JP2003131267A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い視角で明るい表示が得られる視認性に優
れた液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 複数の凹凸部を有し、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３４ｒ，３４ｇ，３４ｂを用いた半透
過反射層３５が下基板２３の内面側に備えられ、液晶層
２６に対して上基板２４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いるとともに、液
晶層２６は電界印加状態、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液晶表示装置２０と
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反射
層または半透過反射層として用いた液晶表示装置におい
て、広い視角で明るい表示が得られる視認性に優れた液
晶表示装置およびこれを備えた電子機器に関するもので
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、反射型と透過型と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層
として機能させる液晶表示装置が提案されている。
【０００４】図１１は、この種の半透過反射層を備えた
従来の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は、一対の透明基板１０１，１
０２間に液晶１０３が挟持された液晶セルを有してお
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 Oxi
de, 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）の各色素層を有
するカラーフィルタ１０９が形成され、その上に平坦化
膜１１１が積層され、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
透過反射層として機能する（よって、以下、この膜のこ
とを「半透過反射層」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１１
８、位相差板１１９、上偏光板１１４が配置され、下基
板１０１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１１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１０
３を透過して下基板１０１上の半透過反射層１０４の表
面で反射した後、再度液晶１０３を透過し、上基板１０
２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
半透過反射層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。
【０００７】ところで、このような半透過反射型の液晶
表示装置や反射型の液晶表示装置においては、例えばア
ルミニウムや銀などの光反射率の高い金属膜が従来から
反射層または半透過反射層として用いられていた。これ
に対して、近年、反射型の液晶表示装置においては、反
射層として、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を用いることが提案されている。
これらの反射板は、構成材料の特徴を生かしてただ単に
光を反射する反射層としてだけではなく、他の機能も有
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、例えば液晶硬
化時の紫外線強度や温度によりらせんのピッチを制御で
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的に反射させるコレステリッ
ク液晶層を複数積層すれば、結果的には白色光を反射さ
せる反射板として機能させることもできる。
【０００９】コレステリック液晶を用いた反射板は、上
記のような特有の機能を有しており、従来多用されてき
た金属膜と比べた場合に、高輝度、高色純度の表示を実
現することができることから、反射型や半透過反射型の
液晶表示装置の表示品質を向上させ得る技術として注目
されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
液晶表示装置の表示品質を向上させるために、反射層と
してコレステリック反射板を用いる場合、従来の金属膜
を用いる場合と比べて視角が狭くなることが問題となっ
ている。すなわち、コレステリック反射板は、反射光の
指向性が強いという特性を有しているため、液晶表示装
置の画面をある限られた狭い角度範囲から見た場合に
は、従来と比べて非常に明るい表示が得られるが、見る
位置を変えるとすぐに暗くなってしまうという問題を抱
えている。
【００１１】また、図１１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劣るという問題が
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半分のみを表示に利用している
点、半透過反射層のスリットを通過した光のみを利用し
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。
【００１２】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、残りの略半分のみを表示に利用してい
る。すなわち、反射モードでは、上基板側から入射させ
た直線偏光をそのまま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
光である必要がある。ところが、この円偏光のうちの半
分は上基板から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
示原理からして透過モードでの表示が暗くなる要因を持
っていた。
【００１３】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、半透過反射層全体の
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層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。
【００１４】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。
【００１５】まず、図１１に示す半透過反射型の液晶表
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１０２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１１４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１０１上の半透過反射層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、半透過反射層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。
【００１６】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
反射層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。
【００１７】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ある必要がある。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波長板１１５が必要となる。１／４
波長板とは、ある波長において直線偏光をほぼ円偏光に
変換することができるものである。
【００１８】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を透過することでほぼ円偏光となって半透
過反射層１０４に到達する。さらに半透過反射層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層
１０４の下面で反射した後、下基板１０１の下偏光板１
１６によってほぼ全てが吸収されてしまう。
【００１９】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層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
１１６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層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。
【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、コレステリック液晶層を反射層と
して用いた反射型または半透過反射型の液晶表示装置に
おいて、広い視角で明るい表示が得られる視認性に優れ
た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、優れた視認性を有する上記の液晶表示装置を備
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、互いに対向配置された
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、複数の凹凸部を有し、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用いた反射層が前記
下基板の内面側に備えられ、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
手段が設けられているとともに、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ることを特徴とする。
【００２２】本発明の液晶表示装置は、反射光の指向性
が強いコレステリック液晶層を用いた反射層が設けられ
たものであるが、コレステリック液晶層が複数の凹凸部
を有するものであるため、所定の回転方向を持つ楕円偏
光は、反射層に反射される際に散乱されて出射される。
すなわち、コレステリック液晶層が複数の凹凸部を有す
るものである場合、コレステリック液晶層を構成する液
晶分子のらせん構造が、広い角度範囲で傾いた状態とな
る。したがって、反射層に入射した入射光は、コレステ
リック液晶層に反射されることにより散乱され、広い角
度範囲を有する光となって出射される。このことによ
り、本発明の液晶表示装置においては、コレステリック
液晶層が凹凸部を有していない従来の液晶表示装置より
も、反射光の強度分布がなだらかなものとなる。その結
果、広い視角にわたって明るい表示が得られる視認性に
優れた液晶表示装置を実現することができる。
【００２３】また、上記の液晶表示装置においては、前
記反射層は、反射光を特定の角度範囲に集中させるもの
であることが望ましい。一般に、観察者が表示面を観察
する方向（観察者の正面方向）は、基板面の略法線方向
である。上記の液晶表示装置においては、反射層は、反
射光を特定の角度範囲に集中させるものであるので、反
射層によって反射光を基板面の略法線方向に集中させる
ことにより、観察者が表示面を観察する方向以外の方向
に反射される光量を少なくすることができ、反射光を観
察者が表示面を観察する際の明るさに寄与する光として
有効利用することができる。したがって、より一層明る
い表示面が得られる。
【００２４】また、通常、反射層によって反射される反
射光の方向が、液晶表示装置の表面で正反射される光の
方向と同じ方向であると、液晶表示装置からの出射光と
液晶表示装置の表面で反射された外光の反射光とが重な
って、表示が非常に認識しにくい状態となる。上記の液
晶表示装置においては、反射層によって反射光を液晶表
示装置の表面での正反射方向と異なる方向となるように
することができるので、認識しやすい表示が得られる液
晶表示装置とすることができる。
【００２５】また、上記の液晶表示装置においては、前
記コレステリック液晶層を構成する前記凹凸部は、曲面
からなることが望ましい。このような液晶表示装置とす
ることで、光を反射層に反射させる際により一層効果的
に散乱させることができるものとなり、反射光の強度分
布が非常になだらかなものとなる。その結果、より一層
広い視角にわたって明るい表示が得られる視認性に優れ
た液晶表示装置を実現することができる。
【００２６】また、上記の液晶表示装置においては、前
記コレステリック液晶層よりも前記下基板側に、複数の
凹凸部を有する下地層が備えられていることが望まし
い。このような液晶表示装置とすることで、容易に複数
の凹凸部を有するコレステリック液晶層を形成すること
ができるものとなり、容易に広い視角にわたって明るい
表示が得られる視認性に優れた液晶表示装置を実現する
ことができる。
【００２７】また、上記の液晶表示装置においては、前
記下地層は、樹脂によって形成されたものであることが
望ましい。このような液晶表示装置とすることで、下地
層を構成する凹凸部の形状を容易に制御することができ
るものとなり、任意の形状を有する凹凸部を容易に得る
ことができる。したがって、コレステリック液晶層を構
成する複数の凹凸部を、任意の形状で容易に形成するこ
とができ、広い視角を得るために最適な形状の凹凸部が
設けられたより一層優れた視認性を有する液晶表示装置
を実現することができる。
【００２８】また、上記の液晶表示装置においては、前
記反射層よりも上基板側に、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が設けられていて
もよい。このような液晶表示装置とすることで、カラー
表示が得られる液晶表示装置とすることができる。
【００２９】また、上記の液晶表示装置においては、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
明装置が備えられているとともに、前記液晶層に対して
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
光入射手段が設けられているものであってもよい。本発
明の液晶表示装置において、半透過反射型の液晶表示装
置を実現し、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、液晶セルに対し
て下基板側から光を入射させるとともに、液晶層に対し
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、例えば、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し
て、いわゆるバックライトとを備えることにより、下基
板側から光を入射させる構成を容易に実現することがで
きる。
【００３０】このような液晶表示装置によれば、反射モ
ード時には、複数の凹凸部を有する下地層によって、上
述したように、広い視角にわたって明るい表示が得ら
れ、透過モード時にも、後述する理由により、明るい表
示が得られるものとなり、従来の半透過反射型の液晶表
示装置と比較して、反射モード時にも透過モード時にも
同様に視認性に優れた表示が得られる半透過反射型の液
晶表示装置を実現することが可能となる。
【００３１】すなわち、コレステリック液晶は、波長が
液晶分子のらせんピッチと等しく、かつ、らせんの巻き
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
らせんピッチと等しくない波長の光、および波長が液晶
分子のらせんピッチと等しくても、らせんの巻き方向と
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、ここで用いるコレステリック液晶層は、
波長が液晶分子のらせんピッチと等しく、らせんの巻き
方向と同じ回転方向の円偏光を１００％透過するのでは
なく、一部を反射させ、一部を透過させる機能を有して
いる。このことによって、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ことができる。
【００３２】本発明者は、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、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
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。
【００３３】図３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１と下基板２との間に液晶層３が挟持されることに
より液晶セル４が構成されている。下基板２の内面側に
は、コレステリック液晶層８からなる半透過反射層７
と、顔料を含む色素層５（図３では例えば赤色（Ｒ）の
色素層として説明する）を有するカラーフィルター層６
（以下、顔料カラーフィルター層ともいう）とが下基板
２側からこの順に設けられている。コレステリック液晶
層８は、所定の波長帯域（色）、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、本説明では例えば赤色の右回りの円偏光（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。
【００３４】また、本発明の液晶表示装置は、液晶層３
に対して上基板１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３では、一方向
の直線偏光を透過する上偏光板９とこの上偏光板９を透
過した直線偏光を円偏光に変換する上１／４波長板１０
とが上基板側楕円偏光入射手段を構成している。さら
に、図３では液晶層３に対して下基板２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１側と同様、下偏光板１１と下１／４波長板
１２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、上基板側、下基板側ともに、偏光板９，１１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１／４波長板１０，１２に入射された場合に右円
偏光が出射されるものとする。
【００３５】液晶層３は、電界印加の有無により入射し
た円偏光の極性（回転方向）を反転させるものであり、
例えば非選択電圧印加時（液晶ＯＦＦ時）に液晶分子１
３が寝た状態で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３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、選択電圧印加時（液晶ＯＮ時）に液
晶分子１３が立った状態では位相差がなくなり、円偏光
の極性（回転方向）は変化しない。
【００３６】図３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３の左端）には、上基板１
の外側から入射した光は、上基板１上の上偏光板９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１０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３に右円偏光が入射された場合、この光が液
晶層３を透過して半透過反射層７に到達しても右円偏光
のままである。
【００３７】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、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、赤色の右円偏光の８０％が下基板２上の半透過反
射層７で反射した後、再び上基板１に向けて液晶層３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１０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９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。
【００３８】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３がλ／２の位相差を持つため、上基板１側から
入射した右円偏光は液晶層３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７を構成するコレス
テリック液晶層８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７を透過す
る。その後、下１／４波長板１２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１１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。
【００３９】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２の外側
から液晶セル４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２
側から上基板１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２側にも上基板１側と同様の
下偏光板１１と下１／４波長板１２が備えられているの
で、液晶層３に下基板２側から右円偏光が入射され、そ
の２０％が半透過反射層７を透過する。ここで、液晶が
ＯＦＦ状態であれば、上基板１側に到達した時点で左円
偏光となり、上１／４波長板１０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９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。
【００４０】透過モードの明表示を行う場合（図３の左
から２番目）には、下基板２側から入射する光は、下偏
光板１１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１２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７を透過することができ、顔料カラーフィルタ
ー層６の色素層５を透過し、赤色の右円偏光となって出
射され、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１側に到達する。そ
の後、右円偏光が上１／４波長板１０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９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。
【００４１】一方、透過モードの明表示では、下１／４
波長板１２を透過することにより右円偏光となって出射
された出射光のうち、８０％がコレステリック液晶から
なる半透過反射層７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１２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１１を透過することがで
きる。このようにして、下偏光板１１の透過軸と同じ偏
光軸を有する直線偏光が下基板２側から出射されると、
この光を例えばバックライトに備えられた反射板などで
反射させることにより液晶セル４側に再度導入し、表示
に再利用することができる。
【００４２】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１／４波長板１２を透過するこ
とにより右円偏光となって出射された出射光のうち、８
０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層７で反
射し、下基板２側から一旦液晶セル４の外部に出射され
た後、再度液晶セル４に導入されるが、この光はいずれ
にしろ上偏光板９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７
を透過するので、下基板２側から一旦液晶セル４の外部
に出射された後、再度液晶セル４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。
【００４３】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多く
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。
【００４４】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。
【００４５】また、上記の液晶表示装置においては、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カラーフィ
ルターとして機能するものであってもよい。
【００４６】前記コレステリック液晶層は、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
ピッチを変え、所定の領域毎にらせんピッチに応じた波
長の光を選択的に反射させるようにすることにより、反
射型のカラーフィルターとして機能させることもでき
る。例えば、表示領域内の各ドット毎に、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の光がそれぞれ反射する反射型のカラ
ーフィルターとして機能させることで、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な液晶表示装置
とすることができる。
【００４７】また、コレステリック液晶層がカラーフィ
ルターとして機能するものである場合、前記反射層にお
ける前記液晶セルの表示領域内を分割した所定の領域の
周縁部に対応する位置に、前記コレステリック液晶層を
構成する前記凹凸部の最頂部の高さよりも高くなるよう
に設けられ、前記コレステリック液晶層を液晶分子のら
せんピッチ毎に分離する仕切り壁が備えられていること
が望ましい。
【００４８】例えば、コレステリック液晶層が表示領域
内の各ドット毎に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光
がそれぞれ反射する反射型のカラーフィルターとして機
能するものである場合、各ドットの周縁部に対応する位
置に、前記コレステリック液晶層を構成する前記凹凸部
の最頂部の高さよりも高くなるように設けられ、前記コ
レステリック液晶層を液晶分子のらせんピッチ毎に分離
する仕切り壁が備えられていたものとなるので、反射層
における仕切り壁によって仕切られた区域内に、異なる
光を反射させるコレステリック液晶層が形成されること
になり、隣り合う区域との間を確実に分離することがで
き、色再現性に優れたカラー表示が可能な液晶表示装置
を実現することができる。
【００４９】また、上記の液晶表示装置においては、前
記反射層が、液晶分子のらせんピッチが異なる複数のコ
レステリック液晶層を有するものであってもよい。この
ような液晶表示装置とすることで、反射層を、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。
【００５０】また、上記の目的を達成するために、本発
明の電子機器は、上記の液晶表示装置を備えたことを特
徴とする。このような電子機器によれば、優れた視認性
を有する液晶表示部を備えた電子機器を提供することが
できる。
【００５１】
【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］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断面構造を示す図で
ある。本実施の形態は、半透過反射型カラー液晶表示装
置の例であり、コレステリック液晶層がカラーフィルタ
ーとして機能する場合の例である。なお、図１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。
【００５２】本実施の形態の液晶表示装置２０は、図１
に示すように、液晶セル２１と、液晶セル２１の後面側
（下基板２３の外面側）に配置されたバックライト２２
（照明装置）とを備えたものである。液晶セル２１は、
下基板２３と上基板２４とが対向配置され、これら上基
板２４と下基板２３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２６が挟持されたものである。また、バッ
クライト２２は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等からなる
光源２７、導光板２８、反射板２９などを備えたもので
ある。
【００５３】図１に示すように、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２３の内面側には、曲
面からなる複数の凹凸部３６ａを有し、樹脂からなる下
地層３６が形成され、下地層３６の上には、仕切り壁３
６ｂと、仕切り壁３６ｂによって仕切られた区域内に形
成されたコレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ
とを備えた半透過反射層３５が形成されている。
【００５４】仕切り壁３６ｂは、図１および図２に示す
ように、表示領域内の各ドットの周縁部に対応する位置
に格子状に設けられている。また、仕切り壁３６ｂは、
断面視凸状で、コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，
３４ｂを構成する凹凸部３４ａの最頂部の高さよりも高
くなるように設けられ、下地層３６と同時に形成される
ことにより、下地層３６と一体化されている。
【００５５】コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３
４ｂは、各色光において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、
具体的には、例えば右円偏光のうちの８０％を反射さ
せ、２０％を透過させるものである。反射と透過の比率
は、反射：透過＝８：２〜１：９程度の範囲で設定する
ことができ、この設定はコレステリック液晶層３４ｒ，
３４ｇ，３４ｂの厚さを制御することで可能である。ま
た、コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂは、
図１に示すように、曲面からなる複数の凹凸部３４ａを
有するものであり、半透過反射層３５による反射光が基
板面の略法線方向（観察者の正面方向）に集中するよう
に形成されている。
【００５６】また、コレステリック液晶層３４ｒ，３４
ｇ，３４ｂは、表示領域内の各ドット毎に液晶分子のら
せんのピッチに一致した波長の光を選択反射させるもの
であり、仕切り壁３６ｂによって液晶分子のらせんピッ
チ毎に分離されている。コレステリック液晶層３４ｒ，
３４ｇ，３４ｂは、例えばコレステリック液晶を硬化さ
せる際の紫外線強度や温度を変えることで局所的にらせ
んピッチを制御することができ、らせんピッチを４５０
ｎｍ程度に制御すれば青色光を選択反射させるもの、５
５０ｎｍ程度に制御すれば緑色光を選択反射させるも
の、６５０ｎｍ程度に制御すれば赤色光を選択反射させ
るものが得られ、全体がカラーフィルターとして機能す
る。なお、コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４
ｂの各色毎の平面的なパターン形状は、例えばストライ
プ状、モザイク状、デルタ状として知られる従来のカラ
ーフィルターと同様のものを採用することができる。
【００５７】また、図１に示すように、半透過反射層３
５の上には、オーバーコート層３３が形成され、表面が
平坦化されている。オーバーコート層３３上には、ＩＴ
Ｏ等の透明導電膜からなる下部電極３７が形成され、そ
の上にポリイミド等の樹脂からなる配向膜３８が形成さ
れている。また、上基板２４の内面側には、ＩＴＯ等の
透明導電膜からなる上部電極３９が形成され、その上に
ポリイミド等の樹脂からなる配向膜４０が形成されてい
る。これら下部電極３７、上部電極３９からなる電極構
成には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、薄膜ダイオード
（ＴＦＤ）等のスイッチング素子を用いたアクティブマ
トリクス方式、パッシブマトリクス方式のいずれも採用
することができる。
【００５８】上基板２４の外面側には、上位相差板４２
と上偏光板４３（双方で上基板側楕円偏光入射手段を構
成する）とが基板側からこの順に設けられている。一
方、下基板２３の外面側には、下位相差板４４と下偏光
板４５（双方で下基板側楕円偏光入射手段を構成する）
とが基板側からこの順に設けられている。これら位相差
板４２，４４と偏光板４３，４５は、液晶層２６に対し
て所定の回転方向を持つ円偏光を入射させるためのもの
であり、本発明の液晶表示装置の表示原理からして上基
板２４側から入射する円偏光と下基板２３側から入射す
る円偏光の回転方向は略一致していなければならない。
そのため、上偏光板４３と下偏光板４５の透過軸の方向
は、ともに図１における紙面と平行な方向というように
略一致している必要がある。ただし、特に上基板２４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
必ずしも１／４波長板を用いることはなく、任意の位相
差を持つ位相差板を選択すればよい。
【００５９】次に、図１に示した本実施の形態の液晶表
示装置２０を製造する工程の一部である下基板２３の内
面側に下地層３６と半透過反射層３５とを形成する方法
の一例を説明する。 「方法１」まず、下基板２３の内面側に、例えばスピン
コーターを用いてポジ型の感光性レジストＯＦＰＲ−８
００（商品名、東京応化製）を塗布する。その後、９０
℃の温度で１０分間仮焼成を行う。
【００６０】次に、例えば、グレイマスクを用いて露光
することにより、感光性レジストの露光量を過渡的に変
化させて露光した後、現像液ＮＭＤ−Ｗ（商品名、東京
応化製）を用いて現像し、２５０℃の温度で本焼成を行
い、感光性レジストを完全に硬化させることにより、下
地層３６および仕切り壁３６ｂが同時に形成される。こ
の方法では、グレイマスクのパターン形状と光透過率と
によって、下地層３６を構成する曲面からなる複数の凹
凸部３６ａおよび仕切り壁３６ｂの形成位置と形状とが
３次元的に制御される。
【００６１】なお、ここでの感光性レジストの露光量を
過渡的に変化させる手段としては、グレイマスクを用い
る方法の他、電子線露光装置を用いて電子ビームの照射
量を制御する方法などを採用することができる。
【００６２】そして、下地層３６および仕切り壁３６ｂ
を形成した後、仕切り壁３６ｂによって仕切られた区域
内に、コレステリック液晶を塗布し、紫外線を照射して
コレステリック液晶を硬化させることにより、下地層３
６を構成する凹凸部３６ａの形状に対応する曲面からな
る複数の凹凸部３４ａを有するコレステリック液晶層３
４ｒ，３４ｇ，３４ｂが形成され、半透過反射層３５が
得られる。
【００６３】上記構成の液晶表示装置２０の表示原理に
ついては［課題を解決するための手段］の項で詳細に説
明したので、ここでは省略する。上述したように、本実
施の形態の液晶表示装置２０によれば、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層３４
ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射層３５を透過し
た光の大部分が表示に寄与する。一方、コレステリック
液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射層３
５で反射し、液晶層２６に導入されなかった光は透過表
示に再利用することができる。このように、コレステリ
ック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射
層３５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３５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。
【００６４】また、本実施形態の液晶表示装置２０は、
反射光の指向性が強いコレステリック液晶層を用いた反
射層が設けられたものであるが、コレステリック液晶層
３４ｒ，３４ｇ，３４ｂが複数の凹凸部３４ａを有する
ものであるため、所定の回転方向を持つ楕円偏光は、半
透過反射層３５に反射される際に散乱されて出射され
る。したがって、コレステリック液晶層が凹凸部を有し
ていない従来の液晶表示装置よりも、反射光の強度分布
がなだらかなものとなる。その結果、広い視角にわたっ
て明るい表示が得られる視認性に優れた液晶表示装置２
０を実現することができる。
【００６５】さらに、コレステリック液晶層３４ｒ，３
４ｇ，３４ｂを構成する凹凸部３４ａは、曲面からなる
ものであるので、光を半透過反射層３５に反射させる際
により一層効果的に散乱させることができるものとな
り、反射光の強度分布が非常になだらかなものとなる。
その結果、より一層広い視角にわたって明るい表示が得
られる。しかも、コレステリック液晶層３４ｒ，３４
ｇ，３４ｂを構成する凹凸部３４ａは、反射光を特定の
角度範囲に集中させるものであるので、半透過反射層３
５は、反射光を非常に効率よく基板面の略法線方向（観
察者の正面方向）に集中させることができるので、より
一層明るく視認性に優れた表示が得られる液晶表示装置
２０とすることができる。
【００６６】ここで、本実施形態の液晶表示装置２０の
液晶セルの表面における光の状態を図面を参照して説明
する。図４は、本実施形態の液晶表示装置２０を構成す
る液晶セル２１の表面における光の状態を説明するため
の図であり、図５は、本実施形態の液晶表示装置２０を
構成するコレステリック液晶層の凹凸部が反射光を特定
の角度範囲に集中させるものでない場合の液晶セル２１
の表面における光の状態を説明するための図であり、図
１０は、従来の液晶表示装置を構成する液晶セル２１０
の表面における光の状態を説明するための図である。図
４および図５、図１０において、符号Ｌ１は、液晶セル
２１、２１０に入射する外光を示し、符号Ｌ２、Ｌ３、
Ｌ１１は、液晶セル２１、２１０からの出射光を示し、
符号Ｌ１０は、液晶セル２１、２１０の表面で反射され
た外光の反射光を示している。
【００６７】図１０に示すように、従来の液晶表示装置
においては、反射層によって反射された反射光である液
晶セル２１０からの出射光Ｌ１１の方向が、外光の反射
光Ｌ１０の方向と同じ方向となっている。このため、液
晶セル２１０からの出射光Ｌ１１と外光の反射光Ｌ１０
とが重なって、表示が非常に認識しにくい状態となって
いる。
【００６８】これに対し、本実施形態の液晶表示装置２
０においては、図４に示すように、半透過反射層３５に
よって反射された反射光である液晶セル２１からの出射
光Ｌ２の方向が、外光の反射光Ｌ１０の方向と異なる方
向となるとともに、複数の方向に散乱しているので、広
い視角にわたって明るく認識しやすい表示が得られる。
しかも、本実施形態の液晶表示装置２０は、コレステリ
ック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂを構成する凹凸部３
４ａが反射光を略法線方向（観察者の正面方向）に集中
させるものであるため、図５に示すように、凹凸部３４
ａが反射光を特定の角度範囲に集中させるものでない場
合と比較して、液晶セル２１からの出射光Ｌ２の方向
が、基板面の略法線方向に集中するので、観察者が表示
面を観察する方向以外の方向に反射される光量の割合が
少なくなり、より一層明るく視認性に優れた表示が得ら
れる。
【００６９】また、本実施形態の液晶表示装置２０にお
いては、コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ
よりも下基板２３側に、複数の凹凸部３６ａを有する下
地層３６が備えられているので、容易に複数の凹凸部３
４ａを有するコレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３
４ｂを形成することができるものとなり、容易に広い視
角にわたって明るい表示が得られる視認性に優れた液晶
表示装置２０を実現することができる。
【００７０】また、下地層３６が樹脂によって形成され
ているので、下地層３６を構成する凹凸部３６ａの形状
を容易に制御することができるものとなり、任意の形状
を有する凹凸部３６ａを容易に得ることができる。した
がって、コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ
を構成する複数の凹凸部３４ａを、任意の形状で容易に
形成することができ、広い視角を得るために最適な形状
の凹凸部３４ａを容易に形成することができる。
【００７１】なお、下地層３６が樹脂からなるものであ
る場合、上述した「方法１」に代えて、以下に示す方法
などにより下地層３６を形成してもよい。 「方法２」まず、下基板２３の内面側に、方法１と同様
の感光性レジストを方法１と同様にして塗布し、９０℃
の温度で１０分間仮焼成を行うことにより、感光性レジ
スト層を形成する。
【００７２】次に、マスクを用いて１回目の露光を行
う。その後、現像液ＮＭＤ−Ｗ（商品名、東京応化製）
を用いて感光性レジスト層を現像する。これにより感光
した感光性レジスト層が除去され、感光性レジストから
なる凹凸部が形成される。次に、１回目の露光で用いた
ものとは異なるマスクを用いて２回目の露光を行う。こ
こで用いるマスクの遮光領域は、１回目の露光で用いた
マスクの遮光領域よりも小さいものが使用される。
【００７３】次に、現像液ＮＭＤ−Ｗ（商品名、東京応
化製）を用いて、感光性レジストからなる凹凸部を現像
する。これにより感光したレジストの部分が除去され、
下基板２３上に２段の段差を有する感光性レジストから
なる凹凸部が形成される。なお、ここでは１回の露光毎
に現像を行う例を示したが、２回の露光を行った後に１
回現像を行ってもかまわない。
【００７４】次に、１４０℃の温度で３０分の熱処理を
行うことにより感光性レジストからなる凹凸部をリフロ
ーさせ、凹凸部の段差をだれさせて表面がなだらかな曲
面となった凹凸部とする。その後、２５０℃の温度で本
焼成を行い、感光性レジストを完全に硬化させることに
より、表面が曲面からなる凹凸部３６ａを有する下地層
３６が形成される。
【００７５】「方法３」まず、下基板２３の内面側に、
方法１と同様の感光性レジストを方法１と同様にして塗
布し、所定の形状にパターニングすることにより、柱状
の凸凹を形成する。その後、凸凹が形成された下基板２
３上に、光重合性のアクリル樹脂からなる液状材料を塗
布して硬化させることにより、柱状の凸凹が覆われて表
面が滑らかな曲面からなる凹凸部３６ａを有する下地層
３６が形成される。
【００７６】「方法４」まず、下基板２３の上に、樹脂
からなる第１膜を形成し、第１膜上に、感光性レジスト
を塗布して所定の形状にパターニングし、第１膜をエッ
チングすることにより、下基板２３上に柱状の凸凹を形
成する。その後、感光性レジストを剥離し、凸凹が形成
された下基板２３上に、光重合性のアクリル樹脂からな
る液状材料を塗布して硬化させることにより、柱状の凸
凹が覆われて表面が滑らかな曲面からなる凹凸部３６ａ
を有する下地層３６が形成される。
【００７７】さらに、樹脂からなる場合、下地層３６の
形状をエンボス加工によって形成してもよいし、下地層
３６の形状が転写された型を使用する方法により形成し
てもよい。
【００７８】また、コレステリック液晶層３４ｒ，３４
ｇ，３４ｂが表示領域内の各ドット毎に、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の光がそれぞれ反射する反射型のカラ
ーフィルターとして機能するものであり、仕切り壁３６
ｂが、各ドットの周縁部に対応する位置に、コレステリ
ック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂを構成する凹凸部３
４ａの最頂部の高さよりも高くなるように設けられ、コ
レステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ層を液晶分
子のらせんピッチ毎に分離しているので、半透過反射層
３５における仕切り壁３６ｂによって仕切られた区域内
に、異なる光を反射させるコレステリック液晶層３４
ｒ，３４ｇ，３４ｂが形成されることになり、隣り合う
区域との間を確実に分離することができ、色再現性に優
れたカラー表示が可能な液晶表示装置２０となる。
【００７９】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を図９を参照して説明する。図９は、本実
施の形態の液晶表示装置の断面構造を示す図である。本
実施の形態は、第１の実施の形態と同様に半透過反射型
カラー液晶表示装置の例であるが、第１の実施の形態と
異なり、コレステリック液晶層が白色反射板として機能
する場合の例である。なお、図９においても、図１と同
様に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。また、本実施の形態
の液晶表示装置の全体構成は、図１に示した第１の実施
の形態と同様であるため、第１の実施の形態と異なる部
分のみを図面を参照して詳しく説明する。
【００８０】本実施の形態の液晶表示装置が、図１に示
した第１の実施の形態と異なるところは、下地層が下基
板の一部からなるところと、コレステリック液晶層が白
色反射板として機能するものであるところと、顔料カラ
ーフィルター層が設けられているところである。本実施
の形態の液晶表示装置５０においては、図９に示すよう
に、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２３の内面側には、曲面からなる複数の凹凸部を有
し、下基板２３の一部からなる下地層５６が形成され、
下地層５６の上には、反射光を基板面の略法線方向に集
中させるものであり、曲面からなる複数の凹凸部を有
し、液晶分子のらせんピッチが異なる複数のコレステリ
ック液晶層からなる半透過反射層５５が形成され、半透
過反射層５５の上には、Ｒ、Ｇ、Ｂの異なる色の顔料を
含む色素層３１ｒ，３１ｇ，３１ｂを有する顔料カラー
フィルター層３２が形成されている。
【００８１】次に、図９に示した本実施の形態の液晶表
示装置５０を製造する工程の一部である下基板２３の内
面側に下地層５６と半透過反射層５５とを形成する方法
の一例を説明する。まず、下基板２３上に感光性レジス
トを塗布して仮焼成を行う。次に、例えば、マスクを用
いて露光した後、現像液を用いて現像し、本焼成を行っ
て感光性レジストを完全に硬化させることにより、凹凸
部の形成位置に対応した開口部を有するレジストパター
ンを形成する。その後、下基板２３のレジストパターン
を形成した側の面と反対側の面に保護用のラミネートフ
ィルムを貼り、下基板２３の組成元素を過剰に含む過飽
和溶液中に浸潤し、凹凸部の形成位置に微小突起を形成
する。ついで、レジストパターンを剥離して、フッ化水
素を主成分とする溶液で本格的にエッチングすることに
より、レジストパターンによって覆われていた部分に平
滑面が形成されるとともに、レジストパターンによって
覆われていない部分に凹凸部が形成され、複数の凹凸部
を有する下地層５６が形成される。
【００８２】そして、下地層５６上に、コレステリック
液晶を塗布し、紫外線を照射してコレステリック液晶を
硬化させることにより、下地層５６を構成する凹凸部の
形状に対応する曲面からなる複数の凹凸部を有するコレ
ステリック液晶層が形成され、半透過反射層５５が得ら
れる。
【００８３】なお、下地層５６が下基板の一部からなる
ものである場合、上述した方法に代えて、サンドブラス
トを用いる方法などによって複数の凹凸部を有する下地
層５６を形成してもよい。
【００８４】上記構成の液晶表示装置５０の表示原理に
ついても［課題を解決するための手段］の項で詳細に説
明したので、ここでは省略する。上述したように、本実
施の形態の液晶表示装置５０においても、コレステリッ
ク液晶層からなる半透過反射層５５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５５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。
【００８５】また、本実施形態の液晶表示装置５０も、
反射光の指向性が強いコレステリック液晶層を用いた反
射層が設けられたものであるが、コレステリック液晶層
が複数の凹凸部を有するものであるため、所定の回転方
向を持つ楕円偏光は、半透過反射層３５に反射される際
に散乱されて出射される。したがって、コレステリック
液晶層が凹凸部を有していない従来の液晶表示装置より
も、反射光の強度分布がなだらかなものとなる。その結
果、広い視角にわたって明るい表示が得られる視認性に
優れた液晶表示装置５０を実現することができる。
【００８６】さらに、本実施形態の液晶表示装置５０
も、コレステリック液晶層を構成する凹凸部は、曲面か
らなるものであるので、光を半透過反射層５５に反射さ
せる際により一層効果的に散乱させることができ、より
一層広い視角にわたって明るい表示が得られる。また、
半透過反射層５５が、反射光を基板面の略法線方向（観
察者の正面方向）に集中させるものであるので、観察者
が表示面を観察する方向以外の方向に反射される光量の
割合が少なくなり、より一層明るく視認性に優れた表示
が得られる。
【００８７】また、本実施形態の液晶表示装置５０にお
いても、コレステリック液晶層よりも下基板２３側に、
複数の凹凸部を有する下地層５６が備えられているの
で、容易に複数の凹凸部を有するコレステリック液晶層
を形成することができる。
【００８８】また、本実施形態の液晶表示装置５０にお
いては、半透過反射層５５よりも上に、異なる色の顔料
を含む複数の色素層を有する顔料カラーフィルター層３
２が設けられているので、カラー表示が得られる。
【００８９】［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６は、携
帯電話の一例を示した斜視図である。図６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。
【００９０】図７は、腕時計型電子機器の一例を示した
斜視図である。図７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。
【００９１】図８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８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。
【００９２】図６〜図８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、明るい表示が得られ、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。
【００９３】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、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。
【００９４】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。
【００９５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
液晶表示装置では、コレステリック液晶層が複数の凹凸
部を有するものであるため、所定の回転方向を持つ楕円
偏光は、反射層に反射される際に散乱されて出射され
る。したがって、本発明の液晶表示装置においては、コ
レステリック液晶層が凹凸部を有していない従来の液晶
表示装置よりも、反射光の強度分布がなだらかなものと
なる。その結果、広い視角にわたって明るい表示が得ら
れる視認性に優れた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】 凹凸部と仕切り壁とを示した概略斜視図であ
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】 本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶セ
ルの表面における光の状態を説明するための図である。
【図５】 本実施形態の液晶表示装置を構成するコレス
テリック液晶層の凹凸部が反射光を特定の角度範囲に集
中させるものでない場合の液晶セルの表面における光の
状態を説明するための図である。
【図６】 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図で
ある。
【図７】 本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図
である。
【図８】 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９】 本発明の第２の実施の形態に係る液晶表示装
置の断面構造を示す
【図１０】 従来の液晶表示装置を構成する液晶セルの
表面における光の状態を説明するための図である。
【図１１】 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】
１，２４ 上基板 ２，２３ 下基板 ３，２６ 液晶層 ４，２１ 液晶セル ５，３１ｒ，３１ｇ，３１ｂ 色素層 ６，３２ 顔料カラーフィルター層 ７，３５、５５ 半透過反射層 ８，３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ コレステリック液晶層 ９，４３ 上偏光板（上基板側楕円偏光入射手段） １０，４２ 上位相差板（上基板側楕円偏光入射手段） １１，４５ 下偏光板（下基板側楕円偏光入射手段） １２，４４ 下位相差板（下基板側楕円偏光入射手段） ２０，５０ 液晶表示装置 ２２ バックライト（照明装置） ３６ ５６ 下地層 ３６ｂ 仕切り壁

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに対向配置された上基板と下基板と
    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、 複数の凹凸部を有し、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
    層を用いた反射層が前記下基板の内面側に備えられ、 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が設けられているととも
    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
    であることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記反射層は、反射光を特定の角度範囲
    に集中させるものであ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】 前記コレステリック液晶層を構成する前
    記凹凸部は、曲面からなることを特徴とする請求項１ま
    たは請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記コレステリック液晶層よりも前記下
    基板側に、複数の凹凸部を有する下地層が備えられてい
    ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか
    一項に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記下地層は、樹脂によって形成された
    ものである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】 前記反射層よりも上基板側に、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
    が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求
    項５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 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ているとともに、 前記液晶層に対して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が設けられていることを
    特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記
    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
    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
    させるカラーフィルターとして機能するものであること
    を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に
    記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 前記反射層における前記液晶セルの表示
    領域内を分割した所定の領域の周縁部に対応する位置
    に、 前記コレステリック液晶層を構成する前記凹凸部の最頂
    部の高さよりも高くなるように設けられ、 前記コレステリック液晶層を液晶分子のらせんピッチ毎
    に分離する仕切り壁が備えられていることを特徴とする
    請求項８に記載の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記反射層が、液晶分子のらせんピッ
    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ないし請求項７のいずれか一項に記
    載の液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１ないし１０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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