
同回転の楕円偏光で通過させ、電圧無印加時には入射し
た楕円偏光を、その位相を変調し入射時とは逆回転の楕
円偏光に変換して通過させることが可能とされている。

【００２６】次に、コレステリック液晶層を有する半透
過反射層１８は、特定の回転方向の楕円偏光のうち５０
％以上の光量を透過させ、５０％以下の光量を反射させ
る構成とされている。本実施形態では、右回転の楕円偏
光の７０％を透過させ、３０％を反射させる構成で、左
回転の楕円偏光は１００％透過させるものとされてい
る。

【００２７】本実施の形態の液晶表示装置１０において
は、外光から入射された光は上偏光板３６及び位相差板
３５を通過して右回りの楕円偏光となり、その右回り楕
円偏光が液晶層１６に入射される。ここで、走査電極２
５と信号電極３２との間に電圧が印加されている場合
（電圧印加時）、液晶層１６はＯＮ状態となって右回り
楕円偏光をそのまま右回り楕円偏光として通過させるも
のとされている。また、走査電極２５と信号電極３２と
の間に電圧が印加されていない場合（電圧無印加時）、
液晶層１６はＯＦＦ状態となって右回り楕円偏光を左回
り楕円偏光に変換して通過させるものとされている。

【００２８】液晶層１６を出た右回り楕円偏光は、カラ
ーフィルター層３０にて所定の波長が吸収される。例え
ば、Ｒ（赤）に対応する色素層３０Ｒでは、Ｒ（赤）に
対応する波長（約６５０ｎｍ）の補色となる色光の波長
が吸収され、Ｇ（緑）に対応する色素層３０Ｇでは、Ｇ
（緑）に対応する波長（約５５０ｎｍ）の補色となる色
光の波長が吸収され、Ｂ（青）に対応する色素層３０Ｂ
では、Ｂ（青）に対応する波長（約４５０ｎｍ）の補色
となる色光の波長が吸収される。したがって、例えばＲ
（赤）に対応する色素層３０Ｒを透過した右回り楕円偏
光の波長は約６５０ｎｍとなる。

【００２９】カラーフィルター層３０を通過して特定波
長域の色光となった右回り楕円偏光は半透過反射層１８
に入射し、半透過反射層１８に入射した右回り楕円偏光
のうち、７０％の光量が透過され、３０％の光量が反射
される。反射された３０％の右回り楕円偏光は、再びカ
ラーフィルター層３０、液晶層１６、上基板１４、位相
差板３５、上偏光板３６を経て表示に供される。なお、
液晶層１６が電圧無印加時の場合、左回り楕円偏光が半
透過反射層１８に入射されることとなり、半透過反射層
１８においては左回りの楕円偏光は反射されず表示に供
されないものとされている。

【００３０】一方、照明装置１２から液晶セル１１に入
射される照明光は、下偏光板２８及び位相差板２７を経
て右回りの楕円偏光となり、半透過反射層１８に下側か
ら入射される。ここでも外光の場合と同様に、入射した
右回り楕円偏光のうち３０％の光量が反射され、７０％
の光量が透過される。この場合、透過された７０％の右
回り楕円偏光が、カラーフィルター層３０、液晶層１
６、上基板１４、位相差板３５、上偏光板３６を経て表
示に供される。

【００３１】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
１０では、半透過反射層１８が入射される楕円偏光のう
ち特定回転方向のものについて、３０％の光量を反射し
７０％の光量を透過するものとされており、液晶表示装
置１０は透過表示が主体の表示装置となる。この場合の
半透過反射層１８には、図２に示すように可視光領域に
おける反射波長帯域の異なる複数（本実施例では３層）
のコレステリック液晶層１８ａ，１８ｂ，１８ｃが積層
され、各コレステリック液晶層の反射波長帯域が透過波
長帯域よりも狭くされている。例えば、図３に示すよう
に、第１コレステリック液晶層１８ａでは、４００〜５
００ｎｍ付近の右円偏光（右楕円偏光）を反射するもの
とされているが、その反射波長帯域が４００〜７００ｎ
ｍにおける透過波長帯域よりも狭くされている。また、
第２コレステリック液晶層１８ｂについては５００〜６
００ｎｍ付近の右円偏光（右楕円偏光）を反射し、第３
コレステリック液晶層１８ｃでは、６００〜７００ｎｍ
付近の右円偏光（右楕円偏光）を反射するものとされて
おり、その反射波長帯域が４００〜７００ｎｍにおける
透過波長帯域よりも狭くされている。具体的には、各コ
レステリック液晶層１８ａ〜１８ｃの半値幅が５０ｎｍ
以下、好ましくは３０ｎｍ以下とされている。

【００３２】なお、このような反射波長帯域を狭くする
ために、本実施形態ではコレステリック液晶の分子につ
いて、その屈折率異方性が０．１〜０．１５程度の比較
的小さいものを採用した。これは、コレステリック液晶
における反射光の波長λが、らせんピッチｐと、らせん
軸に直交する平面内の平均屈折率ｎとの積で表されるこ
とに基づくものである。すなわち、反射波長帯域は、屈
折率異方性とらせんピッチとの積で表され、コレステリ
ック液晶を構成する高分子液晶の屈折率異方性を小さく
することで反射波長帯域を小さくすることが可能となる
のである。なお、本実施形態ではドット間にコレステリ
ック液晶層が形成されていないが、ドット間に形成して
も良く、この場合はブラックマスクなどでドット間の領
域を隠すのが好ましい。

【００３３】このような本実施形態の表示装置１０につ
いて表示性能を確認するために、図４に示すように、半
透過反射層１８の入射楕円偏光に対する反射と透過の割
合を種々に変更し、様々な環境下で視認性の評価を行っ
たところ、反射５０％以下、透過５０％以上の表示装置
（本実施形態では透過７０％、反射３０％）において
は、暗室（０ｌｘ）から直射日光下（１０００００ｌ
ｘ）までの環境下で優れた視認性を有していた。しかし
ながら、反射が５０％を超え、透過が５０％未満となる
と、特に暗室での視認性が低下しており、本実施例のよ
うにコレステリック液晶層の反射波長帯域を狭くするこ
とで、反射５０％以下、透過５０％以上（好ましくは反
射３０％以下、透過７０％以上）の半透過反射層１８を
実現することにより優れた視認性の表示装置を提供可能
となった。なお、図面中◎は明るさとコントラストが共
に十分に満たされた状態で非常に視認性が良いものを、
○は明るさとコントラストが共に満たされた状態で視認
性が良いものを、△は明るさとコントラストのいずれか
が満たされていない状態で視認性が悪いものを示してい
る。

【００３４】以下、半透過反射層１８の変形例について
幾つかの例を示す。半透過反射層１８の第一の変形例と
して、照明装置１２の発光波長帯域と当該半透過反射層
１８の透過波長帯域とを略一致させたものを用いること
ができる。例えば、照明装置１２として白色ＬＥＤを用
いた場合、その分光特性は図５に示すものとなり、この
発光波長帯域と略一致する図６に示す分光特性を備える
半透過反射層１８を用いることで、照明装置１２からの
照明光をそのまま透過させることが可能となり、透過重
視の表示装置を実現することが可能となる。また、この
場合、外光からの入射光のうち、半透過反射層１８の透
過ピーク波長付近以外の光を反射することが可能であ
り、透過も反射も共に満足した液晶表示装置となる。

【００３５】次に、半透過反射層１８の第２変形例とし
て、図７に示すように半透過反射層１８の一画素１８０
について少なくとも３つのドット１８１，１８２，１８
３が形成されているもので、コレステリック液晶層が、
各ドット内に液晶分子のらせんピッチが異なる複数のピ
ッチ別領域Ａ，Ｂ，Ｃを含むものを用いることができ
る。この場合、各ピッチ別領域Ａ，Ｂ，Ｃ毎に各々らせ
んピッチに応じた波長の色光が反射されるため、１ドッ
トにつき３種類の色光を反射可能である。具体的には、
領域ＡではＲ（赤）を反射すべくらせんピッチが約６５
０ｎｍのコレステリック液晶が含まれ、領域ＢではＧ
（緑）を反射すべくらせんピッチが約５５０ｎｍのコレ
ステリック液晶が含まれ、領域ＣではＢ（青）を反射す
べくらせんピッチが約４５０ｎｍのコレステリック液晶
が含まれている。したがって、各ドット内において三原
色のそれぞれに対応するピッチ別領域が少なくも形成さ
れていることとなり、各ドットが反射光として白色光を
発することが可能となる。

【００３６】このようにドット内にらせんピッチの異な
るコレステリック液晶層を平面状に形成したため、図２
に示すように上下方向に積層した構成に比して透過効率
が良く、具体的には入射光の約２／３を透過可能とな
る。したがって、このようなコレステリック液晶層を有
する半透過反射層を、照明光の透過による表示を主体と
する本発明の表示装置に適用することが可能である。

【００３７】なお、このような構成の半透過反射層１８
は、例えばコレステリック液晶を所定の基板面に対し均
一に塗布し、これに紫外線を照射する。ここで、ドット
内で紫外線強度が異なるように強度分布をもって露光す
るものとし、その強度に応じて所定領域毎に液晶分子の
らせんピッチを異なるものとすることができ、この所定
領域が上記ピッチ別領域として構成される。なお、紫外
線強度の代わりに、紫外線波長、熱などをドット毎に分
布をもたせ、液晶分子のらせんピッチを所定領域毎に変
化させることも可能である。

【００３８】［第２の実施の形態：液晶表示装置］以
下、本発明の第２の実施の形態を図８を参照して説明す
る。なお、図１に示した第１の実施形態と同様の符号に
ついては、特に断り書きのない限り同様の構成を有する
ものとして説明を省略する。第２実施形態の液晶表示装
置５０においては、下基板１３の内面側に、カラーフィ
ルター層３０と、半透過反射層１８とが下基板１３側か
らこの順に設けられている。この場合、半透過反射層１
８は上記第１の実施形態と同様、入射光のうち７０％を
透過し、３０％を反射するものとされているが、この半
透過反射層１８にて反射された光は、カラーフィルター
層３０を通過しない構成とされている。

【００３９】したがって、例えば半透過反射層１８にお
いて特定の波長の光を吸収しない限りカラー化できない
ものとされている。そこで、この第２実施形態では、上
記カラーフィルター層３０の各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，
３０Ｂに対応して、これら各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，３
０Ｂの上層に、それぞれＲ，Ｇ，Ｂに対応する波長を透
過可能な半透過反射カラーフィルター層１８Ｒ，１８
Ｇ，１８Ｂを積層した。すなわち、色素層が透過する光
の色と、その色素層の上層に積層された半透過反射カラ
ーフィルター層から反射される光の色とが略一致するも
のとされている。

【００４０】この半透過反射カラーフィルター層１８
Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは、液晶セル１１の表示領域を隔壁
部（ＢＭ）にて分割した所定領域毎に分けて形成されて
おり、各領域は液晶分子のらせんピッチ（例えば４５
０，５５０，６５０ｎｍ等）毎に区画されている。分割
された所定領域は、それぞれ液晶分子のらせんピッチに
応じた波長の異なる色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を選択的に反射
可能とされている。なお、この場合、液晶１６はユニフ
ォーム配向され、ツイスト角は０°とされている。

【００４１】このような第２実施形態の表示装置におい
ても、各半透過反射カラーフィルター層１８Ｒ，１８
Ｇ，１８Ｂは、それぞれの波長帯域において入射光の３
０％を反射し、７０％を透過する構成とされており、透
過表示を主体としつつ、反射表示も可能な液晶表示装置
とされている。

【００４２】［電子機器］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９は、携
帯電話の一例を示した斜視図である。図９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。

【００４３】図１０は、腕時計型電子機器の一例を示し
た斜視図である。図１０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。

【００４４】図１１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１１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。

【００４５】図９〜図１１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、様々な環境下で明るく高コントラストの表示部を
有する電子機器を実現することができる。また、半透過
反射型の液晶表示部でありながら透過表示を主体とする
構成としたために、当該電子機器を比較的暗所にて用い
ることが多い携帯用途に用いる場合には、特に視認性に
優れた表示部を有する電子機器を実現することができ
る。

【００４６】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。例
えば上記実施の形態ではパッシブマトリクス方式の半透
過反射型カラー液晶表示装置に限ることなく、アクティ
ブマトリクス方式、白黒表示の液晶表示装置に適用する
ことも可能である。また、上記実施の形態ではカラーフ
ィルター層が下基板の内面側に設けられているが、上基
板側の内面に設けることも可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、コレステリック液晶層を含む半透過反射層を用
いた液晶表示装置において、反射の割合と透過の割合を
最適化して、様々な環境下で明るく高いコントラストの
液晶表示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置
の部分断面構造を模式的に示す図。

【図２】 図１の液晶表示装置の半透過反射層を拡大し
て示す部分拡大断面図。

【図３】 図１の液晶表示装置の半透過反射層について
の反射波長帯域を示す図。

【図４】 図１の液晶表示装置の視認性について評価し
た結果を示す図。

【図５】 照明装置の分光特性について一例を示す図。

【図６】 図５の分光特性を有する照明装置を用いた液
晶表示装置に適用可能な半透過反射層の分光特性につい
て一例を示す図。

【図７】 半透過反射層の一変形例について説明するた
めの平面模式図。

【図８】 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置
の部分断面構造を模式的に示す図。

【図９】 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図。

【図１０】 本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視
図。

【図１１】 本発明に係る電子機器のさらに他の例を示
す斜視図。

【符号の説明】

１０、５０ 液晶表示装置 １１ 液晶セル １２ バックライト（照明装置） １３ 下基板 １４ 上基板 １６ 液晶層 １８ 半透過反射層 ２７ 位相差板 ２８ 下偏光板 ３０ カラーフィルター ３５ 位相差板 ３６ 上偏光板

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 1/13363 1/13363 Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA45 BB02 BB10 BB28 BB42 2H049 BA02 BA06 BA18 BA42 BA43 BB01 BB03 BB42 BB66 BC22 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA12Y FA16Z FA41Z FD06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向配置された透光性基板からな
   る上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶セル
   を有する液晶表示装置であって、 前記下基板の内面側に、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、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、前記下基板側から前記上基板
   側からの楕円偏光と同一回転方向の楕円偏光を入射させ
   る下基板側楕円偏光入射手段と、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反転
   させないものであって、前記半透過反射層が、前記楕円
   偏光のうち特定回転方向の楕円偏光について５０％以上
   を透過させ、５０％以下を反射させる構成とされている
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記半透過反射層には、可視光領域にお
   ける反射波長帯域の異なる少なくとも２層のコレステリ
   ック液晶層が積層され、各コレステリック液晶層の反射
   波長帯域が可視光領域における透過波長帯域よりも狭く
   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】 前記照明装置の発光波長帯域と前記半透
   過反射層の透過波長帯域とが略一致していることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記上基板側楕円偏光入射手段及び前記
   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
   ３に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記下基板の内面側に、前記半透過反射
   層と、異なる色の顔料を含む複数の色素層を有するカラ
   ーフィルター層とが下基板側からこの順に設けられ、前
   記コレステリック液晶層が、１ドット内に液晶分子のら
   せんピッチが異なる複数のピッチ別領域を含み、該ピッ
   チ別領域毎に各々らせんピッチに応じた波長の色光が反
   射されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
   １項に記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記ピッチ別領域が、光の三原色の波長
   のいずれかを反射するらせんピッチの液晶分子を含み、
   前記１ドット内において前記三原色のそれぞれに対応す
   るピッチ別領域が少なくも形成されていることを特徴と
   する請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記下基板の内面側に、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ー層と、前
   記半透過反射層とが下基板側からこの順に設けられ、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らせんピッチに応
   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していることを特徴とする請求
   項１ないし４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 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っているこ
   とを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 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ことを特徴とする請
   求項７又は８に記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれか１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。