JP2003075829A - Reflection type liquid crystal device and electronic instrument - Google Patents

Reflection type liquid crystal device and electronic instrument

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JP2003075829A
JP2003075829A JP2001267691A JP2001267691A JP2003075829A JP 2003075829 A JP2003075829 A JP 2003075829A JP 2001267691 A JP2001267691 A JP 2001267691A JP 2001267691 A JP2001267691 A JP 2001267691A JP 2003075829 A JP2003075829 A JP 2003075829A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal layer
light
reflective
substrate
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Withdrawn
Application number
JP2001267691A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Maeda
強 前田
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type liquid crystal device with which bright display can be realized and which has excellent contrast and display quality. SOLUTION: A reflection type liquid crystal device 10 displays images by switching a liquid crystal layer into a uniform state or a focal conic state. A reflection type hologram color filter 22 provided with hologram elements 22R, 22G and 22B which transmit light made incident from the direction nearly equal to the incidence direction of light made incident on an element substrate 30 and which reflect light of a specific wavelength made incident to the liquid crystal layer and diffracted by the liquid crystal layer when the liquid crystal layer is in the focal conic state is formed on the liquid crystal layer side of a counter substrate 20 positioned on the side opposite to a light incident side among a pair of substrates disposed opposite to each other having the liquid crystal layer interposed there between, and a light absorbing body 24 is formed on the side opposite to the light incident side of the reflection type hologram color filter 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、明るい表示を実現
することができると共に、コントラストに優れ、表示品
質に優れた反射型液晶装置、及びこの反射型液晶装置を
備えた電子機器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective liquid crystal device capable of realizing a bright display, excellent in contrast and excellent in display quality, and an electronic apparatus equipped with the reflective liquid crystal device. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、液晶装置として、太陽光等の
外光が観察者側から液晶装置内に入射し、液晶装置内で
反射された後、観察者側に出射されて表示を行う反射型
液晶装置が知られている。しかしながら、従来の反射型
液晶装置では、液晶装置に入射した光の約55%が液晶
装置の観察者側に設けられた偏光子によって吸収されて
しまうため、バックライトを内蔵し、バックライトから
出射される光により表示を行う透過型液晶装置に比較し
て、表示の明るさが劣るという問題点があった。また、
偏光子を備えた従来の反射型液晶装置では、液晶の複屈
折性を利用して、偏光子を透過する光、透過しない光を
制御していたため、黒表示時に青色光等の色光が観察者
側に出射され、純粋な黒表示を得ることができない場合
があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid crystal device, external light such as sunlight enters the liquid crystal device from the observer side, is reflected in the liquid crystal device, and then is emitted to the observer side to perform display. Type liquid crystal devices are known. However, in the conventional reflection type liquid crystal device, about 55% of the light incident on the liquid crystal device is absorbed by the polarizer provided on the observer side of the liquid crystal device, so that a backlight is built in and emitted from the backlight. There is a problem in that the brightness of the display is inferior to that of a transmissive liquid crystal device that displays by the generated light. Also,
In a conventional reflective liquid crystal device equipped with a polarizer, the birefringence of the liquid crystal was used to control the light that passed through the polarizer and the light that did not pass through it. In some cases, the light was emitted to the side, and pure black display could not be obtained.

【0003】そこで、近年、偏光子を用いずに表示を行
うことができ、表示の明るさを向上することができる反
射型液晶装置として、液晶層を光散乱状態と光透過状態
とにスイッチングすることにより、表示を行う反射型液
晶装置(以下、「散乱型の反射型液晶装置」と称す。)
が提案されており、例えば、高分子分散型液晶(PDL
C)からなる液晶層を備えた高分子分散型の反射型液晶
装置が知られている。
Therefore, in recent years, a liquid crystal layer is switched between a light-scattering state and a light-transmitting state as a reflection type liquid crystal device capable of displaying without using a polarizer and improving the brightness of the display. Thus, a reflective liquid crystal device that performs display (hereinafter, referred to as "scattering reflective liquid crystal device").
Has been proposed, for example, polymer dispersed liquid crystal (PDL)
A polymer dispersion type reflective liquid crystal device having a liquid crystal layer composed of C) is known.

【0004】このような散乱型の反射型液晶装置におい
ては、液晶層が光散乱状態の時に白表示を行い、液晶層
が光透過状態の時に黒表示を行うことができる。すなわ
ち、液晶層が光散乱状態の時には、種々の方向から入射
した光が液晶層内において散乱されて、種々の方向に出
射されるため、観察者の観察方向に出射される光量が多
く、白表示を行うことができる。一方、液晶層が光透過
状態の時に黒表示を行うために、液晶層を透過した光を
吸収する光吸収体を設ける構成、あるいは液晶層を透過
した光を反射する光反射体を設ける構成のいずれかの構
成を採用している。前者の構成によれば、観察者側に出
射される光がないため、黒表示を行うことができる。こ
れに対して、後者の構成によれば、反射方向が観察者の
観察方向と一致した光のみを視認することができ、観察
者に視認される光量が少ないため、黒表示を行うことが
できる。
In such a scattering type reflection type liquid crystal device, white display can be performed when the liquid crystal layer is in the light scattering state, and black display can be performed when the liquid crystal layer is in the light transmitting state. That is, when the liquid crystal layer is in the light-scattering state, light incident from various directions is scattered in the liquid crystal layer and is emitted in various directions. Therefore, a large amount of light is emitted in the observation direction of the observer, and white light is emitted. The display can be done. On the other hand, in order to perform black display when the liquid crystal layer is in a light transmitting state, a structure is provided in which a light absorber that absorbs light that has passed through the liquid crystal layer is provided, or a light reflector that reflects light that has passed through the liquid crystal layer is provided. Uses either configuration. According to the former configuration, since there is no light emitted to the observer side, black display can be performed. On the other hand, according to the latter configuration, only the light whose reflection direction matches the observation direction of the observer can be visually recognized, and the amount of light visually recognized by the observer is small, so that black display can be performed. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】光吸収体を設けて黒表
示を行う散乱型の反射型液晶装置では、液晶層が光透過
状態の時に、観察者側に光が出射されないため、輝度の
低い黒表示を実現することができるものの、液晶層が光
散乱状態の時には、液晶層により観察者と反対側に散乱
された光が光吸収体により吸収されてしまうため、白表
示の輝度が低下し、その結果、表示の明るさやコントラ
ストが低下するという問題点があった。
In a scattering type reflection type liquid crystal device for providing a black display by providing a light absorber, when the liquid crystal layer is in the light transmitting state, light is not emitted to the observer side, so that the brightness is low. Although black display can be realized, when the liquid crystal layer is in a light-scattering state, the light scattered by the liquid crystal layer on the side opposite to the observer is absorbed by the light absorber, so the brightness of white display decreases. As a result, there is a problem that the brightness and contrast of the display are lowered.

【0006】また、光反射体を設けて黒表示を行う散乱
型の反射型液晶装置では、液晶層が光散乱状態の時に、
液晶層により観察者側と反対側に散乱された光が光反射
体により反射され、観察者側に出射されるので、輝度の
高い(明るい)、いわゆるペーパーホワイト状の白表示
を実現することができるものの、液晶層が光透過状態の
時にも、液晶層を透過した光の一部が光反射体により反
射されて観察者側に出射されるので、外光の輝度が高い
と黒表示の輝度が高くなり、その結果、コントラストが
低下するという問題点があった。また、液晶層が光透過
状態の時に、外光の輝度が高いと、光反射体に観察者の
顔が映るなどして、表示品質が低下することもあった。
Further, in a scattering type reflection type liquid crystal device for providing a black display by providing a light reflector, when the liquid crystal layer is in a light scattering state,
The light scattered by the liquid crystal layer on the side opposite to the viewer side is reflected by the light reflector and emitted to the viewer side, so that white display with high brightness (brightness), so-called paper white, can be realized. Although it is possible, even when the liquid crystal layer is in the light transmitting state, a part of the light transmitted through the liquid crystal layer is reflected by the light reflector and is emitted to the observer side. However, there is a problem in that the contrast is lowered as a result. Further, when the liquid crystal layer is in the light transmitting state, if the brightness of the external light is high, the face of the observer may be reflected on the light reflector, and the display quality may be deteriorated.

【0007】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであり、明るい表示を実現することができると
共に、コントラストに優れ、表示品質に優れた反射型液
晶装置、及びこの反射型液晶装置を備えた電子機器を提
供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to realize a bright display and to provide a reflective liquid crystal device which is excellent in contrast and display quality, and this reflective liquid crystal device. It is an object of the present invention to provide an electronic device equipped with.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決するべく検討を行った結果、以下の本発明の反射型液
晶装置を発明するに到った。本発明の反射型液晶装置
は、対向配置された第1の基板と第2の基板と、これら
一対の基板間に挟持された液晶層とを具備する反射型液
晶装置において、前記液晶層をフォーカルコニック状態
とユニフォーム状態とにスイッチングすることが可能で
あると共に、前記第1の基板側が光入射側であり、前記
第2の基板の液晶層側に、前記第1の基板に入射する光
の入射方向と略同一方向から入射した光については透過
し、前記液晶層がフォーカルコニック状態の時に、前記
液晶層に入射し、前記液晶層により回折された特定波長
の光については反射する複数種類の反射素子を具備して
なり、異なる種類の反射素子は異なる波長の光を反射す
る、反射型カラーフィルタが形成され、該反射型カラー
フィルタの光入射側と反対側に光吸収体が形成されてい
ることを特徴とする。
As a result of studies to solve the above problems, the present inventor has invented the following reflective liquid crystal device of the present invention. The reflection type liquid crystal device of the present invention is a reflection type liquid crystal device including a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. It is possible to switch between a conic state and a uniform state, and the first substrate side is a light incident side, and the light incident on the first substrate is incident on the liquid crystal layer side of the second substrate. A plurality of types of reflection that transmits light that is incident from substantially the same direction as that of the light that is transmitted, and that is incident on the liquid crystal layer when the liquid crystal layer is in the focal conic state and that reflects light of a specific wavelength diffracted by the liquid crystal layer. A reflective color filter is provided, wherein different types of reflective elements reflect light of different wavelengths, and a light absorber is formed on the side opposite to the light incident side of the reflective color filter. And wherein the are.

【0009】本明細書において、「液晶層がフォーカル
コニック状態である」とは、液晶層内の全体に渡って液
晶分子が螺旋状に捻れて配列していると共に、すべての
液晶分子の螺旋軸が略同一方向に揃っており、その方向
が、第1の基板(第2の基板)の表面の法線方向に対し
て非平行方向である状態を意味している。また、「液晶
層がユニフォーム状態である」とは、液晶層内のすべて
の液晶分子の長軸方向が略同一方向に揃っている状態を
意味している。
In the present specification, "the liquid crystal layer is in the focal conic state" means that the liquid crystal molecules are helically twisted and aligned throughout the entire liquid crystal layer, and the helical axes of all the liquid crystal molecules are arranged. Are aligned in substantially the same direction, and that direction is a direction that is non-parallel to the normal direction of the surface of the first substrate (second substrate). Further, "the liquid crystal layer is in a uniform state" means a state in which the major axis directions of all liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned in substantially the same direction.

【0010】図6に、螺旋軸が基板面に対して平行な時
のフォーカルコニック状態の液晶層を光入射側から見た
時の平面図を模式的に示し、この図に基づいて、フォー
カルコニック状態の液晶層の性質について説明する。な
お、図6は、液晶分子100が図示左方向から図示右方
向に向けて螺旋状に捻れて配列している状態を示す図で
あり、符号100a、100bは、各々、液晶分子10
0の中で、長軸方向が基板面に対して水平な液晶分子、
垂直な液晶分子を示している。
FIG. 6 schematically shows a plan view of the liquid crystal layer in the focal conic state when the spiral axis is parallel to the substrate surface, as seen from the light incident side. Based on this figure, the focal conic state is shown. The properties of the liquid crystal layer in the state will be described. 6 is a diagram showing a state in which the liquid crystal molecules 100 are twisted and arranged in a spiral shape from the left direction in the drawing toward the right direction in the drawing, and reference numerals 100a and 100b respectively denote the liquid crystal molecules 10.
0, liquid crystal molecules whose major axis direction is horizontal to the substrate surface,
Shows vertical liquid crystal molecules.

【0011】螺旋軸が基板面に対して平行な状態では、
液晶層内において、液晶分子100の長軸方向と基板面
とのなす角が0〜45°である領域110と、液晶分子
100の長軸方向と基板面とのなす角が45〜90°で
ある領域120とが交互に繰り返されている。液晶分子
100は、長軸側と短軸側とで異なる屈折率を示す複屈
折性を有するので、液晶層の有効屈折率は、液晶分子1
00の長軸方向と基板面とのなす角が0〜45°である
領域110と、液晶分子100の長軸方向と基板面との
なす角が45〜90°である領域120とで、異なる値
n1、n2を示す。このように、螺旋軸が基板面に対し
て平行な状態では、液晶層は、有効屈折率の異なる領域
110と120とが微細なピッチで交互に繰り返されて
いる状態であるので、回折格子として機能する。そのた
め、液晶層に入射した光は液晶層により回折され、入射
方向と異なる方向に出射される。以上の現象は、螺旋軸
が基板面に対して平行の時に限らず、螺旋軸が基板面の
法線方向に対して非平行方向の時に同様に起こる。
When the spiral axis is parallel to the substrate surface,
In the liquid crystal layer, the region 110 in which the angle between the long axis direction of the liquid crystal molecule 100 and the substrate surface is 0 to 45 °, and the angle between the long axis direction of the liquid crystal molecule 100 and the substrate surface is 45 to 90 °. A certain area 120 is alternately repeated. Since the liquid crystal molecule 100 has birefringence exhibiting different refractive indices on the major axis side and the minor axis side, the effective refractive index of the liquid crystal layer is
The region 110 in which the angle between the long axis direction of 00 and the substrate surface is 0 to 45 ° and the region 120 in which the angle between the long axis direction of the liquid crystal molecules 100 and the substrate surface is 45 to 90 ° are different. The values n1 and n2 are shown. As described above, in the state where the spiral axis is parallel to the substrate surface, the liquid crystal layer is in a state in which the regions 110 and 120 having different effective refractive indices are alternately repeated at a fine pitch. Function. Therefore, the light incident on the liquid crystal layer is diffracted by the liquid crystal layer and emitted in a direction different from the incident direction. The above phenomenon occurs not only when the spiral axis is parallel to the substrate surface but also when the spiral axis is in a direction not parallel to the normal line direction of the substrate surface.

【0012】これに対して、液晶層がユニフォーム状態
の時には、液晶層内のすべての液晶分子の長軸方向が略
同一方向に揃っている状態であるので、液晶層の有効屈
折率は層内において均一であり、液晶層に入射した光は
回折されずに出射される。したがって、液晶層に入射し
た光は、入射方向と略同一方向に出射される。
On the other hand, when the liquid crystal layer is in the uniform state, the major axis directions of all the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer are aligned in substantially the same direction, so that the effective refractive index of the liquid crystal layer is within the layer. The light incident on the liquid crystal layer is emitted without being diffracted. Therefore, the light incident on the liquid crystal layer is emitted in the substantially same direction as the incident direction.

【0013】本発明の反射型液晶装置は、このように、
液晶層をフォーカルコニック状態とユニフォーム状態と
にスイッチングすることにより、白黒表示とカラー表示
を行うことができる。
Thus, the reflection type liquid crystal device of the present invention is as follows.
Black and white display and color display can be performed by switching the liquid crystal layer between the focal conic state and the uniform state.

【0014】1ドットに着目した場合、液晶層がユニフ
ォーム状態の時には、第1の基板から液晶層に入射した
光は、液晶層により回折されず、入射方向と略同一方向
に出射されるが、第2の基板の液晶層側には、第1の基
板に入射する光の入射方向と略同一方向から入射した光
を透過する反射素子を具備する反射型カラーフィルタが
設けられているので、反射型カラーフィルタの反射素子
に入射した光は、その波長に関係なく、反射素子を透過
し、反射素子の光入射側と反対側に設けられた光吸収体
により吸収される。したがって、液晶層がユニフォーム
状態の時には、観察者側に出射される光がないため、黒
を表示することができる。
Focusing on one dot, when the liquid crystal layer is in a uniform state, the light incident on the liquid crystal layer from the first substrate is not diffracted by the liquid crystal layer and is emitted in the same direction as the incident direction. On the liquid crystal layer side of the second substrate, a reflection type color filter having a reflection element that transmits the light incident from the same direction as the incident direction of the light incident on the first substrate is provided. Light incident on the reflective element of the mold color filter is transmitted through the reflective element regardless of its wavelength and is absorbed by a light absorber provided on the side opposite to the light incident side of the reflective element. Therefore, when the liquid crystal layer is in a uniform state, there is no light emitted to the observer side, so that black can be displayed.

【0015】同じく1ドットに着目した場合、液晶層が
フォーカルコニック状態の時には、液晶層に入射した光
は、液晶層により回折され、入射方向と異なる方向に出
射されて、反射型カラーフィルタの反射素子に入射す
る。ここで、反射型カラーフィルタの反射素子は、液晶
層がフォーカルコニック状態の時に、液晶層に入射し、
液晶層により回折された特定波長の光を反射するように
構成されている。したがって、液晶層がフォーカルコニ
ック状態の時には、液晶層により回折された特定波長の
光が、反射素子により反射されて観察者側に出射され、
その色を表示することができる。
Similarly, when focusing on one dot, when the liquid crystal layer is in the focal conic state, the light incident on the liquid crystal layer is diffracted by the liquid crystal layer and emitted in a direction different from the incident direction, and reflected by the reflection type color filter. It is incident on the element. Here, the reflective element of the reflective color filter enters the liquid crystal layer when the liquid crystal layer is in the focal conic state,
It is configured to reflect light of a specific wavelength diffracted by the liquid crystal layer. Therefore, when the liquid crystal layer is in the focal conic state, the light of the specific wavelength diffracted by the liquid crystal layer is reflected by the reflective element and emitted to the observer side,
The color can be displayed.

【0016】以上、1ドットに着目して説明したが、異
なる色光(異なる波長の光)を反射する複数種類の反射
素子を各々ドットに対応して設け、ドット毎に液晶層を
フォーカルコニック状態とユニフォーム状態とにスイッ
チングし、複数ドットで1画素の表示を行うことによ
り、白黒表示とカラー表示が可能になる。例えば、赤色
光、緑色光、青色光を反射する3種類の反射素子を各々
ドットに対応して設け、ドット毎に液晶層をフォーカル
コニック状態とユニフォーム状態とにスイッチングし、
3ドットで1画素の表示を行う場合、3ドットのうち、
すべてのドットの液晶層をユニフォーム状態とすること
により黒表示が可能となり、1ドット若しくは2ドット
の液晶層をフォーカルコニック状態とすることによりカ
ラー表示が可能になり、すべてのドットの液晶層をフォ
ーカルコニック状態とすることにより白表示が可能にな
る。
Although the above description has focused on one dot, a plurality of types of reflective elements that reflect different colored lights (lights of different wavelengths) are provided for each dot, and the liquid crystal layer is set to the focal conic state for each dot. By switching to the uniform state and displaying one pixel with a plurality of dots, monochrome display and color display are possible. For example, three types of reflective elements that reflect red light, green light, and blue light are provided for each dot, and the liquid crystal layer is switched between the focal conic state and the uniform state for each dot.
When displaying 1 pixel with 3 dots, of 3 dots,
Black display is possible by setting the liquid crystal layer of all dots to the uniform state, and color display is possible by setting the liquid crystal layer of 1 dot or 2 dots to the focal conic state, and the liquid crystal layer of all dots is focal. White display is possible by setting the conic state.

【0017】このように、本発明の反射型液晶装置によ
れば、光を吸収する偏光子を用いずに表示を行うことが
できるので、明るい(輝度の高い)カラー表示及び白表
示を実現することができる。また、本発明の反射型液晶
装置では、反射型カラーフィルタにより特定波長の光を
反射させてカラー表示を行うため、光吸収型である従来
の顔料分散型のカラーフィルタを用いる場合に比較し
て、色純度の高い鮮やかなカラー表示を得ることができ
る。一方、液晶層がユニフォーム状態の時には、液晶層
に入射した光が光吸収体により吸収され、観察者側に出
射される光がないため、輝度が低く、かつ純粋な黒表示
を得ることができる。また、液晶層に入射した光は反射
型カラーフィルタにより反射されないため、表示面に観
察者の顔が映る等の恐れもない。
As described above, according to the reflective liquid crystal device of the present invention, display can be performed without using a polarizer that absorbs light, so that bright (high brightness) color display and white display are realized. be able to. Further, in the reflection type liquid crystal device of the present invention, since light of a specific wavelength is reflected by the reflection type color filter to perform color display, compared with the case of using a conventional pigment dispersion type color filter which is a light absorption type. It is possible to obtain a vivid color display with high color purity. On the other hand, when the liquid crystal layer is in a uniform state, light incident on the liquid crystal layer is absorbed by the light absorber and no light is emitted to the observer side, so that it is possible to obtain pure black display with low brightness. . Further, since the light incident on the liquid crystal layer is not reflected by the reflective color filter, there is no fear that the face of an observer is reflected on the display surface.

【0018】したがって、本発明によれば、明るい表示
を実現することができると共に、コントラストに優れ、
表示品質に優れた、白黒表示とカラー表示が可能な反射
型液晶装置を提供することができる。
Therefore, according to the present invention, a bright display can be realized, and the contrast is excellent.
It is possible to provide a reflective liquid crystal device which is excellent in display quality and can perform monochrome display and color display.

【0019】また、本発明の反射型液晶装置において、
ネマティック液晶にカイラル剤を添加したカイラルネマ
ティック液晶やコレステリック液晶により液晶層を構成
することにより、液晶層をフォーカルコニック状態とユ
ニフォーム状態とにスイッチングすることができる。分
子長軸側が分極しやすいポジ型のカイラルネマティック
液晶やコレステリック液晶を用いた場合には、電圧無印
加時に、液晶分子が螺旋状に捻れて配列するので、フォ
ーカルコニック状態を得ることができ、電圧印加時に、
第1の基板と第2の基板間に発生した縦電界に沿うよう
に液晶分子が配列を変更するので、ユニフォーム状態を
得ることができ、液晶層を簡易にフォーカルコニック状
態とユニフォーム状態とにスイッチングすることができ
る。
In the reflective liquid crystal device of the present invention,
The liquid crystal layer can be switched between the focal conic state and the uniform state by configuring the liquid crystal layer with a chiral nematic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal in which a chiral agent is added to the nematic liquid crystal. When a positive chiral nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal whose molecular long axis is easily polarized is used, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are twisted and arranged in a spiral shape, so a focal conic state can be obtained. When applied,
Since the alignment of liquid crystal molecules is changed along the vertical electric field generated between the first substrate and the second substrate, a uniform state can be obtained, and the liquid crystal layer can be easily switched between the focal conic state and the uniform state. can do.

【0020】このように、液晶層を簡易にフォーカルコ
ニック状態とユニフォーム状態とにスイッチングするこ
とができることから、ポジ型のカイラルネマティック液
晶やコレステリック液晶を用いることが好適であるが、
分子短軸側が分極しやすいネガ型のカイラルネマティッ
ク液晶やコレステリック液晶を用いることもできる。こ
の場合には、配向膜や電極等を適宜設計することによ
り、電圧無印加時にユニフォーム状態、電圧印加時にフ
ォーカルコニック状態とすることができ、液晶層をフォ
ーカルコニック状態とユニフォーム状態とにスイッチン
グすることができる。
As described above, since the liquid crystal layer can be easily switched between the focal conic state and the uniform state, it is preferable to use the positive chiral nematic liquid crystal or the cholesteric liquid crystal.
A negative chiral nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal in which the minor axis side is easily polarized can also be used. In this case, by appropriately designing the alignment film and electrodes, it is possible to make the uniform state when no voltage is applied and the focal conic state when voltage is applied, and to switch the liquid crystal layer between the focal conic state and the uniform state. You can

【0021】なお、本明細書において、「電圧無印加
時」、「電圧印加時」とは、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時」、「液晶層へ
の印加電圧が液晶のしきい値電圧以上である時」を意味
しているものとする。
In the present specification, "when no voltage is applied" and "when voltage is applied" mean "when the voltage applied to the liquid crystal layer is less than the threshold voltage of the liquid crystal" and "when the voltage is applied to the liquid crystal layer", respectively. When the applied voltage is greater than or equal to the threshold voltage of the liquid crystal ”.

【0022】また、本発明の反射型液晶装置において、
前記液晶層がフォーカルコニック状態の時に、液晶のプ
レティルト角が20〜85°、カイラルピッチが0.1
〜10μmであることが好ましい。以下、図7(a)〜
(d)に、基板近傍の液晶層を、基板面に対して垂直方
向に切断した時の断面図を模式的に示し、これらの図に
基づいて、液晶層がフォーカルコニック状態の時に、液
晶のプレティルト角を20〜85°とすることが好適な
理由について説明する。なお、図7においても、図6と
同様に、液晶分子を符号100で示すと共に、液晶分子
100の中で、長軸方向が切断面に対して水平な液晶分
子、垂直な液晶分子を、各々、符号100a、100b
で示している。また、螺旋軸を符号A、基板を符号20
0で示している。
In the reflective liquid crystal device of the present invention,
When the liquid crystal layer is in the focal conic state, the liquid crystal has a pretilt angle of 20 to 85 ° and a chiral pitch of 0.1.
It is preferably 10 μm. Hereinafter, FIG.
(D) schematically shows cross-sectional views of the liquid crystal layer near the substrate cut in the direction perpendicular to the substrate surface. Based on these drawings, when the liquid crystal layer is in the focal conic state, The reason why it is preferable to set the pretilt angle to 20 to 85 ° will be described. 7, liquid crystal molecules are denoted by reference numeral 100 as in FIG. 6, and in the liquid crystal molecules 100, liquid crystal molecules whose major axis direction is horizontal to the cutting plane and vertical liquid crystal molecules are respectively , Reference numerals 100a, 100b
It shows with. In addition, the spiral axis is denoted by A and the substrate is denoted by 20.
It is indicated by 0.

【0023】液晶のプレティルト角が0°の場合には、
図7(a)に示すように、螺旋軸Aが基板面の法線方向
に対して略平行方向になるので、フォーカルコニック状
態を得ることができない。また、本発明者は、液晶のプ
レティルト角が0°超20°未満の場合においても、液
晶のプレティルト角が小さく、TN(Twisted Nematic)
モードやSTN(Super Twisted Nematic)モードの表示
を行う時のように、螺旋軸が基板面の法線方向に対して
略平行方向になり、フォーカルコニック状態を得ること
ができない場合が生じ、安定してフォーカルコニック状
態を得ることが難しいことを見出した。
When the pretilt angle of the liquid crystal is 0 °,
As shown in FIG. 7A, since the spiral axis A is substantially parallel to the normal line direction of the substrate surface, the focal conic state cannot be obtained. Further, the present inventor has found that even when the pretilt angle of the liquid crystal is more than 0 ° and less than 20 °, the pretilt angle of the liquid crystal is small and the TN (Twisted Nematic)
Mode and STN (Super Twisted Nematic) mode are displayed, the spiral axis becomes almost parallel to the normal direction of the substrate surface, and there are cases where the focal conic state cannot be obtained, and it stabilizes. It has been found that it is difficult to obtain a focal conic state.

【0024】一方、液晶のプレティルト角が90°の場
合には、液晶分子100が基板面に対して略平行方向に
向けて捻れて配列するので、フォーカルコニック状態を
得ることができる。例えば、図7(b)に示すように、
液晶分子100は図示左方から図示右方に向けて捻れて
配列する。しかしながら、液晶のプレティルト角が90
°の場合には、図7(c)に示すように、液晶分子10
0が紙面の裏側から表側に向けて捻れて配列するなど、
基板面に対して略平行方向であれば、液晶分子100は
いかなる方向に捻れて配列することも可能である。この
ように、液晶分子100の捻れていく方向を制御するこ
とができないので、すべての液晶分子100の螺旋軸A
を所望の方向に揃えることは難しい。また、本発明者
は、液晶分子100のプレティルト角が、85°超90
°未満の場合においても、プレティルト角が90°の場
合と同様に、すべての液晶分子100の螺旋軸Aを所望
の方向に揃えることは難しいことを見出した。
On the other hand, when the pretilt angle of the liquid crystal is 90 °, the liquid crystal molecules 100 are twisted and aligned in a direction substantially parallel to the substrate surface, so that a focal conic state can be obtained. For example, as shown in FIG.
The liquid crystal molecules 100 are arranged by twisting from the left side in the drawing toward the right side in the drawing. However, the pretilt angle of the liquid crystal is 90
In the case of °, as shown in FIG.
0 is twisted from the back side of the paper to the front side and arranged,
The liquid crystal molecules 100 can be twisted and arranged in any direction as long as they are in a direction substantially parallel to the substrate surface. As described above, since the twisting direction of the liquid crystal molecules 100 cannot be controlled, the spiral axis A of all the liquid crystal molecules 100 can be controlled.
Is difficult to align in the desired direction. Further, the present inventor has found that the liquid crystal molecule 100 has a pretilt angle of more than 85 °.
It has been found that it is difficult to align the spiral axes A of all the liquid crystal molecules 100 in a desired direction even when the pretilt angle is less than 90, as in the case where the pretilt angle is 90 °.

【0025】これに対して、図7(d)に示すように、
液晶のプレティルト角を20〜85°とした場合には、
液晶分子100を螺旋状に配列させることができると共
に、螺旋軸Aを、基板面に対して20〜85°傾いた液
晶分子100の長軸方向に対して略垂直方向に規定する
ことができ、すべての液晶分子100の螺旋軸Aを所望
の方向に揃えることができるので、良好なフォーカルコ
ニック状態を得ることができる。
On the other hand, as shown in FIG.
When the pretilt angle of the liquid crystal is 20 to 85 °,
The liquid crystal molecules 100 can be arranged in a spiral shape, and the spiral axis A can be defined in a direction substantially perpendicular to the long axis direction of the liquid crystal molecules 100 tilted by 20 to 85 ° with respect to the substrate surface. Since the spiral axes A of all the liquid crystal molecules 100 can be aligned in a desired direction, a good focal conic state can be obtained.

【0026】なお、20〜85°のプレティルト角を得
るには、基板の液晶層側最表面に、酸化シリコン等の無
機材料を斜方蒸着し、基板面に対して傾いた方向に無機
材料を結晶成長させ、無機斜方蒸着膜からなる配向膜を
形成すれば良い。このように、斜方蒸着法により配向膜
を形成した場合には、図7(d)に示すように、配向膜
を構成する無機材料の結晶300の形状に沿って、配向
膜近傍の液晶分子100が配列し、この液晶分子100
を基点に、他の液晶分子100が捻れて配列するので、
すべての液晶分子100の螺旋軸Aを所望の方向に揃え
ることができる。
In order to obtain a pretilt angle of 20 to 85 °, an inorganic material such as silicon oxide is obliquely vapor-deposited on the outermost surface of the substrate on the liquid crystal layer side, and the inorganic material is tilted with respect to the substrate surface. The crystal may be grown to form the orientation film made of the inorganic oblique vapor deposition film. Thus, when the alignment film is formed by the oblique evaporation method, as shown in FIG. 7D, liquid crystal molecules near the alignment film are formed along the shape of the crystal 300 of the inorganic material forming the alignment film. 100 liquid crystal molecules are arranged.
Since the other liquid crystal molecules 100 are twisted and arranged with respect to
The spiral axes A of all the liquid crystal molecules 100 can be aligned in a desired direction.

【0027】次に、図6に基づいて、液晶層がフォーカ
ルコニック状態の時に、液晶のカイラルピッチを0.1
〜10μmとすることが好適な理由について説明する。
カイラルピッチは、液晶分子100が0〜360°捻れ
るまでの距離を意味し、図6では、符号Pで示す距離に
相当する。上述のように、液晶層がフォーカルコニック
状態の時に、液晶層は、有効屈折率の異なる領域110
と120が交互に繰り返され、回折格子として機能する
が、図示するように、この回折格子のピッチdは、カイ
ラルピッチPの1/4に相当する。したがって、液晶の
カイラルピッチを0.1〜10μmとするということ
は、回折格子として機能する液晶層の格子ピッチdを2
5nm〜2.5μmとすることになる。
Next, based on FIG. 6, when the liquid crystal layer is in the focal conic state, the chiral pitch of the liquid crystal is set to 0.1.
The reason why it is preferable to set the thickness to 10 μm will be described.
The chiral pitch means the distance until the liquid crystal molecules 100 are twisted by 0 to 360 °, and corresponds to the distance indicated by the symbol P in FIG. As described above, when the liquid crystal layer is in the focal conic state, the liquid crystal layer has a region 110 having a different effective refractive index.
And 120 are alternately repeated to function as a diffraction grating, but as shown in the figure, the pitch d of this diffraction grating corresponds to 1/4 of the chiral pitch P. Therefore, setting the chiral pitch of the liquid crystal to 0.1 to 10 μm means that the grating pitch d of the liquid crystal layer functioning as a diffraction grating is 2
It will be 5 nm to 2.5 μm.

【0028】本発明者は、フォーカルコニック状態にお
ける液晶のカイラルピッチPが0.1μm未満では、回
折格子として機能する液晶層の格子ピッチdが、液晶層
に入射する光の波長(380〜780nm)に比較して
小さくなりすぎ、液晶層に入射した光が液晶層により回
折されない場合があることを見出した。また、フォーカ
ルコニック状態における液晶のカイラルピッチPが10
μm超では、回折格子として機能する液晶層の格子ピッ
チdが、液晶層に入射する光の波長に比較して大きくな
りすぎ、液晶層に入射した光が液晶層により回折されな
い場合があることを見出した。液晶層がフォーカルコニ
ック状態の時に、液晶層に入射した光が液晶層により回
折されない場合には、液晶層をフォーカルコニック状態
とユニフォーム状態とにスイッチングしても、液晶層を
透過した光の進行方向が略同一方向となり、表示を行う
ことができない。
The inventor of the present invention has found that when the chiral pitch P of the liquid crystal in the focal conic state is less than 0.1 μm, the grating pitch d of the liquid crystal layer functioning as a diffraction grating is the wavelength of light incident on the liquid crystal layer (380 to 780 nm). It has been found that the light incident on the liquid crystal layer may not be diffracted by the liquid crystal layer because the light becomes too small as compared with the above. In addition, the chiral pitch P of the liquid crystal in the focal conic state is 10
If it exceeds μm, the grating pitch d of the liquid crystal layer functioning as a diffraction grating becomes too large compared to the wavelength of the light incident on the liquid crystal layer, and the light incident on the liquid crystal layer may not be diffracted by the liquid crystal layer. I found it. When the light incident on the liquid crystal layer is not diffracted by the liquid crystal layer when the liquid crystal layer is in the focal conic state, even if the liquid crystal layer is switched between the focal conic state and the uniform state, the traveling direction of the light transmitted through the liquid crystal layer Cannot be displayed because they are in almost the same direction.

【0029】これに対して、本発明者は、フォーカルコ
ニック状態における液晶のカイラルピッチPを0.1〜
10μmとすることにより、液晶層がフォーカルコニッ
ク状態の時に、液晶層に入射した光を安定して回折させ
ることができ、表示を行うことができることを見出し
た。
On the other hand, the inventors of the present invention set the chiral pitch P of the liquid crystal in the focal conic state to 0.1 to 0.1.
It has been found that when the thickness is 10 μm, when the liquid crystal layer is in the focal conic state, the light incident on the liquid crystal layer can be diffracted stably and display can be performed.

【0030】また、第1の基板の光入射側に、照明手段
(フロントライト)を設けることが好ましく、この場合
には、外光の輝度が不十分な暗所においても表示を行う
ことができるので、好適である。また、第1の基板の光
入射側に照明手段を設ける場合には、照明手段から出射
される光の出射方向を特定することができるので、液晶
層がユニフォーム状態の時に、照明手段から出射される
光が反射型カラーフィルタの反射素子を透過するように
構成することにより、黒表示を行うことができる。
Further, it is preferable to provide an illuminating means (front light) on the light incident side of the first substrate. In this case, display can be performed even in a dark place where the brightness of external light is insufficient. Therefore, it is preferable. Further, when the illuminating means is provided on the light incident side of the first substrate, the emission direction of the light emitted from the illuminating means can be specified. Therefore, when the liquid crystal layer is in the uniform state, it is emitted from the illuminating means. It is possible to perform black display by arranging such that light that passes through the reflective element of the reflective color filter is transmitted.

【0031】また、本発明の反射型液晶装置において、
前記反射型カラーフィルタの各反射素子の光反射方向
が、観察者の観察方向に設定されていることが好まし
い。携帯電話、携帯型情報処理装置などの携帯用の電子
機器等に備えられる反射型液晶装置においては、表示面
に対して、観察者の観察方向がほぼ特定される。したが
って、反射型カラーフィルタの各反射素子の光反射方向
を、観察者の観察方向に設定することにより、液晶層が
フォーカルコニック状態の時に、観察者に視認される光
量を増大させることができるので、カラー表示及び白表
示時の明るさとコントラストを一層向上することができ
る。なお、本明細書において、「反射素子の光反射方
向」とは、「反射素子により反射された光の進行方向」
を意味しているものとする。
In the reflective liquid crystal device of the present invention,
It is preferable that the light reflection direction of each reflection element of the reflection type color filter is set to the observation direction of the observer. In a reflective liquid crystal device provided in a portable electronic device such as a mobile phone or a portable information processing device, an observation direction of an observer is almost specified with respect to a display surface. Therefore, by setting the light reflection direction of each reflection element of the reflection type color filter to the observation direction of the observer, it is possible to increase the amount of light visually recognized by the observer when the liquid crystal layer is in the focal conic state. The brightness and contrast in color display and white display can be further improved. In the present specification, the “light reflecting direction of the reflective element” is “the traveling direction of the light reflected by the reflective element”.
Is meant.

【0032】また、本発明の反射型液晶装置において、
前記液晶層をフォーカルコニック状態とユニフォーム状
態との間で段階的に変化させることが可能な構成とする
ことが好ましく、かかる構成を採用することにより、階
調表示が可能になり、フルカラー表示を実現することが
できる。また、本発明の反射型液晶装置において、前記
反射型カラーフィルタとしては、前記反射素子としてホ
ログラム素子を具備する反射型ホログラムカラーフィル
タを例示することができる。ホログラム素子は集光機能
を有するため、反射素子としてホログラム素子を形成す
ることにより、表示の明るさとコントラストの向上を一
層図ることができる。
In the reflective liquid crystal device of the present invention,
It is preferable that the liquid crystal layer can be changed stepwise between the focal conic state and the uniform state. By adopting such a configuration, gradation display is possible and full color display is realized. can do. In the reflection type liquid crystal device of the present invention, as the reflection type color filter, a reflection type hologram color filter having a hologram element as the reflection element can be exemplified. Since the hologram element has a light-condensing function, by forming the hologram element as the reflecting element, it is possible to further improve the display brightness and the contrast.

【0033】以上の本発明の反射型液晶装置を備えるこ
とにより、明るい表示を実現することができると共に、
コントラストに優れ、表示品質に優れた電子機器を提供
することができる。
By providing the above-described reflective liquid crystal device of the present invention, bright display can be realized, and
An electronic device with excellent contrast and display quality can be provided.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施形態につ
いて詳細に説明する。 [反射型液晶装置]図1〜図4に基づいて、本発明に係
る実施形態の反射型液晶装置の構造及び表示機構につい
て説明する。図1は本実施形態の反射型液晶装置の分解
概略斜視図であり、図2は本実施形態の反射型液晶装置
の概略断面図である。図3、図4は本実施形態の反射型
液晶装置の表示機構を説明するための図であって、図2
に示した反射型液晶装置を拡大して示す部分概略断面図
である。なお、図2〜図4は、図1に示す反射型液晶装
置を表示面(反射型液晶装置の観察者側の最表面)に対
して垂直方向に切断した時の断面図である。本実施形態
では、TFT(Thin-Film Transistor)素子をスイッチ
ング素子として用いたアクティブマトリクス型の反射型
液晶装置を取り上げて説明する。また、各図において、
各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとする
ため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described in detail. [Reflective Liquid Crystal Device] The structure and display mechanism of the reflective liquid crystal device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an exploded schematic perspective view of the reflective liquid crystal device of this embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the reflective liquid crystal device of this embodiment. 3 and 4 are views for explaining the display mechanism of the reflective liquid crystal device of this embodiment.
FIG. 3 is a partial schematic cross-sectional view showing an enlarged view of the reflective liquid crystal device shown in FIG. 2 to 4 are cross-sectional views when the reflective liquid crystal device shown in FIG. 1 is cut in a direction perpendicular to the display surface (the outermost surface of the reflective liquid crystal device on the observer side). In the present embodiment, an active matrix reflective liquid crystal device using a TFT (Thin-Film Transistor) element as a switching element will be taken up and described. Also, in each figure,
In order to make each layer and each member recognizable in the drawing, the scale is different for each layer and each member.

【0035】図1、図2(a)に示すように、本実施形
態の反射型液晶装置10は、液晶層40(図1では省
略)を挟持して対向配置された素子基板(第1の基板)
30と対向基板(第2の基板)20とから概略構成され
ており、図2(a)に示すように、これら基板のうち、
素子基板30側が観察者側になるように配置されてい
る。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the reflection type liquid crystal device 10 of the present embodiment has an element substrate (first substrate) which is opposed to the liquid crystal layer 40 (not shown in FIG. 1). substrate)
2 and a counter substrate (second substrate) 20. As shown in FIG. 2A, among these substrates,
The element substrate 30 side is arranged so as to be the observer side.

【0036】本実施形態の反射型液晶装置10におい
て、素子基板30側が光入射側となっており、素子基板
30の観察者側には、光源51と光源51から出射され
た光を液晶層40側に導光する導光板52とから概略構
成されたフロントライト(照明手段)50(図1では省
略)が備えられている。このフロントライト50は補助
的な照明手段として利用されるもので、外光が十分に明
るい場合には、点灯されず、観察者側から入射する外光
のみを利用して表示が行われ、外光の明るさが不十分な
場合にのみ点灯されて、照明手段として機能する。
In the reflection type liquid crystal device 10 of the present embodiment, the element substrate 30 side is the light incident side, and the light source 51 and the light emitted from the light source 51 are provided on the liquid crystal layer 40 on the observer side of the element substrate 30. A front light (illumination means) 50 (not shown in FIG. 1) is provided, which is roughly configured by a light guide plate 52 that guides light to the side. The front light 50 is used as an auxiliary illuminating means. When the outside light is sufficiently bright, the front light 50 is not turned on and the display is performed using only the outside light incident from the observer side. The light is turned on only when the brightness of the light is insufficient, and it functions as a lighting unit.

【0037】図2(b)に示すように、本実施形態の反
射型液晶装置10を、携帯電話、携帯型情報処理装置な
どの携帯用の電子機器に備えた場合、一般に、観察者は
電子機器の表示面を見やすくするために、電子機器(反
射型液晶装置10)を地面に対して傾け、表示面の略法
線方向から表示を観察する。なお、図2(b)におい
て、反射型液晶装置10の表示面の法線方向を符号Hで
示している。
As shown in FIG. 2B, when the reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment is provided in a portable electronic device such as a mobile phone or a portable information processing device, an observer generally uses an electronic device. In order to make the display surface of the device easy to see, the electronic device (reflective liquid crystal device 10) is tilted with respect to the ground, and the display is observed from the direction substantially normal to the display surface. In FIG. 2B, the normal line direction of the display surface of the reflective liquid crystal device 10 is indicated by the symbol H.

【0038】一方、外光は、具体的には、室内において
は天井等に設けられた照明器具から出射される光、室外
においては太陽光や街灯等から出射される光のことを意
味しているが、これら外光は、観察者よりも高い位置か
ら反射型液晶装置10の表示面に入射する。したがっ
て、反射型液晶装置10に入射する外光の入射方向L1
は地面に対して略垂直方向となり、表示面の法線方向H
から角度θずれた方向になる。携帯用の電子機器に搭載
された反射型液晶装置を観察する場合、この角度θは、
一般に10〜30°の範囲で、電子機器の大きさ等によ
りほぼ特定される。
On the other hand, outside light specifically means light emitted from a lighting device provided on the ceiling or the like indoors, and light emitted from sunlight, street lights, etc. outdoors. However, these external lights enter the display surface of the reflective liquid crystal device 10 from a position higher than the viewer. Therefore, the incident direction L1 of the external light entering the reflective liquid crystal device 10
Is almost perpendicular to the ground, and the normal direction H of the display surface
The angle deviates from the angle θ by. When observing a reflective liquid crystal device mounted on a portable electronic device, this angle θ is
Generally, within a range of 10 to 30 °, it is almost specified by the size of the electronic device.

【0039】そして、本実施形態においては、図2
(a)に示すように、フロントライト50を点灯した際
に、フロントライト50から液晶層40に入射する光の
入射方向L2が、外光の入射方向L1と略同一になるよ
うに設定されている。すなわち、フロントライト50か
ら液晶層40に入射する光の入射方向L2は、反射型液
晶装置10の表示面(素子基板30の光入射側表面)の
法線方向Hから角度θずれた方向に設定されている。な
お、フロントライト50の導光板52の形状等を工夫す
ることにより、フロントライト50から液晶層50側に
入射する光の入射方向を制御することができる。
Then, in the present embodiment, FIG.
As shown in (a), when the front light 50 is turned on, the incident direction L2 of light incident on the liquid crystal layer 40 from the front light 50 is set to be substantially the same as the incident direction L1 of external light. There is. That is, the incident direction L2 of the light that enters the liquid crystal layer 40 from the front light 50 is set to a direction that is deviated from the normal direction H of the display surface of the reflective liquid crystal device 10 (the surface on the light incident side of the element substrate 30) by an angle θ. Has been done. The incident direction of the light incident from the front light 50 to the liquid crystal layer 50 side can be controlled by devising the shape of the light guide plate 52 of the front light 50.

【0040】図1に示すように、本実施形態の反射型液
晶装置10を構成する素子基板30は、透光性を有する
基板本体31と、その表面に形成されたTFT素子3
2、画素電極33等を主体として構成されている。より
詳細には、基板本体31の液晶層40側表面に、多数の
データ線34および多数の走査線35が互いに交差する
ように格子状に設けられている。各データ線34と各走
査線35の交差点の近傍にはTFT素子32が形成され
ており、各TFT素子32を介して、インジウム錫酸化
物(ITO)等の透明導電性材料からなる画素電極33
が接続されている。素子基板30の液晶層40側表面全
体を見れば、多数の画素電極33がマトリクス状に配列
されており、反射型液晶装置10において、各画素電極
33及び各画素電極33を囲むように配設されたデータ
線34、走査線35等が形成された領域がドット1とな
っている。また、図2(a)に示すように、素子基板3
0の液晶層40側最表面には、電圧無印加時の液晶層4
0内の液晶分子の配向を規制するための配向膜36(図
1では省略)が形成されている。
As shown in FIG. 1, an element substrate 30 which constitutes the reflection type liquid crystal device 10 of the present embodiment includes a substrate body 31 having a light transmitting property and a TFT element 3 formed on the surface thereof.
2, mainly composed of the pixel electrode 33 and the like. More specifically, a large number of data lines 34 and a large number of scanning lines 35 are provided in a grid pattern on the surface of the substrate body 31 on the liquid crystal layer 40 side so as to intersect each other. A TFT element 32 is formed near the intersection of each data line 34 and each scanning line 35, and a pixel electrode 33 made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) is provided via each TFT element 32.
Are connected. Looking at the entire surface of the element substrate 30 on the liquid crystal layer 40 side, a large number of pixel electrodes 33 are arranged in a matrix, and in the reflective liquid crystal device 10, each pixel electrode 33 and each pixel electrode 33 are arranged so as to surround each pixel electrode 33. The area where the data line 34, the scanning line 35, and the like are formed is the dot 1. In addition, as shown in FIG.
0 on the liquid crystal layer 40 side outermost surface is the liquid crystal layer 4 when no voltage is applied.
An alignment film 36 (not shown in FIG. 1) for controlling the alignment of the liquid crystal molecules in 0 is formed.

【0041】一方、図1、図2(a)に示すように、対
向基板20は、基板本体21と、その液晶層40側表面
に順次積層形成された反射型ホログラムカラーフィルタ
(反射型カラーフィルタ)22と共通電極23と、基板
本体21の液晶層40と反対側に形成された光吸収体2
4とを主体として構成されている。なお、反射型ホログ
ラムカラーフィルタ22、共通電極23、光吸収体24
は、基板本体21の表面であって、少なくとも画素電極
33等が形成された領域(表示領域)に形成されてい
る。また、共通電極23は、画素電極33と同様に、I
TO等の透明導電性材料からなっている。また、図2
(a)に示すように、対向基板20の液晶層40側最表
面には、電圧無印加時の液晶層40内の液晶分子の配向
を規制するための配向膜25(図1では省略)が形成さ
れている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2A, the counter substrate 20 includes a substrate main body 21 and a reflective hologram color filter (reflective color filter) sequentially laminated on the liquid crystal layer 40 side surface thereof. ) 22, the common electrode 23, and the light absorber 2 formed on the opposite side of the substrate body 21 from the liquid crystal layer 40.
4 and the main components. The reflective hologram color filter 22, the common electrode 23, and the light absorber 24
Is formed on the surface of the substrate body 21 in at least the region (display region) where the pixel electrode 33 and the like are formed. In addition, the common electrode 23, like the pixel electrode 33,
It is made of a transparent conductive material such as TO. Also, FIG.
As shown in (a), an alignment film 25 (not shown in FIG. 1) for controlling the alignment of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 40 when no voltage is applied is provided on the outermost surface of the counter substrate 20 on the liquid crystal layer 40 side. Has been formed.

【0042】図1に示すように、反射型ホログラムカラ
ーフィルタ22は、3種類のホログラム素子(反射素
子)22R、22G、22Bと、隣接するホログラム素
子間に形成された遮光層22Aとから構成されている。
ここで、ホログラム素子22R、22G、22Bは、各
々ドット1に対応して所定のパターンで周期的に設けら
れている。但し、ホログラム素子22R〜22Bのパタ
ーンは、図示するものに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the reflection type hologram color filter 22 is composed of three types of hologram elements (reflection elements) 22R, 22G and 22B and a light shielding layer 22A formed between adjacent hologram elements. ing.
Here, the hologram elements 22R, 22G, and 22B are periodically provided in a predetermined pattern corresponding to each dot 1. However, the patterns of the hologram elements 22R to 22B are not limited to the illustrated ones.

【0043】ホログラム素子22R〜22Bは、特定の
方向から入射した光を透過し、特定の方向から入射した
特定波長の光を反射する性質を有する素子である。ま
た、ホログラム素子22R、22G、22Bは、反射す
る光の波長のみが異なっており、各々赤色光、緑色光、
青色光を反射するように構成されている。そして、詳細
については後述するが、ホログラム素子22R、22
G、22Bが形成されたドット1は、各々赤(R)、緑
(G)、青(B)を表示することができ、これらホログ
ラム素子22R、22G、22Bが形成された隣接する
3ドットで1画素の表示を行うことが可能になってい
る。また、本実施形態において、ホログラム素子22R
〜22Bの光反射方向が、観察者の観察方向、すなわ
ち、素子基板30の光入射側表面に対して略法線方向に
なるように設定されている。
The hologram elements 22R to 22B are elements having a property of transmitting light incident from a specific direction and reflecting light of a specific wavelength incident from a specific direction. Also, the hologram elements 22R, 22G, and 22B differ only in the wavelength of the reflected light, and are respectively red light, green light, and
It is configured to reflect blue light. The hologram elements 22R and 22R will be described in detail later.
The dot 1 on which G and 22B are formed can display red (R), green (G), and blue (B), respectively, and the adjacent three dots on which these hologram elements 22R, 22G, and 22B are formed. It is possible to display one pixel. In addition, in the present embodiment, the hologram element 22R
The light reflection directions of ~ 22B are set so as to be the observation direction of the observer, that is, a direction substantially normal to the surface of the element substrate 30 on the light incident side.

【0044】また、本実施形態の反射型液晶装置10
は、液晶層40をフォーカルコニック状態とユニフォー
ム状態とにスイッチングすることにより、表示を行うこ
とが可能になっている。反射型液晶装置10において、
液晶層40は、分子長軸側が分極しやすいポジ型のカイ
ラルネマティック液晶やコレステリック液晶からなり、
電圧無印加時において、液晶層40内の液晶分子は、螺
旋状に捻れて配列するように構成されている。また、電
圧無印加時において、液晶のプレティルト角が20〜8
5°、カイラルピッチが0.1〜10μmになるように
構成されている。
The reflective liquid crystal device 10 of this embodiment is also used.
The display can be performed by switching the liquid crystal layer 40 between the focal conic state and the uniform state. In the reflective liquid crystal device 10,
The liquid crystal layer 40 is made of a positive chiral nematic liquid crystal or a cholesteric liquid crystal whose molecular long axis side is easily polarized,
When no voltage is applied, the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 40 are arranged to be twisted and arranged in a spiral shape. In addition, when no voltage is applied, the pretilt angle of the liquid crystal is 20 to 8
The chiral pitch is 5 ° and the pitch is 0.1 to 10 μm.

【0045】なお、電圧無印加時の液晶のプレティルト
角は、従来のアクティブマトリクス型液晶装置では5°
程度であり、従来のSTNモードのパッシブマトリクス
型液晶装置でも10°程度である。したがって、本実施
形態の反射型液晶装置10では、従来の液晶装置よりも
電圧無印加時の液晶のプレティルト角が倍以上高いこと
になる。
The pretilt angle of the liquid crystal when no voltage is applied is 5 ° in the conventional active matrix type liquid crystal device.
It is about 10 ° even in the conventional passive matrix type liquid crystal device of STN mode. Therefore, in the reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment, the pretilt angle of the liquid crystal when no voltage is applied is more than double that of the conventional liquid crystal device.

【0046】このような高いプレティルト角を得るため
には、配向膜を形成する下地上に酸化シリコン等の無機
材料を斜方蒸着し、基板面に対して傾いた方向に無機材
料を結晶成長させることにより、無機斜方蒸着膜からな
る配向膜25、36を形成すればよい。無機斜方蒸着膜
からなる配向膜では、その表面形状により電圧無印加時
の液晶分子の配列を規制することができるが、蒸着方向
を制御することにより、生成される結晶と基板面とのな
す角度を制御することができ、電圧無印加時における液
晶分子のプレティルト角を制御することができる。ま
た、液晶のカイラルピッチは、カイラル剤の添加量や、
配向膜25、36の表面形状等により制御することがで
きる。
In order to obtain such a high pre-tilt angle, an inorganic material such as silicon oxide is obliquely vapor-deposited on the base on which the alignment film is formed, and the inorganic material is crystal-grown in a direction inclined with respect to the substrate surface. Thus, the alignment films 25 and 36 made of the inorganic oblique vapor deposition film may be formed. In the orientation film composed of the inorganic oblique deposition film, the alignment of liquid crystal molecules when no voltage is applied can be regulated by the surface shape, but by controlling the deposition direction, the formed crystal and the substrate surface The angle can be controlled, and the pretilt angle of liquid crystal molecules when no voltage is applied can be controlled. In addition, the chiral pitch of the liquid crystal is the addition amount of the chiral agent,
It can be controlled by the surface shape of the alignment films 25 and 36.

【0047】このように、液晶層40をカイラルネマテ
ィック液晶やコレステリック液晶により構成すると共
に、電圧無印加時における液晶のプレティルト角、カイ
ラルピッチを規定することにより、「課題を解決するた
めの手段」の項で述べたように、電圧無印加時におい
て、液晶層を安定してフォーカルコニック状態とするこ
とができる。これに対して、電圧印加時には、素子基板
30と対向基板20間(画素電極33と共通電極23
間)に発生した縦電界に沿うように液晶分子が配列を変
更するので、液晶層40をユニフォーム状態とすること
ができる。
As described above, the liquid crystal layer 40 is constituted by the chiral nematic liquid crystal or the cholesteric liquid crystal, and the pretilt angle and the chiral pitch of the liquid crystal when no voltage is applied are defined, whereby the "means for solving the problem" is obtained. As described in the section, the liquid crystal layer can be stably brought into the focal conic state when no voltage is applied. On the other hand, when a voltage is applied, between the element substrate 30 and the counter substrate 20 (the pixel electrode 33 and the common electrode 23
Since the alignment of the liquid crystal molecules is changed along the vertical electric field generated in (between), the liquid crystal layer 40 can be in a uniform state.

【0048】以上のように、反射型液晶装置10におい
ては、液晶層40をフォーカルコニック状態とユニフォ
ーム状態とにスイッチングすることができ、「課題を解
決するための手段」の項において述べたように、液晶層
40がフォーカルコニック状態の時には、液晶層40は
回折格子として機能し、液晶層40に入射した光は液晶
層40により回折され、入射方向と異なる方向に出射さ
れるのに対し、液晶層がユニフォーム状態の時には、液
晶層に入射した光は回折されずに、入射方向と略同一方
向に出射されることを利用して表示を行うことができ
る。
As described above, in the reflective liquid crystal device 10, the liquid crystal layer 40 can be switched between the focal conic state and the uniform state, and as described in the section "Means for solving the problem". When the liquid crystal layer 40 is in the focal conic state, the liquid crystal layer 40 functions as a diffraction grating, and light incident on the liquid crystal layer 40 is diffracted by the liquid crystal layer 40 and emitted in a direction different from the incident direction. When the layers are in a uniform state, light incident on the liquid crystal layer is not diffracted but is emitted in substantially the same direction as the incident direction, so that display can be performed.

【0049】また、ホログラムカラーフィルタ22を構
成するホログラム素子22R〜22Bは、素子基板30
に入射する光の入射方向と略同一方向から入射した光に
ついては透過し、液晶層40がフォーカルコニック状態
の時に、液晶層40に入射し、液晶層40により回折さ
れた特定波長の光については反射するように構成されて
いる。
The hologram elements 22R to 22B forming the hologram color filter 22 are the element substrate 30.
The light incident on the liquid crystal layer 40 in the direction substantially the same as the incident direction of the light is transmitted, and when the liquid crystal layer 40 is in the focal conic state, the light incident on the liquid crystal layer 40 and diffracted by the liquid crystal layer 40 has a specific wavelength. It is configured to reflect.

【0050】本実施形態の反射型液晶装置10は以上の
ように構成され、本実施形態によれば、白黒表示とカラ
ー表示が可能な反射型液晶装置10を提供することがで
きる。以下、図3、図4に基づいて、本実施形態の反射
型液晶装置10の表示機構について説明する。図3、図
4は、本実施形態の反射型液晶装置10において、隣接
する計3個のホログラム素子22R〜22Bが形成され
た領域(3ドット分)を拡大して示す部分概略断面図で
あり、図3、図4は、液晶層40がユニフォーム状態の
時、フォーカルコニック状態の時を各々示している。な
お、図3、図4においては、フロントライト50、TF
T素子32、画素電極33、配向膜36、反射型ホログ
ラムカラーフィルタ22の遮光層22A等の図示を省略
している。
The reflection type liquid crystal device 10 of the present embodiment is configured as described above, and according to the present embodiment, it is possible to provide the reflection type liquid crystal device 10 capable of monochrome display and color display. The display mechanism of the reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4 are partial schematic cross-sectional views showing enlarged regions (three dots) in which a total of three adjacent hologram elements 22R to 22B are formed in the reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment. 3 and 4 show the liquid crystal layer 40 in the uniform state and the focal conic state, respectively. 3 and 4, the front light 50, the TF
The T element 32, the pixel electrode 33, the alignment film 36, the light shielding layer 22A of the reflective hologram color filter 22, and the like are omitted from the illustration.

【0051】上述したように、本実施形態の反射型液晶
装置10では、外光を利用する場合、フロントライト5
0から出射される光を利用する場合のいずれの場合にお
いても、素子基板30の光入射側表面の法線方向から角
度θずれた方向から素子基板30に光が入射する。図
3、図4においては、外光、フロントライト50から出
射される光を合わせて符号Lで示している。
As described above, in the reflection type liquid crystal device 10 of this embodiment, when the outside light is used, the front light 5 is used.
In any case where the light emitted from 0 is used, the light is incident on the element substrate 30 from a direction deviated by an angle θ from the normal line direction of the light incident side surface of the element substrate 30. In FIG. 3 and FIG. 4, the external light and the light emitted from the front light 50 are collectively denoted by L.

【0052】また、反射型ホログラムカラーフィルタ2
2の隣接するホログラム素子間には、遮光層22Aが形
成されているが、各ドットにおける遮光層22Aの面積
はホログラム素子22R〜22Gの面積に比較して極め
て微小であるので、以下、説明を簡略化するため、液晶
層40から反射型ホログラムカラーフィルタ22に入射
した光はすべてホログラム素子22R〜22Bに入射す
るものとする。また、実際には、各層の界面で光の屈折
等が発生するため、光が層を通過する毎にその進行方向
が多少ずれるが、説明を簡略化するため、液晶層40以
外の層の界面では、直進して通過するものとする。
Further, the reflection type hologram color filter 2
Although the light-shielding layer 22A is formed between two adjacent hologram elements, the area of the light-shielding layer 22A in each dot is extremely small compared to the area of the hologram elements 22R to 22G, so the description will be given below. For simplification, it is assumed that all the light entering the reflective hologram color filter 22 from the liquid crystal layer 40 enters the hologram elements 22R to 22B. Further, in reality, refraction or the like of light occurs at the interface of each layer, and therefore the traveling direction of the light slightly shifts each time the light passes through the layer. However, in order to simplify the description, the interface of layers other than the liquid crystal layer 40 Then, let's go straight ahead.

【0053】図3に示すように、液晶層40がユニフォ
ーム状態の時には、素子基板30に入射した光Lは、素
子基板30と液晶層40との界面で屈折され、液晶層4
0内を直進し、液晶層40と対向基板20との界面で再
び屈折され、入射方向と略同一方向に出射する。すなわ
ち、液晶層40に入射した光の入射角と出射角は、いず
れもθと略等しくなる。
As shown in FIG. 3, when the liquid crystal layer 40 is in a uniform state, the light L incident on the element substrate 30 is refracted at the interface between the element substrate 30 and the liquid crystal layer 40, and the liquid crystal layer 4
It goes straight in 0, is refracted again at the interface between the liquid crystal layer 40 and the counter substrate 20, and is emitted in the same direction as the incident direction. That is, both the incident angle and the outgoing angle of the light incident on the liquid crystal layer 40 are substantially equal to θ.

【0054】上述のように、ホログラム素子22R〜2
2Bは、素子基板30の光入射側表面の法線方向から角
度θずれた方向と略同一方向から入射した光を透過する
ように構成されているので、反射型ホログラムカラーフ
ィルタ22に入射した光は、その波長に関係なく、ホロ
グラム素子22R〜22Bをそのまま透過して、対向基
板20の光入射側と反対側に形成された光吸収体24に
入射して吸収される。このように、液晶層40がユニフ
ォーム状態の時には、観察者側に出射される光がないた
め、黒が表示される。
As described above, hologram elements 22R-2
2B is configured to transmit light that is incident in a direction substantially the same as the direction that is deviated from the normal direction of the light incident side surface of the element substrate 30 by an angle θ, so that the light that is incident on the reflective hologram color filter 22 is transmitted. Irrespective of its wavelength, the light passes through the hologram elements 22R to 22B as it is, enters the light absorber 24 formed on the opposite side of the counter substrate 20 from the light incident side, and is absorbed. As described above, when the liquid crystal layer 40 is in the uniform state, there is no light emitted to the viewer side, and thus black is displayed.

【0055】一方、図4に示すように、液晶層40がフ
ォーカルコニック状態の時には、液晶層40が回折格子
として機能するので、素子基板30に入射した光Lは液
晶層40により回折される。この時、液晶層40がユニ
フォーム状態の時に、素子基板30と液晶層40との界
面で屈折するよりも大きく回折される。したがって、液
晶層40に入射した光の入射角はθであるのに対し、出
射角はθよりも小さいαとなる。例えば、素子基板30
に入射する光の入射角θが20°の時、液晶層40から
出射される光の出射角αは5〜10°となる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the liquid crystal layer 40 is in the focal conic state, since the liquid crystal layer 40 functions as a diffraction grating, the light L incident on the element substrate 30 is diffracted by the liquid crystal layer 40. At this time, when the liquid crystal layer 40 is in a uniform state, it is diffracted more than it is refracted at the interface between the element substrate 30 and the liquid crystal layer 40. Therefore, while the incident angle of light incident on the liquid crystal layer 40 is θ, the emission angle is α, which is smaller than θ. For example, the element substrate 30
When the incident angle θ of the light that is incident on is 20 °, the outgoing angle α of the light that is emitted from the liquid crystal layer 40 is 5 to 10 °.

【0056】液晶層40により回折された光は、反射型
ホログラムカラーフィルタ22のホログラム素子22R
〜22Bに入射する。ホログラム素子22R〜22B
は、特定方向から入射した赤色光、緑色光、青色光を各
々反射するが、各ホログラム素子22R〜22Bは、液
晶層40により回折された光を反射するように構成され
ているので、液晶層40により回折された光のうち、赤
色光、緑色光、青色光は、各々ホログラム素子22R、
22G、22Bにより反射される。
The light diffracted by the liquid crystal layer 40 is reflected by the hologram element 22R of the reflective hologram color filter 22.
-22B. Hologram elements 22R to 22B
Reflects the red light, the green light, and the blue light that are incident from a specific direction, but the hologram elements 22R to 22B are configured to reflect the light diffracted by the liquid crystal layer 40. Of the light diffracted by 40, the red light, the green light, and the blue light are respectively hologram element 22R,
It is reflected by 22G and 22B.

【0057】また、ホログラム素子22R〜22Bの光
反射方向は、観察者の観察方向、すなわち、素子基板3
0の光入射側表面に対して略法線方向になるように設定
されているので、ホログラム素子22R〜22Bにより
反射された光は、観察者側に向かうように出射され、視
認される。すなわち、ホログラム素子22R〜22Bが
形成されたドット毎に見た場合、各々赤(R)、緑
(G)、青(B)が表示されることになる。
The light reflection direction of the hologram elements 22R to 22B is the observation direction of the observer, that is, the element substrate 3
The light reflected by the hologram elements 22R to 22B is emitted toward the observer's side and is visually recognized because the light is set to be substantially in the normal direction to the light incident side surface of 0. That is, when viewed for each dot on which the hologram elements 22R to 22B are formed, red (R), green (G), and blue (B) are displayed, respectively.

【0058】なお、フォーカルコニック状態の液晶層4
0は、「課題を解決するための手段」の項で述べたよう
に、有効屈折率の異なる領域が繰り返された状態である
ので、ホログラム素子22R〜22Bにより反射された
光は、液晶層40内を通過する際に、多少散乱される。
したがって、観察者の観察位置が表示面に対して略法線
方向から多少ずれたとしても、表示を視認することがで
きるので、好適である。但し、ホログラム素子22R〜
22Bにより反射された光は、フォーカルコニック状態
の液晶層40内を通過する際に、大きくは散乱されない
ので、観察方向に出射される光量が低減し、表示の明る
さが低下する恐れはない。
The liquid crystal layer 4 in the focal conic state
As described in the section “Means for Solving the Problems”, 0 is a state in which regions having different effective refractive indices are repeated, so that the light reflected by the hologram elements 22R to 22B is the liquid crystal layer 40. As it passes through, it is scattered a little.
Therefore, even if the observer's observation position is slightly deviated from the direction substantially normal to the display surface, the display can be visually recognized, which is preferable. However, the hologram elements 22R to
The light reflected by 22B is not largely scattered when passing through the liquid crystal layer 40 in the focal conic state, so that the amount of light emitted in the observation direction is reduced and the brightness of the display is not likely to be reduced.

【0059】以上、図3、図4においては、ホログラム
素子22R〜22Bが形成された3ドットがすべてユニ
フォーム状態若しくはフォーカルコニック状態である場
合について説明したが、ドット毎に液晶層40をユニフ
ォーム状態とフォーカルコニック状態とにスイッチング
し、ホログラム素子22R〜22Bが形成された3ドッ
トで1画素の表示を行うことにより、白黒表示とカラー
表示を得ることができる。
As described above, in FIGS. 3 and 4, the case where all the three dots on which the hologram elements 22R to 22B are formed are in the uniform state or the focal conic state has been described. However, the liquid crystal layer 40 is set to the uniform state for each dot. By switching to the focal conic state and displaying one pixel with three dots on which the hologram elements 22R to 22B are formed, it is possible to obtain a monochrome display and a color display.

【0060】すなわち、3ドットのうち、すべてのドッ
トの液晶層40をユニフォーム状態とすることにより黒
表示が可能となり、すべてのドットの液晶層40をフォ
ーカルコニック状態とすることにより白表示が可能にな
る。また、3ドットのうち、1ドット若しくは2ドット
の液晶層40をフォーカルコニック状態とすることによ
りカラー表示が可能になる。具体的には、3ドットのう
ち、ホログラム素子22R(22G、22B)が形成さ
れたドットの液晶層40のみをフォーカルコニック状態
とすることにより、赤表示(緑表示、青表示)が可能に
なる。また、3ドットのうち、2ドットの液晶層40を
フォーカルコニック状態とすることにより、赤、緑、青
のうち2色が混合された色を表示することができる。
That is, black display is possible by setting the liquid crystal layer 40 of all the dots among the three dots to the uniform state, and white display is possible by setting the liquid crystal layer 40 of all the dots to the focal conic state. Become. Further, color display can be performed by setting the liquid crystal layer 40 of 1 dot or 2 dots of the 3 dots to the focal conic state. Specifically, among the three dots, only the liquid crystal layer 40 of the dots on which the hologram elements 22R (22G, 22B) are formed is brought into the focal conic state, whereby red display (green display, blue display) becomes possible. . Further, by setting the liquid crystal layer 40 of 2 dots out of 3 dots to the focal conic state, it is possible to display a color in which two colors of red, green and blue are mixed.

【0061】さらに、本実施形態において、液晶層40
に印加する電圧を段階的に変化させ、液晶層40をユニ
フォーム状態とフォーカルコニック状態との間で段階的
に変化させる構成とすることが好ましく、かかる構成を
採用することにより、階調表示が可能になり、フルカラ
ー表示を実現することができる。
Further, in the present embodiment, the liquid crystal layer 40
It is preferable that the liquid crystal layer 40 be stepwise changed between the uniform state and the focal conic state by gradually changing the voltage applied to the liquid crystal layer 40. By adopting such a configuration, gradation display is possible. Therefore, full-color display can be realized.

【0062】本実施形態の反射型液晶装置10において
は以上のようにして表示を行うことができ、本実施形態
の反射型液晶装置10によれば、光を吸収する偏光子を
用いずに表示を行うことができるので、明るい(輝度の
高い)カラー表示及び白表示を実現することができる。
また、本実施形態の反射型液晶装置10では、反射型ホ
ログラムカラーフィルタ22により特定波長の光を反射
させてカラー表示を行うため、光吸収型である従来の顔
料分散型のカラーフィルタに比較して、色純度の高い鮮
やかなカラー表示を得ることができる。
The reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment can perform display as described above. According to the reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment, display is performed without using a polarizer that absorbs light. Therefore, bright (high brightness) color display and white display can be realized.
Further, in the reflective liquid crystal device 10 of the present embodiment, since light of a specific wavelength is reflected by the reflective hologram color filter 22 to perform color display, it is compared with a conventional pigment dispersion type color filter which is a light absorbing type. Thus, a vivid color display with high color purity can be obtained.

【0063】一方、液晶層40がユニフォーム状態の時
には、液晶層40に入射した光が光吸収体24により吸
収され、観察者側に出射される光がないため、輝度が低
く、かつ純粋な黒表示を得ることができる。また、液晶
層40に入射した光は反射型ホログラムカラーフィルタ
22により反射されないため、表示面に観察者の顔が映
る等の恐れもない。
On the other hand, when the liquid crystal layer 40 is in the uniform state, the light incident on the liquid crystal layer 40 is absorbed by the light absorber 24 and no light is emitted to the observer side, so that the brightness is low and pure black. You can get the display. In addition, since the light entering the liquid crystal layer 40 is not reflected by the reflective hologram color filter 22, there is no fear that the face of an observer will be reflected on the display surface.

【0064】したがって、本実施形態によれば、明るい
表示を実現することができると共に、コントラストに優
れ、表示品質に優れた、白黒表示とカラー表示が可能な
反射型液晶装置10を提供することができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a reflective liquid crystal device 10 which can realize bright display and is excellent in contrast and display quality and capable of monochrome display and color display. it can.

【0065】また、本実施形態では、電圧無印加時にお
ける液晶のプレティルト角を20〜85°、カイラルピ
ッチを0.1〜10μmとしたので、「課題を解決する
ための手段」の項において述べたように、電圧無印加時
に安定してフォーカルコニック状態を得ることができ、
安定して表示を行うことができる。
Further, in this embodiment, the pretilt angle of the liquid crystal is set to 20 to 85 ° and the chiral pitch is set to 0.1 to 10 μm when no voltage is applied. Therefore, it will be described in the section “Means for solving the problems”. As described above, a stable focal conic state can be obtained when no voltage is applied,
The display can be performed stably.

【0066】また、本実施形態では、液晶層40を、分
子長軸側が分極しやすいポジ型のカイラルネマティック
液晶やコレステリック液晶により構成したので、電圧無
印加時に、液晶分子が螺旋状に捻れて配列し、フォーカ
ルコニック状態を得ることができ、電圧印加時に、素子
基板30と対向基板20間に発生した縦電界に沿うよう
に液晶分子が配列を変更し、ユニフォーム状態を得るこ
とができ、液晶層40を簡易にフォーカルコニック状態
とユニフォーム状態とにスイッチングすることができ
る。
Further, in this embodiment, the liquid crystal layer 40 is composed of the positive type chiral nematic liquid crystal or the cholesteric liquid crystal in which the long axis side of the molecule is easily polarized. Therefore, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules are spirally twisted and aligned. Then, a focal conic state can be obtained, and when the voltage is applied, the alignment of liquid crystal molecules can be changed so as to follow the vertical electric field generated between the element substrate 30 and the counter substrate 20, and a uniform state can be obtained. The 40 can be easily switched between the focal conic state and the uniform state.

【0067】しかしながら、本実施形態は、ポジ型の液
晶を用いる場合に限定されるものではなく、分子短軸側
が分極しやすいネガ型のカイラルネマティック液晶やコ
レステリック液晶を用いることもできる。この場合に
は、配向膜や電極等を適宜設計することにより、電圧無
印加時にユニフォーム状態、電圧印加時にフォーカルコ
ニック状態とすることができ、フォーカルコニック状態
とユニフォーム状態とにスイッチングすることができ
る。
However, the present embodiment is not limited to the case of using the positive type liquid crystal, and a negative type chiral nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal in which the minor axis side of the molecule is easily polarized can be used. In this case, by appropriately designing the alignment film, the electrodes, and the like, the uniform state can be obtained when no voltage is applied and the focal conic state can be obtained when a voltage is applied, and the focal conic state and the uniform state can be switched.

【0068】また、本実施形態では、素子基板30の光
入射側にフロントライト50を設ける構成としたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、フロントライト
50を設けず、外光のみを利用して表示を行う構成とし
ても良い。但し、本実施形態のように、フロントライト
50を設けた場合には、暗所でも表示を視認することが
できるため、好適である。なお、フロントライト50を
設ける場合には、フロントライト50を設けない場合に
比較して消費電力が大きくなるが、フロントライト50
は外光の明るさが不十分な場合にのみ点灯され、それ以
外では外光のみを利用して表示を行うため、常時バック
ライトを点灯する必要のある透過型液晶装置に比較し
て、その消費電力は極めて小さい。
Further, in the present embodiment, the front light 50 is provided on the light incident side of the element substrate 30, but the present invention is not limited to this, and the front light 50 is not provided, and only the external light is provided. It may be configured to display using. However, when the front light 50 is provided as in the present embodiment, the display can be visually recognized even in a dark place, which is preferable. It should be noted that when the front light 50 is provided, the power consumption becomes larger than that when the front light 50 is not provided.
Is turned on only when the brightness of external light is insufficient, and in other cases, the display is performed using only external light, so compared to a transmissive liquid crystal device that needs to always turn on the backlight, Power consumption is extremely low.

【0069】また、本実施形態では、素子基板30側を
光入射側(観察者側)としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、対向基板20側を光入射側としても
良い。この場合には、光入射側と反対側に配置される素
子基板30の液晶層40側表面に反射型ホログラムカラ
ーフィルタ22を形成し、この上に、TFT素子32、
画素電極33等を形成すれば良い。但し、本実施形態の
ように、素子基板30を光入射側とすることが好まし
く、この場合には、TFT素子32、画素電極33等を
基板本体31上に直接形成することができると共に、反
射型ホログラムカラーフィルタ22の上には、パターニ
ングが不要な共通電極23のみを形成すれば良いので、
製造工程の簡略化を図ることができる。
In this embodiment, the element substrate 30 side is the light incident side (observer side), but the present invention is not limited to this, and the counter substrate 20 side may be the light incident side. . In this case, the reflective hologram color filter 22 is formed on the surface of the element substrate 30 arranged on the side opposite to the light incident side on the liquid crystal layer 40 side, and the TFT element 32,
The pixel electrode 33 and the like may be formed. However, as in the present embodiment, it is preferable that the element substrate 30 is on the light incident side. In this case, the TFT element 32, the pixel electrode 33, etc. can be directly formed on the substrate body 31, and the reflection can be achieved. Since it is sufficient to form only the common electrode 23 that does not require patterning on the type hologram color filter 22,
The manufacturing process can be simplified.

【0070】また、本実施形態においては、反射型ホロ
グラムカラーフィルタ22の液晶層40側に共通電極2
3を形成したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、共通電極23の液晶層40側に、反射型ホログラム
カラーフィルタ22を形成する構成としても本実施形態
と同様の効果を得ることができる。
Further, in the present embodiment, the common electrode 2 is provided on the liquid crystal layer 40 side of the reflective hologram color filter 22.
However, the present invention is not limited to this, and the same effect as the present embodiment can be obtained even if the reflective hologram color filter 22 is formed on the liquid crystal layer 40 side of the common electrode 23. You can

【0071】また、本実施形態においては、光吸収体2
4を対向基板20の基板本体21の光入射側と反対側に
形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
光吸収体24は反射型ホログラムカラーフィルタ22の
光入射側と反対側であれば、いかなる箇所に設けても良
い。但し、本実施形態のように、基板本体21の光入射
側と反対側に光吸収体24を形成する場合には、液晶パ
ネルを製造した後、最後に光吸収体24を貼着すれば良
いため、製造工程を簡略化することができる。しかしな
がら、このような構成とした場合には、液晶層40がユ
ニフォーム状態の時に、反射型ホログラムカラーフィル
タ22を透過した光が、反射型ホログラムカラーフィル
タ22と基板本体21との界面や、基板本体21と光吸
収体24との界面で反射され、光吸収体24により吸収
されずに観察者側に戻り、黒表示の輝度が高くなる恐れ
がある。したがって、このような恐れがある場合には、
反射型ホログラムカラーフィルタ22の直下に光吸収体
24を設けることが好ましい。
Further, in this embodiment, the light absorber 2
4 is formed on the side of the counter substrate 20 opposite to the light incident side of the substrate body 21, but the present invention is not limited to this.
The light absorber 24 may be provided at any position as long as it is on the side opposite to the light incident side of the reflective hologram color filter 22. However, when the light absorber 24 is formed on the side opposite to the light incident side of the substrate body 21 as in the present embodiment, the light absorber 24 may be finally attached after the liquid crystal panel is manufactured. Therefore, the manufacturing process can be simplified. However, in the case of such a configuration, when the liquid crystal layer 40 is in the uniform state, the light transmitted through the reflective hologram color filter 22 is at the interface between the reflective hologram color filter 22 and the substrate body 21, or the substrate body. There is a possibility that the light will be reflected at the interface between the light absorber 21 and the light absorber 24, returned to the viewer side without being absorbed by the light absorber 24, and the brightness of black display will be increased. Therefore, if there is such a fear,
It is preferable to provide the light absorber 24 directly below the reflective hologram color filter 22.

【0072】また、本実施形態では、カラーフィルタと
して、反射型ホログラムカラーフィルタ22を形成する
構成としたが、本発明はこれに限定されるものではな
く、特定方向から入射した光を透過し、特定方向から入
射した特定波長の光を反射する機能を有する反射素子を
複数種類具備する反射型カラーフィルタであれば、いか
なる構造のカラーフィルタを形成しても良い。なお、本
実施形態で説明した反射型ホログラムカラーフィルタ2
2以外の反射型カラーフィルタとしては、選択反射性を
有するコレステリック液晶からなる反射素子を具備する
ものを例示することができる。但し、ホログラム素子は
集光機能を有するので、本実施形態のように、反射素子
としてホログラム素子を形成することにより、表示の明
るさとコントラストの向上を一層図ることができ、好適
である。
In this embodiment, the reflection hologram color filter 22 is formed as the color filter. However, the present invention is not limited to this, and the light incident from a specific direction is transmitted, A color filter having any structure may be formed as long as it is a reflective color filter having a plurality of types of reflective elements having a function of reflecting light of a specific wavelength incident from a specific direction. The reflective hologram color filter 2 described in this embodiment is used.
As a reflective color filter other than 2, a reflective color filter having a reflective element made of cholesteric liquid crystal having selective reflectivity can be exemplified. However, since the hologram element has a light condensing function, it is preferable to form the hologram element as the reflecting element as in the present embodiment because the display brightness and contrast can be further improved.

【0073】また、本実施形態では、TFT素子をスイ
ッチング素子として用いたアクティブマトリクス型の反
射型液晶装置10を取り上げて説明したが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、TFD(Thin-Film Diod
e)素子をスイッチング素子として用いたアクティブマ
トリクス型やパッシブマトリクス型等、いかなる駆動方
式の反射型液晶装置にも適用可能である。
Further, in the present embodiment, the active matrix type reflective liquid crystal device 10 using the TFT element as the switching element has been described, but the present invention is not limited to this, and TFD (Thin-Thin- Film Diod
e) The present invention can be applied to any type of reflective liquid crystal device such as an active matrix type or a passive matrix type using an element as a switching element.

【0074】[電子機器]次に、本発明の上記実施形態
の反射型液晶装置10を備えた電子機器の具体例につい
て説明する。図5(a)は、携帯電話の一例を示した斜
視図である。図5(a)において、500は携帯電話本
体を示し、501は前記の反射型液晶装置10を備えた
液晶表示部を示している。図5(b)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5(b)において、600は情報処理装置、
601はキーボードなどの入力部、603は情報処理本
体、602は前記の反射型液晶装置10を備えた液晶表
示部を示している。図5(c)は、腕時計型電子機器の
一例を示した斜視図である。図5(c)において、70
0は時計本体を示し、701は前記の反射型液晶装置1
0を備えた液晶表示部を示している。図5(a)〜
(c)に示す電子機器は、上記実施形態の反射型液晶装
置を備えたものであるので、明るい表示を実現すること
ができると共に、コントラストに優れ、表示品質に優れ
たものとなる。
[Electronic Equipment] Next, specific examples of electronic equipment provided with the reflective liquid crystal device 10 according to the above-described embodiment of the present invention will be described. FIG. 5A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 5A, reference numeral 500 denotes a mobile phone main body, and 501 denotes a liquid crystal display unit including the reflective liquid crystal device 10. FIG. 5B is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor and a personal computer. In FIG. 5B, 600 is an information processing device,
Reference numeral 601 denotes an input unit such as a keyboard, 603 denotes an information processing main body, and 602 denotes a liquid crystal display unit including the reflective liquid crystal device 10. FIG. 5C is a perspective view showing an example of a wrist watch type electronic device. In FIG. 5C, 70
Reference numeral 0 denotes a watch body, and 701 denotes the reflective liquid crystal device 1 described above.
0 shows a liquid crystal display section with 0. FIG. 5 (a)-
Since the electronic device shown in (c) includes the reflective liquid crystal device according to the above-described embodiment, it is possible to realize a bright display, excellent contrast, and excellent display quality.

【0075】[0075]

【実施例】次に、本発明に係る実施例及び従来例につい
て説明する。 (実施例1)配向膜の表面形状や配向膜材料を変えるこ
とにより、電圧無印加時の液晶のプレティルト角を0〜
90°の範囲で変え、それ以外は同一条件として、上記
実施形態と同様の、TFT素子を用いたアクティブマト
リクス型の反射型液晶装置を作製した。但し、フロント
ライトは設けなかった。また、カイラルネマティック液
晶により液晶層を構成し、セル厚を7.5μm、電圧無
印加時の液晶のカイラルピッチを7.0μmとした。同
一種類の反射型液晶装置を5個ずつ作製して、電圧無印
加時の液晶層を光入射側から顕微鏡で観察し、フォーカ
ルコニック状態の発生の有無、及び螺旋軸の方向制御の
可否について、下記判定基準に基づいて評価を行った。
EXAMPLES Next, examples according to the present invention and conventional examples will be described. (Example 1) By changing the surface shape of the alignment film and the material of the alignment film, the pretilt angle of the liquid crystal when no voltage is applied is set to 0 to 0.
An active matrix reflective liquid crystal device using a TFT element was manufactured in the same manner as in the above-described embodiment under the same conditions except that the change was made within the range of 90 °. However, no front light was provided. Further, a liquid crystal layer was constituted by a chiral nematic liquid crystal, the cell thickness was 7.5 μm, and the chiral pitch of the liquid crystal when no voltage was applied was 7.0 μm. Five reflective liquid crystal devices of the same type were manufactured, and the liquid crystal layer when no voltage was applied was observed with a microscope from the light incident side to determine whether a focal conic state occurred and whether the direction of the spiral axis could be controlled. The evaluation was performed based on the following criteria.

【0076】なお、フォーカルコニック状態が発生した
場合には、有効屈折率が異なる領域が交互に繰り返され
るので、色の濃い部分、色の淡い部分が縞状に繰り返さ
れているように観察される。また、螺旋軸の方向は、色
の濃い部分、淡い部分の延在方向に対して略垂直方向に
相当する。また、本実施例では、液晶層内において、少
なくとも部分的にフォーカルコニック状態が発生したも
のを、「フォーカルコニック状態が発生した」と評価し
た。
When the focal conic state occurs, regions having different effective refractive indices are alternately repeated, so that it is observed that dark-colored portions and light-colored portions are repeated in stripes. . The direction of the spiral axis corresponds to a direction substantially perpendicular to the extending direction of the dark and light portions. Further, in this example, a liquid crystal layer in which at least a focal conic state was generated was evaluated as “a focal conic state was generated”.

【0077】<フォーカルコニック状態の発生の有無> 判定基準 ○:すべての反射型液晶装置において、フォーカルコニ
ック状態が発生した。 △:フォーカルコニック状態が発生したものもあった
が、発生しなかったものもあった。 ×:すべての反射型液晶装置において、フォーカルコニ
ック状態が発生しなかった。
<Presence or Absence of Focal Conic State> Criteria O: Focal conic state occurred in all reflective liquid crystal devices. Δ: Some had a focal conic state, but some did not. X: The focal conic state did not occur in all reflective liquid crystal devices.

【0078】<螺旋軸の方向制御の可否> 判定基準 ○:個々の反射型液晶装置の液晶層内の全体に渡って、
螺旋軸が略同一方向に揃っており、かつ、すべての反射
型液晶装置の液晶の螺旋軸が略同一方向に揃っていた。 ×:個々の反射型液晶装置の液晶層内に、螺旋軸の方向
の異なる複数のフォーカルコニック状態が発生してい
た。若しくは、個々の反射型液晶装置の液晶層内の全体
に渡って、螺旋軸が略同一方向に揃っていたが、すべて
の反射型液晶装置の液晶の螺旋軸を揃えることができな
かった。
<Possibility of Controlling Direction of Helical Axis> Judgment Criteria ◯: The entire liquid crystal layer of each reflection type liquid crystal device,
The spiral axes were aligned in substantially the same direction, and the liquid crystal spiral axes of all reflective liquid crystal devices were aligned in the same direction. X: A plurality of focal conic states having different spiral axis directions were generated in the liquid crystal layer of each reflective liquid crystal device. Alternatively, the spiral axes of the liquid crystal layers of the individual reflective liquid crystal devices are aligned in substantially the same direction, but the spiral axes of the liquid crystals of all the reflective liquid crystal devices cannot be aligned.

【0079】<結果>実施例1において得られた評価結
果を表1に示す。表1に示すように、液晶のプレティル
ト角が0°では、すべての反射型液晶装置について、フ
ォーカルコニック状態が発生しなかった。また、液晶の
プレティルト角が5°では、フォーカルコニック状態が
発生したものもあったが、発生しなかったものもあり、
安定してフォーカルコニック状態を発生させることがで
きなかった。これに対して、液晶のプレティルト角が2
0〜90°では、すべての反射型液晶装置について、少
なくとも部分的にフォーカルコニック状態が発生した。
<Results> Table 1 shows the evaluation results obtained in Example 1. As shown in Table 1, when the pretilt angle of the liquid crystal was 0 °, the focal conic state did not occur in all reflective liquid crystal devices. Also, when the pretilt angle of the liquid crystal was 5 °, some of the focal conic states occurred, but some did not.
It was not possible to stably generate the focal conic state. On the other hand, the pretilt angle of the liquid crystal is 2
At 0 to 90 °, the focal conic state occurred at least partially in all the reflective liquid crystal devices.

【0080】このように、液晶のプレティルト角が5〜
90°では、少なくとも部分的にフォーカルコニック状
態を得ることができたが、液晶のプレティルト角が5°
若しくは90°では、螺旋軸の方向を略同一方向に制御
することができず、液晶のプレティルト角を20〜85
°とすることにより、個々の反射型液晶装置の液晶層内
の全体に渡って、螺旋軸を略同一方向に揃えることがで
きると共に、すべての反射型液晶装置の液晶の螺旋軸を
略同一方向に揃えることができ、螺旋軸の方向を良好に
制御することができた。以上の結果から、液晶のプレテ
ィルト角を20〜85°とすることにより、フォーカル
コニック状態を安定して発生させることができると共
に、液晶の螺旋軸を良好に制御することができることが
判明した。
As described above, the pretilt angle of the liquid crystal is 5 to
At 90 °, a focal conic state could be obtained at least partially, but the pretilt angle of the liquid crystal was 5 °.
Alternatively, at 90 °, the directions of the spiral axes cannot be controlled in substantially the same direction, and the pretilt angle of the liquid crystal is 20 to 85.
By setting the angle to °, it is possible to align the spiral axes in substantially the same direction over the entire liquid crystal layer of each reflective liquid crystal device, and at the same time, set the spiral axes of the liquid crystal in all reflective liquid crystal devices in substantially the same direction. And the direction of the spiral axis could be well controlled. From the above results, it was found that by setting the pretilt angle of the liquid crystal to 20 to 85 °, the focal conic state can be stably generated and the spiral axis of the liquid crystal can be well controlled.

【0081】[0081]

【表1】 [Table 1]

【0082】(実施例2)電圧無印加時の液晶のカイラ
ルピッチを0.05〜15.0μmの範囲で変え、それ
以外は同一条件として、上記実施形態と同様の、TFT
素子を用いたアクティブマトリクス型の反射型液晶装置
を作製した。但し、フロントライトは設けなかった。ま
た、カイラルネマティック液晶により液晶層を構成し、
セル厚を7.5μm、電圧無印加時の液晶のプレティル
ト角を70°とした。得られた反射型液晶装置につい
て、素子基板の基板面の法線方向に対して20°ずれた
方向から光を照射し、回折現象の発生の有無を下記基準
に基づいて評価した。
Example 2 The same TFT as in the above-described embodiment was used under the same conditions except that the chiral pitch of the liquid crystal when no voltage was applied was changed in the range of 0.05 to 15.0 μm.
An active matrix reflective liquid crystal device using the device was manufactured. However, no front light was provided. In addition, the liquid crystal layer is composed of chiral nematic liquid crystal,
The cell thickness was 7.5 μm, and the pretilt angle of the liquid crystal when no voltage was applied was 70 °. The obtained reflective liquid crystal device was irradiated with light from a direction deviated from the normal direction of the substrate surface of the element substrate by 20 °, and the presence or absence of the diffraction phenomenon was evaluated based on the following criteria.

【0083】<回折現象の発生の有無> 判定基準 ○:素子基板に入射した光の入射角(20°)と、対向
基板側から出射された光の出射角とが等しくなく、回折
現象が発生した。 ×:素子基板に入射した光の入射角(20°)と、対向
基板側から出射された光の出射角とが略等しく、回折現
象が発生しなかった。 なお、素子基板に入射した光の入射角(20°)と、対
向基板側から出射された光の出射角とのずれが2.0°
未満であった場合を略等しいとし、それ以上ずれていた
場合を等しくないとした。
<Presence or Absence of Diffraction Phenomenon> Judgment Criteria ◯: The incident angle (20 °) of the light incident on the element substrate and the emission angle of the light emitted from the counter substrate side are not equal, and the diffraction phenomenon occurs. did. X: The incident angle (20 °) of the light incident on the element substrate and the emission angle of the light emitted from the counter substrate side were substantially equal to each other, and the diffraction phenomenon did not occur. The deviation between the incident angle (20 °) of the light incident on the element substrate and the emission angle of the light emitted from the counter substrate side is 2.0 °.
When it is less than, it is considered to be almost equal, and when it is more than that, it is not considered to be equal.

【0084】<結果>実施例2において得られた評価結
果を表2に示す。表2に示すように、電圧無印加時の液
晶のカイラルピッチが0.05μm及び15.0μmの
時には回折現象が発生せず、電圧無印加時の液晶のカイ
ラルピッチを0.1〜10.0μmとすることにより、
回折現象を発生させることができることが判明した。
<Results> Table 2 shows the evaluation results obtained in Example 2. As shown in Table 2, no diffraction phenomenon occurs when the liquid crystal chiral pitch is 0.05 μm and 15.0 μm when no voltage is applied, and the liquid crystal chiral pitch when no voltage is applied is 0.1 to 10.0 μm. By
It has been found that a diffraction phenomenon can be generated.

【0085】[0085]

【表2】 [Table 2]

【0086】(実施例3)上記実施形態と同様の、TF
T素子を用いたアクティブマトリクス型の反射型液晶装
置を作製した。但し、フロントライトは設けなかった。
また、カイラルネマティック液晶により液晶層を構成
し、電圧無印加時における液晶のプレティルト角は60
°、カイラルピッチは4.0μmとした。
Example 3 The same TF as in the above embodiment
An active matrix reflective liquid crystal device using a T element was manufactured. However, no front light was provided.
The liquid crystal layer is composed of chiral nematic liquid crystal, and the pretilt angle of the liquid crystal is 60 when no voltage is applied.
And the chiral pitch was 4.0 μm.

【0087】(従来例)従来の顔料分散型のカラーフィ
ルタと、カラーフィルタの光入射側と反対側に形成され
た光反射板と、光入射側の基板の外側に形成された偏光
子と位相差板とを具備する、従来のTFT素子を用いた
アクティブマトリクス型の反射型液晶装置を作製した。
(Conventional Example) A conventional pigment dispersion type color filter, a light reflecting plate formed on the side opposite to the light incident side of the color filter, and a polarizer formed on the outer side of the substrate on the light incident side. An active matrix reflection type liquid crystal device using a conventional TFT element, which is provided with a retardation plate, was manufactured.

【0088】<評価及び結果>上記実施例3において得
られた反射型液晶装置の表示面の法線方向から20°ず
れた方向に光源を設置し、反射型液晶装置の表示の明る
さとコントラストを測定したところ、明るさは80%、
コントラストは30であり、鮮やかなカラー表示を得る
ことができた。これに対して、従来例において得られた
反射型液晶装置の明るさとコントラストを同様に測定し
たところ、明るさは30%、コントラストは20であっ
た。なお、明るさは、標準白色板の明るさを100%と
した時の相対値を示している。このように、本発明によ
れば、偏光子を用いた従来の反射型液晶装置に比較して
明るさを倍以上とすることができると共に、高いコント
ラストを得ることができ、鮮やかなカラー表示を得るこ
とができることが判明した。
<Evaluation and Results> A light source was installed in a direction displaced by 20 ° from the normal line direction of the display surface of the reflection type liquid crystal device obtained in the above Example 3, and the display brightness and contrast of the reflection type liquid crystal device were adjusted. When measured, the brightness is 80%,
The contrast was 30, and vivid color display could be obtained. On the other hand, when the brightness and contrast of the reflection type liquid crystal device obtained in the conventional example were measured in the same manner, the brightness was 30% and the contrast was 20. The brightness indicates a relative value when the brightness of the standard white plate is 100%. As described above, according to the present invention, the brightness can be more than doubled as compared with the conventional reflective liquid crystal device using the polarizer, high contrast can be obtained, and vivid color display can be achieved. It turns out that you can get.

【0089】[0089]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、光入射側と反対側に位置する基板の液晶層側
に、特定方向から入射した光を透過し、特定方向から入
射した特定波長の光を反射する複数種類の反射素子を具
備してなる反射型カラーフィルタを設けると共に、反射
型カラーフィルタの光入射側と反対側に光吸収体を形成
し、液晶層をユニフォーム状態とフォーカルコニック状
態とにスイッチングすることにより表示を行う構成を採
用したので、明るい表示を実現することができると共
に、コントラストに優れ、表示品質に優れた反射型液晶
装置を提供することができる。また、本発明の反射型液
晶装置を備えることにより、明るい表示を実現すること
ができると共に、コントラストに優れ、表示品質に優れ
た電子機器を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the light incident from a specific direction is transmitted to the liquid crystal layer side of the substrate located on the side opposite to the light incident side and is incident from the specific direction. In addition to providing a reflective color filter that is equipped with multiple types of reflective elements that reflect light of the specified wavelength, a light absorber is formed on the opposite side of the reflective color filter from the light incident side, and the liquid crystal layer is in a uniform state. Since the configuration is adopted in which the display is performed by switching to the focal conic state, it is possible to realize a bright display, and it is possible to provide a reflective liquid crystal device having excellent contrast and excellent display quality. In addition, by providing the reflective liquid crystal device of the present invention, it is possible to provide an electronic device that can realize a bright display and has excellent contrast and display quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 図1は、本発明に係る実施形態の反射型液晶
装置の分解概略斜視図である。
FIG. 1 is an exploded schematic perspective view of a reflective liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図2(a)、(b)は、本発明に係る実施形
態の反射型液晶装置の概略断面図である。
2A and 2B are schematic cross-sectional views of a reflective liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.

【図3】 図3は、本発明に係る実施形態の反射型液晶
装置の表示機構を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a display mechanism of a reflective liquid crystal device according to an embodiment of the present invention.

【図4】 図4は、本発明に係る実施形態の反射型液晶
装置の表示機構を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a display mechanism of the reflective liquid crystal device according to the embodiment of the present invention.

【図5】 図5(a)は、上記実施形態の反射型液晶装
置を備えた携帯電話の一例を示す図、図5(b)は、上
記実施形態の反射型液晶装置を備えた携帯型情報処理装
置の一例を示す図、図5(c)は、上記実施形態の反射
型液晶装置を備えた腕時計型電子機器の一例を示す図で
ある。
5A is a diagram showing an example of a mobile phone provided with the reflective liquid crystal device of the above embodiment, and FIG. 5B is a portable device provided with the reflective liquid crystal device of the above embodiment. FIG. 5C is a diagram showing an example of the information processing device, and FIG. 5C is a diagram showing an example of a wristwatch type electronic device including the reflection type liquid crystal device of the embodiment.

【図6】 図6は、螺旋軸が基板面に対して平行な時の
フォーカルコニック状態の液晶層を光入射側から見た時
の平面図を模式的に示す図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a plan view of a liquid crystal layer in a focal conic state when the spiral axis is parallel to the substrate surface, as seen from the light incident side.

【図7】 図7(a)〜(d)は、液晶層がフォーカル
コニック状態の時に、液晶のプレティルト角を20〜8
5°とすることが好適な理由について説明するための図
である。
7 (a) to 7 (d) show that the liquid crystal layer has a pretilt angle of 20 to 8 when the liquid crystal layer is in the focal conic state.
It is a figure for demonstrating the reason why it is suitable to set it as 5 degrees.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 反射型液晶装置 30 素子基板(第1の基板) 20 対向基板(第2の基板) 21、31 基板本体 22 反射型ホログラムカラーフィルタ(反射型カラー
フィルタ) 22R、22G、22B ホログラム素子(反射素子) 22A 遮光層 24 光吸収体 40 液晶層 25、36 配向膜 1 ドット 50 フロントライト(照明手段)
10 Reflective Liquid Crystal Device 30 Element Substrate (First Substrate) 20 Counter Substrate (Second Substrate) 21, 31 Substrate Body 22 Reflective Hologram Color Filter (Reflective Color Filter) 22R, 22G, 22B Hologram Element (Reflective Element) ) 22A light-shielding layer 24 light absorber 40 liquid crystal layers 25 and 36 alignment film 1 dot 50 front light (illuminating means)

───────────────────────────────────────────────────── 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) G02B 5/32 G02B 5/32 Fターム(参考) 2H042 AA09 AA26 2H048 BA04 BA64 BB02 BB10 BB44 2H049 AA02 AA06 AA12 AA25 AA33 AA60 AA61 AA65 CA01 CA05 CA08 CA09 CA15 CA22 2H091 FA02Y FA14Y FA19Y FA34Z KA03 KA05 LA17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 5/32 G02B 5/32 F term (reference) 2H042 AA09 AA26 2H048 BA04 BA64 BB02 BB10 BB44 2H049 AA02 AA06 AA12 AA25 AA33 AA60 AA61 AA65 CA01 CA05 CA08 CA09 CA15 CA22 2H091 FA02Y FA14Y FA19Y FA34Z KA03 KA05 LA17

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向配置された第1の基板と第2の基板
と、これら一対の基板間に挟持された液晶層とを具備す
る反射型液晶装置において、 前記液晶層をフォーカルコニック状態とユニフォーム状
態とにスイッチングすることが可能であると共に、 前記第1の基板側が光入射側であり、 前記第2の基板の液晶層側に、前記第1の基板に入射す
る光の入射方向と略同一方向から入射した光については
透過し、前記液晶層がフォーカルコニック状態の時に、
前記液晶層に入射し、前記液晶層により回折された特定
波長の光については反射する複数種類の反射素子を具備
してなり、異なる種類の反射素子は異なる波長の光を反
射する、反射型カラーフィルタが形成され、 該反射型カラーフィルタの光入射側と反対側に光吸収体
が形成されていることを特徴とする反射型液晶装置。
1. A reflection type liquid crystal device comprising a first substrate and a second substrate which are arranged to face each other, and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, wherein the liquid crystal layer is in a focal conic state and a uniform state. The first substrate side is the light incident side, and the liquid crystal layer side of the second substrate is substantially the same as the incident direction of the light incident on the first substrate. The light incident from the direction is transmitted, and when the liquid crystal layer is in the focal conic state,
A reflective color that includes a plurality of types of reflective elements that reflect light of a specific wavelength that is incident on the liquid crystal layer and diffracted by the liquid crystal layer, and different types of reflective elements reflect light of different wavelengths. A reflective liquid crystal device, wherein a filter is formed, and a light absorber is formed on a side opposite to a light incident side of the reflective color filter.
【請求項2】 前記液晶層が、カイラルネマティック液
晶若しくはコレステリック液晶からなることを特徴とす
る請求項1に記載の反射型液晶装置。
2. The reflective liquid crystal device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is made of chiral nematic liquid crystal or cholesteric liquid crystal.
【請求項3】 前記液晶層がフォーカルコニック状態の
時に、液晶のプレティルト角が20〜85°、カイラル
ピッチが0.1〜10μmであることを特徴とする請求
項1又は請求項2に記載の反射型液晶装置。
3. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the liquid crystal layer has a pretilt angle of 20 to 85 ° and a chiral pitch of 0.1 to 10 μm when the liquid crystal layer is in the focal conic state. Reflective liquid crystal device.
【請求項4】 前記第1の基板の光入射側に、特定方向
に光を出射する照明手段を具備することを特徴とする請
求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の反射型
液晶装置。
4. The reflection according to any one of claims 1 to 3, further comprising illumination means for emitting light in a specific direction on a light incident side of the first substrate. Type liquid crystal device.
【請求項5】 前記反射型カラーフィルタの各反射素子
の光反射方向が、観察者の観察方向に設定されているこ
とを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1
項に記載の反射型液晶装置。
5. The light reflection direction of each reflection element of the reflection type color filter is set to an observation direction of an observer.
A reflective liquid crystal device according to item.
【請求項6】 前記液晶層をフォーカルコニック状態と
ユニフォーム状態との間で段階的に変化させることが可
能であることを特徴とする請求項1から請求項5までの
いずれか1項に記載の反射型液晶装置。
6. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein the liquid crystal layer can be changed stepwise between a focal conic state and a uniform state. Reflective liquid crystal device.
【請求項7】 前記反射型カラーフィルタが、前記反射
素子としてホログラム素子を具備する反射型ホログラム
カラーフィルタであることを特徴とする請求項1から請
求項6までのいずれか1項に記載の反射型液晶装置。
7. The reflection according to claim 1, wherein the reflection-type color filter is a reflection-type hologram color filter including a hologram element as the reflection element. Type liquid crystal device.
【請求項8】 請求項1から請求項7までのいずれか1
項に記載の反射型液晶装置を備えたことを特徴とする電
子機器。
8. Any one of claims 1 to 7
An electronic device comprising the reflective liquid crystal device according to the item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018150629A1 (en) * 2017-02-16 2018-08-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 Optical device and method for manufacturing optical device

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