JP3526429B2 - Reflective liquid crystal display - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばワードプ
ロセッサ、ノート型パソコンなどのＯＡ（オフィスオー
トメーション）機器、携帯情報端末、各種映像機器及び
ゲーム機器などに好適に用いられるカラー表示装置とし
て使用される反射型液晶表示装置に関する。The present invention relates, for example a word processor, notebook OA (office automation), such as computer equipment, portable information terminals, reflection is used as various kinds of image apparatuses and game machines such as a color display device suitably used in Type liquid crystal display device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置は、軽量、薄型であるとと
もに低消費電力であるという特徴を有し、携帯用情報端
末や携帯電話用の小型のものからパーソナルコンピュー
タ用といった大型のものまで幅広く用いられている。2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices are characterized by being lightweight, thin, and low in power consumption, and are widely used from small ones for portable information terminals and mobile phones to large ones for personal computers. Has been.
【０００３】携帯用情報端末の表示装置として使用する
ためには、さらなる軽量化、薄型化が要求されるととも
に、電池等による長時間駆動が可能となるような低消費
電力化が要求されることとなる。そして、このような要
求に対応可能な表示装置として反射型液晶表示装置が注
目されている。In order to use it as a display device of a portable information terminal, further weight reduction and thickness reduction are required, and low power consumption is also required so that it can be driven by a battery for a long time. Becomes A reflective liquid crystal display device is receiving attention as a display device that can meet such demands.
【０００４】この反射型液晶表示装置として、２枚の偏
光板と、ツイストネマチック液晶（以下、「ＴＮ液晶」
と称する。）或いはスーパーツイストネマチック液晶
（以下、「ＳＴＮ液晶」と称する。）と、を使用したも
のが挙げられる。この反射型液晶表示装置は、ＴＮ液晶
或いはＳＴＮ液晶よりなる液晶層を２枚の偏光板で挟み
込み、その背面に反射板を備えて構成される。As this reflective liquid crystal display device, two polarizing plates and a twisted nematic liquid crystal (hereinafter referred to as "TN liquid crystal") are used.
Called. ) Or a super twist nematic liquid crystal (hereinafter referred to as "STN liquid crystal"). This reflection type liquid crystal display device is configured by sandwiching a liquid crystal layer made of TN liquid crystal or STN liquid crystal between two polarizing plates and providing a reflecting plate on the back surface thereof.
【０００５】また、反射型液晶表示装置として、１枚の
偏光板と、ＴＮ液晶或いはＳＴＮ液晶と、を使用したも
のが挙げられる。この反射型液晶表示装置は、ＴＮ液晶
或いはＳＴＮ液晶よりなる液晶層の一方に偏光板を配
し、その反対側に反射板を備えて構成される。反射板は
液晶層と接する位置に配置されることにより、視差を無
くすことが出来る。Further, as a reflection type liquid crystal display device, one using one polarizing plate and TN liquid crystal or STN liquid crystal can be mentioned. This reflection type liquid crystal display device is configured by disposing a polarizing plate on one of liquid crystal layers made of TN liquid crystal or STN liquid crystal and providing a reflection plate on the opposite side. By disposing the reflection plate at a position in contact with the liquid crystal layer, parallax can be eliminated.
【０００６】また、反射板として選択反射現象を利用し
て表示を行う方式も提案されている。この選択反射を示
す物質として、コレステリック液晶やカイラルネマティ
ック液晶やカイラルスメクティック液晶、そして、これ
らの液晶をフィルム化して分子配向を固定したものがあ
る。Further, there has been proposed a method of displaying by utilizing a selective reflection phenomenon as a reflector. As the substance exhibiting the selective reflection, there are cholesteric liquid crystal, chiral nematic liquid crystal, chiral smectic liquid crystal, and those in which these liquid crystals are formed into a film and the molecular orientation is fixed.
【０００７】このコレステリック液晶がその螺旋ピッチ
に対応した波長の光を選択的に反射する現象は、よく知
られている。具体的には、右巻きのコレステリック液晶
は、液晶の屈折率異方性を△ｎ、ピッチをｐ、反射波長
範囲を△λとすれば、
△λ＝２△ｎ・ｐ （１）式
の範囲にある入射光の右回りの円偏光成分のみを選択的
に反射し、それ以外の波長の右回り円偏光成分や全ての
波長の左回り円偏光成分は透過する。このとき、反射中
心波長λｍは、
λｍ＝ｎａ・ｐ （２）式
で表される。ただし、ｎａは、液晶層の平均屈折率であ
る。It is well known that this cholesteric liquid crystal selectively reflects light having a wavelength corresponding to its spiral pitch. Specifically, for a right-handed cholesteric liquid crystal, if the refractive index anisotropy of the liquid crystal is Δn, the pitch is p, and the reflection wavelength range is Δλ, Δλ = 2Δn · p (1) Only the right-handed circularly polarized light component of the incident light in the range is selectively reflected, and the right-handed circularly polarized light component of other wavelengths and the left-handed circularly polarized light component of all wavelengths are transmitted. At this time, the reflection center wavelength λm is expressed by λm = na · p (2). However, na is the average refractive index of the liquid crystal layer.
【０００８】また、左巻きのコレステリック液晶につい
ては、前述した右巻きのコレステリック液晶の場合とは
反対の作用をする。左巻きのコレステリック液晶の選択
反射現象を次に説明する。左巻きのコレステリック液晶
に右及び左円偏光成分が入射する場合、所定波長範囲に
ある入射光の左回りの円偏光成分のみを選択的に反射
し、それ以外の波長の左回り円偏光成分や全ての波長の
右回り円偏光成分はコレステリック液晶層を透過する。Further, the left-handed cholesteric liquid crystal operates in the opposite manner to the case of the right-handed cholesteric liquid crystal described above. The selective reflection phenomenon of the left-handed cholesteric liquid crystal will be described below. When the right and left circularly polarized light components are incident on the left-handed cholesteric liquid crystal, only the left-handed circularly polarized light component of the incident light in the predetermined wavelength range is selectively reflected, and the left-handed circularly polarized light components of all other wavelengths and all The right-handed circularly polarized light component of the wavelength of is transmitted through the cholesteric liquid crystal layer.
【０００９】従来から、このコレステリック液晶の特異
な光学特性を利用し、１枚の偏光板と組み合わせた表示
装置が提案されている。例えば、コレステリック液晶ポ
リマーフィルムによる選択反射とＴＮ表示方式とを組み
合わせ、さらに１／４波長板を組み合わせて表示を行う
方式が開示されている（特開平６−２３０３６２号公
報）。これは、ＴＮ液晶セルによる旋光性を利用したも
のであり、電圧無印加時と電圧印加時で偏光方向を９０
°回転させることで、１／４波長板に入射する偏光方向
を切り替えて、左右円偏光光をスイッチングすることに
より表示を行うものである。この表示装置１´の構成を
図３に示している。図３において、上側基板１１´上に
透明電極１２´と配向膜１３´とが順次設けられて電極
基板が構成され、また、下側基板２１´上に透明電極２
２´と配向膜２３´とが順次設けられて電極基板が構成
される。これら電極基板を配向膜１３´、２３´が対向
するように配置し、その間に液晶層３´を挟持して液晶
セルが構成される。この液晶セルの上側基板１１´の光
入射側に偏光板１５´が設けられ、下側基板２１´に１
／４波長板２６´、コレステリック液晶ポリマーフィル
ム２４´さらに光吸収板２５´が設けられている。この
構成における１／４波長板２６´の作用について考察す
ると、液晶３´の９０度ツイストＴＮ層が光の偏光方向
をスイッチングする素子として作用しており、このた
め、ＴＮ層に電界を印加しない場合（ＯＦＦ）には、１
／４波長板２６´の光軸に対して−４５°の直線偏光光
が１／４波長板２６´に入射し、この１／４波長板２６
´を透過した後では、右円偏光光となる。これに対し
て、ＴＮ層に十分な電界を印加した場合（ＯＮ）は、こ
れとは逆の現象となる。即ち、１／４波長板２６´の光
軸に対して±４５°（−４５°又は＋４５°）の方向に
入射した直線偏光光は、その偏光方向によって右円偏光
光又は左円偏光光に変換される。このように、電圧無印
加時と電圧印加時で偏光方向を９０°回転させること
で、１／４波長板２６´に入射する偏光方向をＴＮ層で
切り替えて、左右円偏光光をスイッチングすることによ
り表示を行う。また、コレステリック液晶ポリマーによ
る選択反射、ＴＮ表示方式、マイクロカラーフィルタ
ー、さらに１／４波長板を組み合わせてカラー表示を行
う方式が開示されている（特開平１１−８４３６１号公
報）。表示原理は、特開平６−２３０３６２号公報と同
じである。Conventionally, there has been proposed a display device which utilizes the unique optical characteristics of the cholesteric liquid crystal and is combined with one polarizing plate. For example, a method has been disclosed in which selective reflection by a cholesteric liquid crystal polymer film is combined with a TN display method, and a quarter wave plate is further combined to perform display (Japanese Patent Laid-Open No. 6-230362). This utilizes the optical rotatory power of the TN liquid crystal cell, and the polarization direction is 90 degrees when no voltage is applied and when a voltage is applied.
The display is performed by rotating the left and right circularly polarized light by switching the polarization direction incident on the quarter-wave plate by rotating the light by 1 °. The structure of this display device 1'is shown in FIG. In FIG. 3, an electrode substrate is formed by sequentially providing a transparent electrode 12 'and an alignment film 13' on an upper substrate 11 ', and a transparent electrode 2 on a lower substrate 21'.
2'and an alignment film 23 'are sequentially provided to form an electrode substrate. These electrode substrates are arranged so that the alignment films 13 'and 23' face each other, and the liquid crystal layer 3'is sandwiched between them to form a liquid crystal cell. A polarizing plate 15 ′ is provided on the light incident side of the upper substrate 11 ′ of this liquid crystal cell, and a polarizing plate 15 ′ is provided on the lower substrate 21 ′.
A quarter wave plate 26 ', a cholesteric liquid crystal polymer film 24' and a light absorbing plate 25 'are provided. Considering the action of the quarter-wave plate 26 'in this configuration, the 90-degree twisted TN layer of the liquid crystal 3'acts as an element for switching the polarization direction of light, and therefore an electric field is not applied to the TN layer. If (OFF), 1
Linearly polarized light of −45 ° with respect to the optical axis of the quarter-wave plate 26 ′ is incident on the quarter-wave plate 26 ′.
After passing through ′, it becomes right circularly polarized light. On the other hand, when a sufficient electric field is applied to the TN layer (ON), the opposite phenomenon occurs. That is, linearly polarized light that is incident in a direction of ± 45 ° (-45 ° or + 45 °) with respect to the optical axis of the quarter-wave plate 26 'becomes right circularly polarized light or left circularly polarized light depending on the polarization direction. To be converted. In this way, by rotating the polarization direction by 90 ° with no voltage applied and with voltage applied, the polarization direction incident on the quarter-wave plate 26 'is switched by the TN layer to switch left and right circularly polarized light. Is displayed by. Further, there is disclosed a method of performing color display by combining selective reflection with a cholesteric liquid crystal polymer, a TN display method, a micro color filter, and a quarter wavelength plate (JP-A-11-84361). The display principle is the same as in Japanese Patent Laid-Open No. 6-230362.
【００１０】ところで、上述したような反射型液晶表示
装置のうち、２枚の偏光板を使用するものにおいては、
入射光が出射されるまでに４回偏光板を通過することと
なり、偏光板によって入射光の７０％が表示に利用され
ることなく吸収されてしまい、明るさが不足する。ま
た、背面の偏光板を基板の後方に配置せざるを得ないた
め、視差が発生し、カラー化が困難である。By the way, in the reflective liquid crystal display device as described above, which uses two polarizing plates,
The incident light passes through the polarizing plate four times before being emitted, and 70% of the incident light is absorbed by the polarizing plate without being used for display, resulting in insufficient brightness. Further, since the polarizing plate on the back surface is inevitably arranged behind the substrate, parallax occurs and it is difficult to colorize.
【００１１】これに対し、上述の反射型液晶表示装置の
うち、１枚の偏光板を使用するものにおいては、偏光板
による吸収を低減させ、明るさを向上することが可能で
ある。しかし、反射板に指向性を付与するために、プロ
セス上複雑な構成が必要であった。On the other hand, in the reflection type liquid crystal display device described above, which uses one polarizing plate, it is possible to reduce the absorption by the polarizing plate and improve the brightness. However, in order to give directivity to the reflector, a complicated structure is required in the process.
【００１２】また、コレステリック液晶ポリマー層を選
択反射層として用い、種々の液晶表示方式と１／４波長
板とを組み合わせる従来の構成においては、何れも１／
４波長板を選択反射層に接するように形成する必要があ
り、そして、この１／４波長板として液晶性高分子を用
いて作製する為には、さらにその下に配向膜を形成する
必要がある。そのため、構造が複雑になり、製造コスト
も高くなるという問題があった。Further, in the conventional structure in which a cholesteric liquid crystal polymer layer is used as a selective reflection layer and various liquid crystal display systems are combined with a quarter-wave plate, both are 1 /
It is necessary to form a four-wavelength plate in contact with the selective reflection layer, and in order to use a liquid crystalline polymer as the quarter-wavelength plate, it is necessary to further form an alignment film thereunder. is there. Therefore, there is a problem that the structure becomes complicated and the manufacturing cost becomes high.
【００１３】このように、従来の表示方式では、液晶表
示素子本来の薄型軽量、低消費電力という優れた特徴を
十分発揮しているとはいえず、携帯用情報端末の表示装
置としては不十分であり、明るく、視認性に優れ、カラ
ー表示が可能な新しい情報表示端末用の表示方式が求め
られている。As described above, the conventional display system cannot be said to fully exhibit the excellent features of the liquid crystal display element, such as thinness, light weight, and low power consumption, and is insufficient as a display device for a portable information terminal. Therefore, there is a demand for a display system for a new information display terminal which is bright, has excellent visibility, and is capable of color display.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
述の実情に鑑みて提案されるものであって、薄型軽量、
低消費電力で、光の利用効率が良く、高コントラストを
確保し、広い色再現性を示す反射型液晶表示装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention has been proposed in view of the above circumstances, and it is thin, lightweight, and
An object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device which has low power consumption, high light utilization efficiency, high contrast, and wide color reproducibility.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、入射光をほぼ
円偏光光に変換する偏光変換手段と、特定偏光成分の光
のみ選択的に反射する選択反射層と、該選択反射層の後
方に設けられ、前記選択反射層を透過した光を吸収する
光吸収層と、前記偏光変換手段と選択反射層との間に設
けられ、光学的な複屈折性を示す液晶層と、該液晶層の
複屈折量を電場で制御することにより液晶層からの出射
光の偏光状態を変調して、選択反射層からの反射光強度
を変調させる変調制御手段と、を備える反射型液晶表示
装置である。According to the present invention, there is provided a polarization conversion means for converting incident light into substantially circularly polarized light, a selective reflection layer for selectively reflecting only light of a specific polarization component, and a rear surface of the selective reflection layer.
Is provided on one side and absorbs light transmitted through the selective reflection layer.
A light absorption layer, a liquid crystal layer provided between the polarization conversion means and the selective reflection layer, which exhibits optical birefringence, and a liquid crystal layer from the liquid crystal layer by controlling the amount of birefringence of the liquid crystal layer by an electric field. A reflection type liquid crystal display device comprising: a modulation control unit that modulates a polarization state of emitted light to modulate the intensity of light reflected from the selective reflection layer.
【００１６】また、本発明は、前記選択反射層は、２つ
以上の異なる波長域を反射するように平列（Ｒ、Ｇ、Ｂ
にパターニング配置）に設定されるか、もしくは可視光
領域に渡り反射するように設定される反射型液晶表示装
置である。Also, in the present invention, the selective reflection layer is arranged in parallel (R, G, B) so as to reflect two or more different wavelength regions.
Patterning arrangement), or a reflection type liquid crystal display device which is set so as to reflect light in the visible light region.
【００１７】そして、本発明は、前記偏光変換手段は、
１枚の偏光板と少なくとも１枚の位相差板とからなる反
射型液晶表示装置である。In the present invention, the polarization conversion means is
One comprising a polarizing plate at least one phase difference plate counter
It is an emissive liquid crystal display device.
【００１８】更に、本発明は、前記液晶層は、任意の印
加電圧において１／２波長の位相差を発現させるように
設定され、選択反射層の上での偏光状態を入射した円偏
光とその逆回りの円偏光との２つの状態に変換する反射
型液晶表示装置である。Furthermore, in the present invention, the liquid crystal layer is set so as to exhibit a phase difference of ½ wavelength at an arbitrary applied voltage, and the polarized state on the selective reflection layer and the circularly polarized light incident on the layer are selected. Reflection that converts into two states with circularly polarized light in the opposite direction
Type liquid crystal display device.
【００１９】また、本発明は、前記選択反射層は、コレ
ステリック液晶、カイラルネマティック液晶又はカイラ
ルスメクティック液晶を含み、それをフィルム化あるい
はマイクロカプセル化した上記液晶あるいは液晶性高分
子を用いる反射型液晶表示装置である。Further, in the present invention, the selective reflection layer contains a cholesteric liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal or a chiral smectic liquid crystal, and a reflection type liquid crystal display using the above liquid crystal or liquid crystalline polymer film-formed or microencapsulated. It is a device.
【００２０】そして、本発明は、前記選択反射層の後方
に設けられ、前記選択反射層を透過した光を吸収する光
吸収層を有しており、そして、該光吸収層は、黒色の樹
脂を含むか、あるいは偏光板と１／４波長板とから構成
される反射型液晶表示装置である。The present invention has a light absorption layer provided behind the selective reflection layer and absorbing the light transmitted through the selective reflection layer, and the light absorption layer is a black resin. Or a reflection type liquid crystal display device including a polarizing plate and a quarter wavelength plate.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の発明の実施の形態
について説明する。本発明の液晶表示装置の実施例につ
いて、図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施例
１における液晶表示装置の構成を示す断面説明図であ
る。図２は、実施例２における液晶表示装置の構成を示
す断面説明図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. An embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory diagram showing the configuration of the liquid crystal display device in the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view showing the configuration of the liquid crystal display device in the second embodiment.
【００２２】実施例１を説明する。本実施例の液晶表示
装置１は、図１にその液晶表示素子の構成を示す断面を
示すように、上側透明基板１１、透明電極１２、配向膜
１３、偏光子１５、１／４波長板１６、下側透明基板２
１、透明電極２２、配向膜２３、コレステリック液晶ポ
リマーフィルム２４、光吸収層２５、液晶層３、等から
なる。The first embodiment will be described. The liquid crystal display device 1 of the present embodiment has an upper transparent substrate 11, a transparent electrode 12, an alignment film 13, a polarizer 15, and a quarter wavelength plate 16 as shown in the cross section showing the structure of the liquid crystal display element in FIG. , Lower transparent substrate 2
1, a transparent electrode 22, an alignment film 23, a cholesteric liquid crystal polymer film 24, a light absorption layer 25, a liquid crystal layer 3, and the like.
【００２３】透明基板１１、２１は、所定間隔で配され
ており、上側透明基板１１上には透明電極１２と液晶分
子の配向膜１３とが順次設けられている。また、対向す
る下側透明基板２１上には、特定の波長域の光のみ選択
的に反射する選択反射層としてのコレステリック液晶ポ
リマー層２４が設けられて、その上には透明電極２２と
液晶分子の配向膜２３とが順次設けられている。コレス
テリック液晶ポリマー層２４は、赤、青、緑の選択波長
を反射するようにピッチを調整してある。The transparent substrates 11 and 21 are arranged at a predetermined interval, and a transparent electrode 12 and an alignment film 13 of liquid crystal molecules are sequentially provided on the upper transparent substrate 11. In addition, a cholesteric liquid crystal polymer layer 24 as a selective reflection layer that selectively reflects only light in a specific wavelength range is provided on the lower transparent substrate 21 that faces the transparent electrode 22 and liquid crystal molecules. And the alignment film 23 are sequentially provided. The pitch of the cholesteric liquid crystal polymer layer 24 is adjusted so as to reflect the selected wavelengths of red, blue and green.
【００２４】配向膜１３、２３間には光学的な複屈折性
を示す液晶３が設けられて液晶セルが構成されている。
さらに、透明基板１１の入射側には、入射光を直線偏光
光に変換する偏光子１５と１／４波長板１６とが設けら
れており、透明基板２１の出射側には、特定波長域の光
を吸収する光吸収層２５が設けられている。A liquid crystal 3 having optical birefringence is provided between the alignment films 13 and 23 to form a liquid crystal cell.
Further, a polarizer 15 for converting incident light into linearly polarized light and a quarter-wave plate 16 are provided on the incident side of the transparent substrate 11, and the exit side of the transparent substrate 21 has a specific wavelength range. A light absorption layer 25 that absorbs light is provided.
【００２５】そして、これら透明電極１２、２２に所定
の電圧を印加し、偏光子１５と１／４波長板１６からの
円偏光光が入射される液晶層３の複屈折量を、透明電極
１２、２２に印加される表示電圧による外場である電界
で制御することにより液晶層３からの出射光の偏光状態
を変調して、コレステリツク液晶ポリマー層２４からの
反射光強度を変調制御する。以上により、コレステリツ
ク液晶ポリマーと、複屈折量を外場によって変化させる
ことのできる液晶セルとを組み合わせることにより、反
射光強度を変調することができる光学素子としての反射
型液晶表示装置１が構成される。A predetermined voltage is applied to the transparent electrodes 12 and 22, and the birefringence amount of the liquid crystal layer 3 on which the circularly polarized light from the polarizer 15 and the quarter-wave plate 16 is incident is determined by the transparent electrode 12. , 22 to modulate the polarization state of the emitted light from the liquid crystal layer 3 by controlling with an electric field which is an external field according to the display voltage applied to the liquid crystal layer 24, and controls the intensity of reflected light from the cholesteric liquid crystal polymer layer 24. As described above, by combining the cholesteric liquid crystal polymer and the liquid crystal cell capable of changing the birefringence amount by the external field, the reflection type liquid crystal display device 1 as an optical element capable of modulating the reflected light intensity is constituted. It
【００２６】ここで、この反射型液晶表示装置１の製造
方法について、その一例を説明する。まず、透明基板１
１、２１として、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（７０
５９；コーニンググラスワークス社製）を使用し、この
ガラス基板上に、透明電極１２としてＩＴＯ膜をスパッ
クリング法によつて形成する。対向するガラス基板２１
の上にはコレステリック液晶ポリマー層を形成し、ＩＴ
Ｏ膜をスパックリング法によって形成する。本実施例の
コレステリツク液晶ポリマー層の材料としては、光重合
可能なＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ ＧｍｂＨ社製のＴ
Ｃ３９５１Ｌを使用する。このＴＣ３９５１Ｌは、カイ
ラル材科のヘリカルツイストパワーの温度依存性による
コレステリック相のサーモクロミズム効果により特定の
温度で反射スヘクトルを変化させることができる。Here, an example of a method for manufacturing the reflective liquid crystal display device 1 will be described. First, the transparent substrate 1
Glass substrates (70
59; manufactured by Corning Glass Works), and an ITO film is formed as the transparent electrode 12 on this glass substrate by the spaccling method. Opposing glass substrate 21
A cholesteric liquid crystal polymer layer is formed on the
The O film is formed by the sprinkling method. As a material for the cholesteric liquid crystal polymer layer of this example, a photopolymerizable T manufactured by Wacker-Chemie GmbH was used.
Use C3951L. This TC3951L can change the reflection spectrum at a specific temperature by the thermochromism effect of the cholesteric phase due to the temperature dependence of the helical twist power of the chiral material.
【００２７】まず、ガラス基板の上にＴＣ３９５１Ｌか
らなる膜を形成し、画素に対応した所定のマスクを配置
する。ガラス基板を２５℃に熱すると赤の光を反射する
ようになるので、この状態でＵＶ照射して赤反射フィル
ターの領域部分を固定化する。次に、ガラス基板の温度
を７６℃（緑の光の反射に対応）に設定し、画素に対応
した所定のマスクを配置し、ＵＶ照射して緑反射フィル
ターの領域部分を固定化する。続いて、ガラス基板の温
度を１０５度（青の光の反射に対応）と変えて画素に対
応した所定のマスクを配置し、ＵＶ照射して青反射フィ
ルターの領域部分を固定化する。First, a film made of TC3951L is formed on a glass substrate, and a predetermined mask corresponding to a pixel is arranged. When the glass substrate is heated to 25 ° C., red light is reflected, so UV irradiation is performed in this state to fix the region part of the red reflection filter. Next, the temperature of the glass substrate is set to 76 ° C. (corresponding to the reflection of green light), a predetermined mask corresponding to the pixel is arranged, and UV irradiation is performed to fix the area portion of the green reflection filter. Subsequently, the temperature of the glass substrate is changed to 105 degrees (corresponding to the reflection of blue light), a predetermined mask corresponding to the pixel is arranged, and UV irradiation is performed to fix the region portion of the blue reflection filter.
【００２８】以上の様にして、ＲＧＢの光反射タイプの
フィルターが形成される。本実施例においては、左回り
の円偏光光を反射するように設定した。As described above, the RGB light reflection type filter is formed. In this embodiment, the counterclockwise circularly polarized light is set to be reflected.
【００２９】さらに、ＩＴＯ膜上にそれぞれ配向膜１
３、２３をそれぞれ形成する。これら配向膜１３、２３
は、ポリイミド（ＲＮ−１０２４；日産化学社製）をス
ピンコートにより均一に形成し、焼成後に上下の基板で
ラビング方向が反対になるようにラビング処理を施す。Further, an alignment film 1 is formed on each ITO film.
3 and 23 are formed respectively. These alignment films 13 and 23
Is uniformly formed by spin coating of polyimide (RN-1024; manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.), and subjected to rubbing treatment so that the upper and lower substrates are rubbed in opposite directions after firing.
【００３０】その後、透明基板１１、２１の間隔を一定
に保つために、４．５μｍのファイバーグラススペーサ
（図示せず）を散布し、液晶封止層（図示せず）として
５．０μｍのファイーバーグラススペーサを混入した接
着性シール材をスクリーン印刷することにより形成し貼
り合わせた。その後、２枚の基板間の真空脱気により液
晶を注入し、ＥＣＢ方式の液晶セルを作成した。本実施
例１の場合、平行配向となるように設定し、リタデーシ
ョンＲ＝△ｎ・ｄ（Δｎ：液晶の複屈折率差、ｄ：セル
厚）を波長の１／２に設定した。こういう設定により入
射した円偏光光は逆回りの円偏光光に変換できる。偏光
板１５と液晶層３の配向方向の関係であるが、円偏光光
を入射するためにどの方向であってもかまわない。上記
の手順で作製した液晶セルに、偏光子１５及び１／４波
長板１６を、偏光子１５の偏光軸が１／４波長板１６の
遅相軸と４５°の角度を成すようにして貼り付け、左ま
わりの円偏光光を入射できるように設定した。Thereafter, in order to keep the distance between the transparent substrates 11 and 21 constant, a fiber glass spacer (not shown) of 4.5 μm is dispersed, and a fiber of 5.0 μm is formed as a liquid crystal sealing layer (not shown). An adhesive sealing material mixed with an eberglass spacer was formed by screen printing and bonded. After that, liquid crystal was injected by vacuum deaeration between the two substrates to prepare an ECB type liquid crystal cell. In the case of Example 1, the orientation was set to be parallel, and the retardation R = Δn · d (Δn: difference in birefringence of liquid crystal, d: cell thickness) was set to ½ of wavelength. With this setting, the incident circularly polarized light can be converted into reverse circularly polarized light. As for the relationship between the alignment directions of the polarizing plate 15 and the liquid crystal layer 3, it does not matter which direction the circularly polarized light enters. The polarizer 15 and the quarter-wave plate 16 are attached to the liquid crystal cell manufactured by the above procedure so that the polarization axis of the polarizer 15 forms an angle of 45 ° with the slow axis of the quarter-wave plate 16. It was set so that the left-handed circularly polarized light could be incident.
【００３１】また、光吸収層２５としてカーボン微粒子
をバインダーに添加したものを印刷法によって透明基板
２１の裏面上に形成した。この光吸収層２５は、有機系
色素かまたは顔料系色素を、吸収波長域が少なくとも選
択反射波長域を含むように調整し、これをバインダーに
添加したものを印刷によって透明基板２１上に形成して
もよい。その他に、黒色紙などの光吸収性のシートを接
着剤によつて透明基板２１の裏面上に貼り付けてもよ
い。さらに、本実施例の液晶表示装置において、選択反
射層の後方に設けられた光吸収層を１／４波長位相差膜
と偏光板とにより形成することも出来る。As the light absorption layer 25, carbon fine particles added to a binder were formed on the back surface of the transparent substrate 21 by a printing method. The light absorbing layer 25 is formed by adjusting an organic dye or a pigment dye so that the absorption wavelength range includes at least the selective reflection wavelength range, and adding the binder to the binder on the transparent substrate 21 by printing. May be. Alternatively, a light absorbing sheet such as black paper may be attached to the back surface of the transparent substrate 21 with an adhesive. Furthermore, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the light absorption layer provided behind the selective reflection layer can be formed by a quarter wavelength retardation film and a polarizing plate.
【００３２】上記構成により本実施例の液晶表示装置１
を完成する。以下、その作用を説明する。まず、上記偏
光子１５と１／４波長板１６によって、入射光は円偏光
光に変換される。このように、円偏光光に変換された入
射光は、液晶層３の複屈折効果によって常光と異常光に
位相差が生じることになり、任意の楕円率を有する楕円
偏光光に変換される。このとき、液晶層３を透過する常
光と異常光の光学的位相差δは、波長λ、リタデーショ
ンＲ（＝Δｎ・ｄ）として、
δ＝２π／λ・Ｒ （３）式
の関係に従って変化する。With the above structure, the liquid crystal display device 1 of this embodiment
To complete. The operation will be described below. First, incident light is converted into circularly polarized light by the polarizer 15 and the quarter-wave plate 16. Thus, the incident light converted into the circularly polarized light has a phase difference between the ordinary light and the extraordinary light due to the birefringence effect of the liquid crystal layer 3, and is converted into the elliptically polarized light having an arbitrary ellipticity. At this time, the optical phase difference δ between the ordinary ray and the extraordinary ray transmitted through the liquid crystal layer 3 changes in accordance with the relationship of δ = 2π / λ · R (3) where wavelength λ and retardation R (= Δn · d) .
【００３３】一般に、偏光子１５と１／４波長板１６を
介して得られる円偏光光を複屈折性媒質である液晶層３
に入射した場合、出射光はその媒質の光学的位相差によ
り種々の楕円偏光光となる。例えば、光学的な位相差が
π／２ラジアンの場合、入射した円偏光光は、出射光は
逆回りの円偏光光となる。即ち、この液晶セルのリタデ
ーションＲを外場によって変化させることで、出射する
入射円偏光光を任意の楕円偏光光に変換することができ
る。この液晶層３で任意の楕円率を有する楕円偏光光に
変換された入射光は、コレステリック液晶ポリマー層２
４に入射され、その螺旋ピッチに対応した波長の光に関
して、その楕円率と極性に対応した光強度で反射され
る。例えば、コレステリック液晶ポリマーが例えば右巻
きの場合には右円偏光光は全て反射され、左円偏光光の
場合には全て透過されることになる。その両偏光光の中
間の状態の偏光光は一部が反射され、それ以外は透過さ
れることになる。Generally, the circularly polarized light obtained through the polarizer 15 and the quarter-wave plate 16 is used as a liquid crystal layer 3 which is a birefringent medium.
When the light enters, the emitted light becomes various elliptically polarized lights due to the optical phase difference of the medium. For example, in the case where the optical phase difference is π / 2 radians, the incident circularly polarized light is the outgoing circularly polarized light. That is, by changing the retardation R of this liquid crystal cell according to the external field, the outgoing circularly polarized light can be converted into arbitrary elliptically polarized light. Incident light converted into elliptically polarized light having an arbitrary ellipticity in the liquid crystal layer 3 is cholesteric liquid crystal polymer layer 2
The light having the wavelength corresponding to the spiral pitch is reflected by the light intensity corresponding to the ellipticity and the polarity. For example, when the cholesteric liquid crystal polymer is, for example, right-handed, all right-handed circularly polarized light is reflected, and when it is left-handed circularly-polarized light, all is transmitted. The polarized light in the intermediate state between the two polarized lights is partially reflected and the other light is transmitted.
【００３４】さらに、透過した光は、コレステリック液
晶ポリマー層の後方に設置している光吸収層２５によつ
て吸収されて反射しない。液晶に印加する任意の電圧で
その条件を満たせば表示するできる。Further, the transmitted light is absorbed by the light absorbing layer 25 provided behind the cholesteric liquid crystal polymer layer and is not reflected. Display can be performed if an arbitrary voltage applied to the liquid crystal is satisfied.
【００３５】このように、実施例１の液晶表示素子にお
いて、コレステリック液晶ポリマー層２５に入射する偏
光光の楕円率の制御を、液晶層３の複屈折量を外場によ
って制御することで行うことにより、コレステリック液
晶層２５からの反射光強度を制御することができる。つ
まり、コレステリック液晶ポリマー層２４への入射光の
楕円率に応じた強度の反射光が得られることになる。本
実施例においては、左円偏光光を入射するように設定
し、コレステリック液晶ポリマーが左円偏光光を反射す
るように設定したため、ノーマリーホワイトの表示が実
現できる。例えば、右円偏光光を入射するように１／４
波長板１６の設定を変えるとノーマリーブラックの表示
が実現できる。As described above, in the liquid crystal display device of Example 1, the ellipticity of the polarized light incident on the cholesteric liquid crystal polymer layer 25 is controlled by controlling the birefringence amount of the liquid crystal layer 3 by the external field. Thereby, the reflected light intensity from the cholesteric liquid crystal layer 25 can be controlled. That is, the reflected light having the intensity corresponding to the ellipticity of the incident light on the cholesteric liquid crystal polymer layer 24 can be obtained. In this embodiment, since the left circularly polarized light is set to enter and the cholesteric liquid crystal polymer is set to reflect the left circularly polarized light, normally white display can be realized. For example, 1/4 to enter the right circularly polarized light
A normally black display can be realized by changing the setting of the wave plate 16.
【００３６】本実施例１では、入射光の偏光状態を変調
する液晶素子として、基板に対して液晶分子を平行配向
させたＥＣＢ方式の液晶層を採用したが、複屈折量を外
場によって制御できるものであれば、どのような方式の
ものを用いてもよく、例えば、基板に対して液晶分子が
垂直に配向したＥＣＢ方式や、液晶のねじれた分子配向
を利用したＴＮ方式またはＳＴＮ方式なども使用でき、
さらに、ＦＬＣの複屈折を利用した方式なども使用でき
るため、設計の自由度が増すという特徴を有している。In the first embodiment, an ECB type liquid crystal layer in which liquid crystal molecules are aligned parallel to a substrate is adopted as a liquid crystal element for modulating the polarization state of incident light, but the birefringence amount is controlled by an external field. Any method can be used as long as it can be used, for example, an ECB method in which liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to a substrate, a TN method or an STN method in which twisted molecular alignment of liquid crystal is used. Can also be used
Further, since a method utilizing the birefringence of FLC can be used, it has the feature of increasing the degree of freedom in design.
【００３７】また、本実施例１の反射型液晶表示素子に
光吸収層２５を形成しない場合には、背面にバックライ
トを配置した透過型の液晶表示素子が実現でき、その場
合は、反射型と補色の表示が実現できる。Further, when the light absorption layer 25 is not formed in the reflective liquid crystal display device of the first embodiment, a transmissive liquid crystal display device having a back light on the back surface can be realized, and in this case, the reflective liquid crystal display device is realized. And complementary color display can be realized.
【００３８】本実施例では、１枚の１／４波長板を用い
たが、広帯域にわたって円偏光光を得るためには、２
枚、あるいは３枚の位相差板を組み合わせて用いること
ができる。この構成とすると、コントラストが良い表示
が得られることを確認している。In the present embodiment, one 1/4 wavelength plate was used, but in order to obtain circularly polarized light over a wide band,
A single plate or a combination of three phase plates can be used. It has been confirmed that with this configuration, a display with good contrast can be obtained.
【００３９】以上により、本実施例１の構成によれば、
複屈折性を有する液晶層３によって入射直線偏光光を効
率的に円偏光光に変換できるため、外部光の半分が利用
でき、明るい表示が得られる。また、左円偏光光、右円
偏光光を入射することで、すべて反射またはすべて透過
に切り替えることができ、コントラストの良いフルカラ
ー表示が得られる。さらに、偏光状態を任意に変化でき
るため、中間調の表示も可能である。As described above, according to the configuration of the first embodiment,
Since the incident linearly polarized light can be efficiently converted into circularly polarized light by the liquid crystal layer 3 having birefringence, half of the external light can be used and a bright display can be obtained. Further, by inputting left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light, it is possible to switch to all reflection or all transmission, and a full-color display with good contrast can be obtained. Furthermore, since the polarization state can be arbitrarily changed, halftone display is possible.
【００４０】以下、本発明の第２の実施の形態につい
て、図２を参照しながら説明する。本発明に係る反射型
液晶表示装置の第２の実施の形態として、液晶として誘
電率異方性が負のネマチック液晶等を使用し、マイクロ
カラーフィルターを内蔵する液晶表示装置を挙げること
ができる。The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. As a second embodiment of the reflective liquid crystal display device according to the present invention, a liquid crystal display device using a nematic liquid crystal having a negative dielectric anisotropy as a liquid crystal and incorporating a micro color filter can be mentioned.
【００４１】実施例２の液晶表示装置１ｂは、図２に模
式的に示すように、上側透明基板１１ｂ、透明電極１２
ｂ、配向膜１３ｂ、マイクロカラーフィルター１４ｂ、
偏光子１５ｂ、１／４波長板１６ｂ、下側透明基板２１
ｂ、透明電極２２ｂ、配向膜２３ｂ、広帯域コレステリ
ック液晶ポリマーフィルム２４ｂ、光吸収層２５ｂ、液
晶層３ｂ、等からなる。The liquid crystal display device 1b of Example 2 has an upper transparent substrate 11b and a transparent electrode 12 as schematically shown in FIG.
b, alignment film 13b, micro color filter 14b,
Polarizer 15b, quarter wave plate 16b, lower transparent substrate 21
b, transparent electrode 22b, alignment film 23b, broadband cholesteric liquid crystal polymer film 24b, light absorbing layer 25b, liquid crystal layer 3b, and the like.
【００４２】透明基板１１ｂ、２１ｂは、所定間隔で配
されており、上側透明基板１１ｂ上にはマイクロカラー
フィルター１４ｂ、透明電極１２ｂ、さらに液晶分子の
配向膜１３ｂが順次設けられている。また、対向する下
側透明基板２１ｂ上には、可視波長域の光を反射する選
択反射層としての広帯域コレステリック液晶ポリマー層
２４ｂが設けられて、その上には透明電極２２ｂ、さら
に液晶分子の配向膜２３ｂが順次設けられている。広帯
域コレステリック液晶ポリマー層２４ｂは、可視光の波
長を反射するようにピッチが連続的に変化する物を用い
てある。配向膜１３ｂ、２３ｂ間には光学的な複屈折性
を示し、誘電率異方性が負の液晶３ｂが設けられて液晶
セルが構成されている。The transparent substrates 11b and 21b are arranged at a predetermined interval, and a micro color filter 14b, a transparent electrode 12b, and an alignment film 13b of liquid crystal molecules are sequentially provided on the upper transparent substrate 11b. In addition, a broadband cholesteric liquid crystal polymer layer 24b as a selective reflection layer that reflects light in the visible wavelength range is provided on the lower transparent substrate 21b facing the transparent electrode 22b, and the alignment of liquid crystal molecules. The film 23b is sequentially provided. The broadband cholesteric liquid crystal polymer layer 24b is made of a material whose pitch changes continuously so as to reflect the wavelength of visible light. A liquid crystal cell is formed by providing a liquid crystal 3b having an optical birefringence and a negative dielectric anisotropy between the alignment films 13b and 23b.
【００４３】さらに、透明基板１１ｂの入射側には、入
射光を直線偏光光に変換する偏光子１５ｂと１／４波長
板１６ｂが設けられており、透明基板２１ｂの出射側に
は、特定波長域の光を吸収する光吸収層２５ｂが設けら
れている。さらに、これら透明電極１２ｂ、２２ｂに所
定の電圧を印加し、偏光子１５ｂと１／４波長板１６ｂ
からの円偏光光が入射される液晶層３ｂの複屈折量を、
透明電極１２ｂ、２２ｂに印加される表示電圧による外
場である電界で制御することにより液晶層３ｂからの出
射光の偏光状態を変調して、広帯域コレステリック液晶
ポリマー層２４ｂからの反射光強度を変調制御する。以
上により、広帯域コレステリック液晶ポリマーと、複屈
折量を外場によって変化させることのできる液晶セルと
を組み合わせることにより、反射光強度を変調すること
ができる光学素子としての反射型液晶表示装置２ｂが構
成される。Further, a polarizer 15b for converting incident light into linearly polarized light and a quarter-wave plate 16b are provided on the incident side of the transparent substrate 11b, and a specific wavelength is provided on the emitting side of the transparent substrate 21b. A light absorption layer 25b that absorbs light in the region is provided. Further, a predetermined voltage is applied to these transparent electrodes 12b and 22b, and the polarizer 15b and the quarter-wave plate 16b
The birefringence amount of the liquid crystal layer 3b on which the circularly polarized light from
The intensity of light reflected from the broadband cholesteric liquid crystal polymer layer 24b is modulated by controlling the polarization state of the light emitted from the liquid crystal layer 3b by controlling the electric field which is an external field by the display voltage applied to the transparent electrodes 12b and 22b. Control. As described above, by combining the broadband cholesteric liquid crystal polymer and the liquid crystal cell whose birefringence amount can be changed by the external field, the reflective liquid crystal display device 2b as an optical element capable of modulating the reflected light intensity is configured. To be done.
【００４４】上記透明基板１１ｂの透明電極１２ｂと透
明基板１１ｂ間には、マイクロカラーフィルター１４ｂ
が配されている。このマイクロカラーフィルター１４ｂ
は、画素電極に対応するようにＲ、Ｇ、Ｂがストライプ
配列されてなるものである。本実施例の液晶表示装置１
ｂにおいては、一対の配向膜１３ｂ、２３ｂにより厚さ
方向に挟まれた液晶層３ｂを負の異方性を有するネガ型
のネマチック液晶により形成しており、透明電極１２
ｂ、２２ｂ間に電圧が印加されていない状態では液晶分
子はほぼ垂直方向に配向し、そして、透明電極１２ｂ、
２２ｂ間に電圧を印加すると基板に対して平行方向に配
向するようになされている。A micro color filter 14b is provided between the transparent electrode 12b and the transparent substrate 11b of the transparent substrate 11b.
Are arranged. This micro color filter 14b
Is a striped array of R, G and B corresponding to the pixel electrodes. Liquid crystal display device 1 of the present embodiment
In b, the liquid crystal layer 3b sandwiched in the thickness direction by the pair of alignment films 13b and 23b is formed of a negative type nematic liquid crystal having negative anisotropy, and the transparent electrode 12
In the state where no voltage is applied between b and 22b, the liquid crystal molecules are aligned in a substantially vertical direction, and the transparent electrodes 12b and
When a voltage is applied between 22b, it is oriented parallel to the substrate.
【００４５】なお、上記一対の配向膜１３ｂ、２３ｂは
垂直配向性を有するポリイミド等より構成される。The pair of alignment films 13b and 23b are made of polyimide having vertical alignment.
【００４６】この基本的な表示原理は、実施例１と同じ
である。本実施例の液晶表示装置１ｂにおいては、液晶
層３ｂに電圧が印加されていない場合には、液晶層中の
液晶分子が透明基板１１ｂ及び対向基板２１ｂの面内方
向に対して垂直に配向しており、入射光は偏光子１５ｂ
と１／４波長板１６ｂにより円偏光光に変換され、液晶
層３ｂによる複屈折を受けることなく、固定化された広
帯域コレステリック液晶ポリマー層２４ｂの巻き方向と
同方向となるようにして入射し、散乱反射さてしまい、
「白」が表示されることとなる。なお、本実施例の液晶
表示装置１ｂにおいては、マイクロカラーフィルター１
４ｂが設けられているため、カラー表示がなされる。一
方、液晶層３ｂに電圧が印加されている場合には、入射
光が偏光板１５ｂと１／４波長板１６ｂにより円偏光光
に変換され、液晶層３ｂによる複屈折効果で、逆回りの
円偏光光となるため、固定化された広帯域コレステリッ
ク液晶ポリマー層２４ｂの巻き方向と逆方向となるよう
にして入射し固定化されたコレステリック液晶ポリマー
層２４ｂを透過し、光吸収層２５ｂに吸収されて、
「黒」が表示されることとなる。本実施例では、液晶層
のリターデーションとして３００ｎｍを用いたが、大き
なリターデーションを用いると急峻性が向上し、単純マ
トリックス駆動が可能となる。The basic display principle is the same as that of the first embodiment. In the liquid crystal display device 1b of this embodiment, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 3b, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned perpendicular to the in-plane directions of the transparent substrate 11b and the counter substrate 21b. And the incident light is the polarizer 15b.
And is converted into circularly polarized light by the quarter-wave plate 16b and is incident in the same direction as the winding direction of the fixed broadband cholesteric liquid crystal polymer layer 24b without being birefringent by the liquid crystal layer 3b. Scattered and reflected,
“White” will be displayed. In the liquid crystal display device 1b of this embodiment, the micro color filter 1 is used.
Since 4b is provided, color display is performed. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal layer 3b, the incident light is converted into circularly polarized light by the polarizing plate 15b and the quarter-wave plate 16b, and the bidirectional refraction effect is generated by the liquid crystal layer 3b. Since it becomes polarized light, it is incident in a direction opposite to the winding direction of the fixed broadband cholesteric liquid crystal polymer layer 24b, passes through the fixed cholesteric liquid crystal polymer layer 24b, and is absorbed by the light absorption layer 25b. ,
“Black” will be displayed. In this example, 300 nm was used as the retardation of the liquid crystal layer, but if a large retardation is used, the steepness is improved and simple matrix driving becomes possible.
【００４７】本実施例においては、高明度化されたカラ
ーフィルタ１４ｂを配置した。本実施例では、光吸収タ
イプのカラーフィルター層１４ｂの一例として、顔料分
散方式のカラーフィルターを以下のようにして作製す
る。透明な感光性樹脂の中に赤色の顔料が均一に分散さ
れた感光性着色レジストをガラス基板上に塗布する。具
体的には、富士ハントエレクトロニクステクノロジー
（株）社製のＣＲ２０００を用い、スピンコート法によ
り６５０回転／分で２．０μｍ厚の膜を形成する。その
後、８０℃でプリベークし、所定のマスクを用いて露
光、現像し、最後に２２０℃で３０分間ベークし、赤の
パターンを形成する。さらに、富士フィルムオーリン株
式会社製のＣＧ２０００、ＣＢ２０００、ＣＫ２０００
を同じプロセスにて、それぞれ緑、青及び黒のパターン
を形成し、カラーフィルター層１４ｂを形成する。さら
に、カラーフィルター層１４ｂとして用いた吸収タイプ
のカラーフィルターには、ゼラチン染色方法、電着法、
印刷法等の各種方式が適用可能である。このカラーフィ
ルタには、各画素間に色の混合を防止し、画素電極間の
電圧未印加部や電界乱れに伴う暗表示での反射光のもれ
を防止するブラックマトリクス（図中省略）を配してい
る。ブラックマトリクスは、ここに入射する光がすでに
概ね円偏光光になつており、ブラックマトリクスによる
反射光は出射時に再度光学位相差補償板の作用を受け偏
光板に吸収されるため、低コストの金属膜等を用いても
ブラックマトリクスが反射光を生じて視認性を悪化させ
ることはなかったが、さらに低反射処理を行うとより高
コントラストな表示に好適であるであることは言うまで
もない。また、ブラックマトリクスが無くても良い。さ
らに上側基板の透明電極等の界面反射は全て吸収される
ため、コントラストは高くなることを確認している。In this embodiment, the color filter 14b having high brightness is arranged. In this embodiment, as an example of the light absorption type color filter layer 14b, a pigment dispersion type color filter is manufactured as follows. A photosensitive colored resist in which a red pigment is uniformly dispersed in a transparent photosensitive resin is applied on a glass substrate. Specifically, using CR2000 manufactured by Fuji Hunt Electronics Technology Co., Ltd., a film having a thickness of 2.0 μm is formed by spin coating at 650 rpm. After that, prebaking is performed at 80 ° C., exposure and development are performed using a predetermined mask, and finally baking is performed at 220 ° C. for 30 minutes to form a red pattern. Furthermore, CG2000, CB2000, CK2000 manufactured by Fuji Film Orin Co., Ltd.
In the same process, green, blue and black patterns are formed respectively to form the color filter layer 14b. Further, the absorption type color filter used as the color filter layer 14b includes a gelatin dyeing method, an electrodeposition method,
Various methods such as a printing method can be applied. This color filter has a black matrix (omitted in the figure) that prevents color mixing between pixels and prevents leakage of reflected light in dark display due to unapplied voltage between pixel electrodes and electric field disturbance. It is arranged. In the black matrix, the light incident on the black matrix is already approximately circularly polarized light, and the light reflected by the black matrix is absorbed by the polarizing plate due to the action of the optical phase difference compensating plate again at the time of emission. Even if a film or the like was used, the black matrix did not generate reflected light and deteriorate visibility, but it goes without saying that further low-reflection processing is suitable for display with higher contrast. Further, the black matrix may be omitted. Furthermore, it has been confirmed that the contrast is increased because all the interface reflections of the transparent electrode of the upper substrate are absorbed.
【００４８】なお、本例の液晶表示装置においては、反
射型であることから低消費電力化が達成できることは言
うまでもない。It is needless to say that the liquid crystal display device of this embodiment can achieve low power consumption because it is of a reflective type.
【００４９】上記実施例１〜２では、コレステリック液
晶ポリマーを選択反射層に用いたが、コレステリック液
晶又はカイラルネマティック液晶又はカイラルスメクテ
ィック液晶を含みそれをフィルム化あるいはマイクロカ
プセル化した上記液晶あるいは液晶性高分子を用いても
同様な効果を確認している。In the above-mentioned Examples 1 and 2, the cholesteric liquid crystal polymer was used for the selective reflection layer. However, the above-mentioned liquid crystal or liquid crystal having a cholesteric liquid crystal, a chiral nematic liquid crystal or a chiral smectic liquid crystal or a microcapsule was used. Similar effects have been confirmed using molecules.
【００５０】何れの実施例１〜２では、複屈折量を外場
によって制御できる液晶表示方式として平行配向あるい
は垂直配向したＥＣＢ方式の液晶セルを採用したが、同
様の効果を有する液晶表示方式としてＳＴＮ方式を用い
ても同様の効果が得られ、単純マトリクス駆動による大
容量表示が可能になるという優れた効果の発揮する。ま
た、複屈折性を示し、複屈折量を外場によって制御でき
るものであれば液晶に限らず、例えばＰＬＺＴやニオブ
酸リチウムなどの光学結晶に透明電極を形成し、電圧を
印加して複屈折量を可変することで同様の効果が得られ
る。さらにこの場合は、高速で動作させることが可能と
なり、また、メモリ性も有するという優れた特徴をも発
揮する。In each of Examples 1 and 2, the ECB type liquid crystal cell having the parallel alignment or the vertical alignment was adopted as the liquid crystal display system capable of controlling the birefringence amount by the external field, but as the liquid crystal display system having the same effect. Even if the STN method is used, the same effect can be obtained, and an excellent effect that a large-capacity display by simple matrix drive is possible is exhibited. Further, as long as it exhibits birefringence and the amount of birefringence can be controlled by an external field, it is not limited to liquid crystal, and a transparent electrode is formed on an optical crystal such as PLZT or lithium niobate, and a voltage is applied to cause birefringence The same effect can be obtained by changing the amount. Further, in this case, it is possible to operate at high speed, and the excellent characteristics of having a memory property are also exhibited.
【００５１】以上説明したように、偏光板と１／４波長
板を利用して円偏光光を入射させ、液晶の複屈折性を利
用して偏光状態を電場で変化させることにより表示を行
うため、種々の方式の表示モードが使用でき、設計の自
由度が増すだけではなく、選択反射層としての例えばコ
レステリック反射層に入射する偏光状態を制御すること
で反射光強度を変調することができ、また、偏光子を１
枚しか必要とせず、明るいフルカラー表示が得られる。As described above, since the circularly polarized light is made incident by using the polarizing plate and the quarter-wave plate and the polarization state is changed by the electric field by utilizing the birefringence of the liquid crystal, the display is performed. , Various display modes can be used, and not only the degree of freedom in design is increased, but also the reflected light intensity can be modulated by controlling the polarization state incident on, for example, the cholesteric reflection layer as the selective reflection layer, In addition, 1 polarizer
A bright full-color display is obtained, requiring only one sheet.
【００５２】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、薄型軽量、低消費電力
で、光の利用効率が良く、高コントラストを確保し、広
い色再現性を示す反射型液晶表示装置を得ることができ
る。According to the present invention, it is possible to obtain a reflective liquid crystal display device which is thin and lightweight, has low power consumption, has good light utilization efficiency, ensures high contrast, and exhibits wide color reproducibility.
【図１】実施例１における液晶表示装置の構成を示す断
面説明図。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment.
【図２】実施例２における液晶表示装置の構成を示す断
面説明図。FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of a liquid crystal display device in Example 2.
【図３】従来の液晶表示装置の構成例を示す断面説明
図。FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration example of a conventional liquid crystal display device.
１ 第１の反射型液晶表示装置 １ｂ 第２の反射型液晶表示装置 １１、１１ｂ 上側透明基板 １２、１２ｂ 透明電極 １３、１３ｂ 配向膜 １４ｂ マイクロカラーフィルター １５、１５ｂ 偏光子 １６、１６ｂ １／４波長板 ２１、２１ｂ 下側透明基板 ２２、２２ｂ 透明電極 ２３、２３ｂ 配向膜 ２４ コレステリック液晶ポリマーフィルム ２４ｂ 広帯域コレステリック液晶ポリマーフィルム ２５、２５ｂ 光吸収層 ３ 液晶層 1 First reflective liquid crystal display device 1b Second reflective liquid crystal display device 11, 11b Upper transparent substrate 12, 12b Transparent electrode 13, 13b Alignment film 14b Micro color filter 15,15b Polarizer 16, 16b 1/4 wave plate 21, 21b Lower transparent substrate 22, 22b Transparent electrode 23, 23b Alignment film 24 Cholesteric liquid crystal polymer film 24b Broadband Cholesteric Liquid Crystal Polymer Film 25, 25b light absorption layer 3 Liquid crystal layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−130424（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−167718（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−44890（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−305219（ＪＰ，Ａ) 特開2000−258760（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-6-130424 (JP, A) JP-A-6-167718 (JP, A) JP-A-11-44890 (JP, A) JP-A-11- 305219 (JP, A) JP 2000-258760 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13-1/141
Claims (6)
換手段と、特定偏光成分の光のみ選択的に反射する選択
反射層と、該選択反射層の後方に設けられ、前記選択反
射層を透過した光を吸収する光吸収層と、前記偏光変換
手段と選択反射層との間に設けられ、光学的な複屈折性
を示す液晶層と、該液晶層の複屈折量を電場で制御する
ことにより液晶層からの出射光の偏光状態を変調して、
選択反射層からの反射光強度を変調させる変調制御手段
と、を備える反射型液晶表示装置。1. A polarization conversion means for converting incident light into substantially circularly polarized light, a selective reflection layer for selectively reflecting only light of a specific polarization component, and a selective reflection layer provided behind the selective reflection layer.
A light absorbing layer that absorbs light transmitted through the reflective layer, a liquid crystal layer that is provided between the polarization conversion means and the selective reflection layer and exhibits optical birefringence, and the amount of birefringence of the liquid crystal layer The polarization state of the light emitted from the liquid crystal layer is modulated by controlling the
A reflection type liquid crystal display device, comprising: a modulation control unit that modulates the intensity of light reflected from the selective reflection layer.
長域を反射するように平列に設定されるか、もしくは可
視光領域に渡り反射するように設定される請求項１記載
の反射型液晶表示装置。Wherein said selective reflection layer, the reflection of two or more different or are set to parallelism to reflect the wavelength range, or according to claim 1 which is set to reflect over the visible light region Type liquid crystal display device.
なくとも１枚の位相差板とからなる請求項１又は２に記
載の反射型液晶表示装置。3. The reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polarization conversion means comprises one polarizing plate and at least one retardation plate.
１／２波長の位相差を発現させるように設定され、選択
反射層の上での偏光状態を入射した円偏光とその逆回り
の円偏光との２つの状態に変換する請求項１〜３のいず
れか１項に記載の反射型液晶表示装置。4. The liquid crystal layer is set so as to exhibit a phase difference of ½ wavelength at an arbitrary applied voltage, and the polarization state on the selective reflection layer is circularly polarized light and circularly polarized light in the opposite direction. The reflective liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflective liquid crystal display device is converted into two states of polarized light.
晶、カイラルネマティック液晶又はカイラルスメクティ
ック液晶を含み、それをフィルム化あるいはマイクロカ
プセル化した上記液晶あるいは液晶性高分子を用いる請
求項１〜４のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装
置。5. The selective reflection layer contains cholesteric liquid crystal, chiral nematic liquid crystal or chiral smectic liquid crystal, and the liquid crystal or liquid crystalline polymer is used in the form of film or microcapsule. Item 2. The reflective liquid crystal display device according to item 1.
あるいは偏光板と１／４波長板とから構成される請求項
１〜５のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。6. Before Symbol light absorbing layer includes or black resin,
Alternatively, the reflective liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5, which includes a polarizing plate and a quarter-wave plate.
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