JP2003207773A - コレステリック層を備えた基板およびその基板を備えた表示装置 - Google Patents
コレステリック層を備えた基板およびその基板を備えた表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 色付きがなく色調の質が高い、かつ明るい表
示画面を実現することができ、電気回路を設けるにあた
って制約の少ない基板、およびその基板を備えた表示装
置を提供するとともに、半透過型カラー液晶表示装置に
おいても、透過表示時と反射表示時との色コントラスト
に優れる液晶表示基材およびその基材を備えた表示装置
を提供する。 【解決手段】 光透過性基材上に、所定のパターンにし
たがって光学的窓が設けられたコレステリック層が形成
された基板を備えた半透過型液晶表示装置とする。
示画面を実現することができ、電気回路を設けるにあた
って制約の少ない基板、およびその基板を備えた表示装
置を提供するとともに、半透過型カラー液晶表示装置に
おいても、透過表示時と反射表示時との色コントラスト
に優れる液晶表示基材およびその基材を備えた表示装置
を提供する。 【解決手段】 光透過性基材上に、所定のパターンにし
たがって光学的窓が設けられたコレステリック層が形成
された基板を備えた半透過型液晶表示装置とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半透過型の液晶表
示装置及びその液晶表示装置に使用される基板に関す
る。
示装置及びその液晶表示装置に使用される基板に関す
る。
【０００２】
【従来技術】液晶表示装置はノート型パーソナルコンピ
ュータ、デスクトップ型パーソナルコンピュータのモニ
ター、カーナビゲーションシステム、関数電卓、小〜中
型テレビジョンセット、家庭用電化製品など様々な分野
に応用されている。なかでも反射型液晶表示装置は、バ
ックライトが不要であることから低消費電力、かつ薄型
軽量といった特長を活かして、モバイルＰＣ等の携帯機
器用ディスプレイヘの応用が始められている。しかしな
がら、従来の反射型液晶表示装置は、外光を利用して表
示するものなので、使用される環境が暗いと表示画面も
暗くなる。特に暗闇では全く表示画面を見ることができ
ず、使用に耐えない。
ュータ、デスクトップ型パーソナルコンピュータのモニ
ター、カーナビゲーションシステム、関数電卓、小〜中
型テレビジョンセット、家庭用電化製品など様々な分野
に応用されている。なかでも反射型液晶表示装置は、バ
ックライトが不要であることから低消費電力、かつ薄型
軽量といった特長を活かして、モバイルＰＣ等の携帯機
器用ディスプレイヘの応用が始められている。しかしな
がら、従来の反射型液晶表示装置は、外光を利用して表
示するものなので、使用される環境が暗いと表示画面も
暗くなる。特に暗闇では全く表示画面を見ることができ
ず、使用に耐えない。
【０００３】こうした問題に対し、暗い環境では透過型
液晶表示装置として利用できるように、反射板を半透過
反射板、例えばハーフミラーとして、バックライトを備
えた半透過型液晶表示装置が開発されてきている。この
ようなハーフミラーを形成する方法として、図１にその
使用例が示されているように、真空蒸着法等で製造した
光半透過性の金属薄膜を反射面全面に配置する方法（以
下において「金属薄膜法」という。）と、図２に示され
ているように、反射電極として配置したアルミニウム等
の全反射金属板部分と透過電極として配置した透明部分
とを交互に設け、両者の面積率に応じて反射と透過とを
コントロールする方法（以下において「面積分割法」と
いう。）とがある。このような金属薄膜法による半透過
性の膜を利用した表示装置は廉価タイプのゲーム機など
に実用化されている。また、面積分割法によるハーフミ
ラーは、屋外使用機会の多いデジタルカメラ、携帯電話
等の表示装置に実用化されている。さらに、これらの液
晶表示装置では、カラーフィルタを具備することによ
り、カラー表示が可能となる。
液晶表示装置として利用できるように、反射板を半透過
反射板、例えばハーフミラーとして、バックライトを備
えた半透過型液晶表示装置が開発されてきている。この
ようなハーフミラーを形成する方法として、図１にその
使用例が示されているように、真空蒸着法等で製造した
光半透過性の金属薄膜を反射面全面に配置する方法（以
下において「金属薄膜法」という。）と、図２に示され
ているように、反射電極として配置したアルミニウム等
の全反射金属板部分と透過電極として配置した透明部分
とを交互に設け、両者の面積率に応じて反射と透過とを
コントロールする方法（以下において「面積分割法」と
いう。）とがある。このような金属薄膜法による半透過
性の膜を利用した表示装置は廉価タイプのゲーム機など
に実用化されている。また、面積分割法によるハーフミ
ラーは、屋外使用機会の多いデジタルカメラ、携帯電話
等の表示装置に実用化されている。さらに、これらの液
晶表示装置では、カラーフィルタを具備することによ
り、カラー表示が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属薄膜法に
おいては、光の利用効率が５０％未満であり、表示画面
の明るさは透過型表示装置あるいは反射型表示装置と比
べて著しく劣るという問題があった。また、面積分割法
に使用される金属板では、いわゆる色つき現象があり、
反射光の色調の質が低下するという問題もあった。さら
に、これらの金属薄膜や、金属板には導電性があるた
め、それらに直接接触する形で電気回路を設けることが
不可能であり、表示装置設計上の制約となっていた。
おいては、光の利用効率が５０％未満であり、表示画面
の明るさは透過型表示装置あるいは反射型表示装置と比
べて著しく劣るという問題があった。また、面積分割法
に使用される金属板では、いわゆる色つき現象があり、
反射光の色調の質が低下するという問題もあった。さら
に、これらの金属薄膜や、金属板には導電性があるた
め、それらに直接接触する形で電気回路を設けることが
不可能であり、表示装置設計上の制約となっていた。
【０００５】また、図２に示すように従来の半透過型カ
ラー液晶表示装置では、透過表示時と反射表示時で、カ
ラーフィルタを通過する光路に差が生じるため、透過時
と反射時とで表示の明るさが異なるといった問題があっ
た。
ラー液晶表示装置では、透過表示時と反射表示時で、カ
ラーフィルタを通過する光路に差が生じるため、透過時
と反射時とで表示の明るさが異なるといった問題があっ
た。
【０００６】そこで、本発明は、色付きがなく色調の質
が高い、かつ明るい表示画面を実現することができ、電
気回路を設けるにあたって制約の少ない基板、およびそ
の基板を備えた表示装置を提供するとともに、半透過型
カラー液晶表示装置においても、透過表示時と反射表示
時との色コントラストに優れる液晶表示基材およびその
基材を備えた表示装置を提供することを課題とする。
が高い、かつ明るい表示画面を実現することができ、電
気回路を設けるにあたって制約の少ない基板、およびそ
の基板を備えた表示装置を提供するとともに、半透過型
カラー液晶表示装置においても、透過表示時と反射表示
時との色コントラストに優れる液晶表示基材およびその
基材を備えた表示装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】以下、本発明について説
明する。近年コレステリック液晶、又はカイラルネマチ
ック液晶を薄膜形成し、それをポリマー化したフィルム
（本願において「コレステリック層」という。）が入手
可能となった。このようなコレステリック層は、液晶デ
ィスプレーセル製造工程時の２１０〜２４０℃前後の高
温にさらされた後でも物理的、光学的、化学的に安定し
た性能を示す。コレステリック層により構成された反射
層は、その一主面に到達する入射光のうち左円偏光成分
又は右円偏光成分を選択反射し、残りの成分を透過する
機能を有している。また、螺旋ピッチの異なる層を積層
することにより、反射光の波長バンド幅を広帯域にし
て、いわゆる色付きのない反射層（以下において「白色
反射層」という。）を形成することができる。
明する。近年コレステリック液晶、又はカイラルネマチ
ック液晶を薄膜形成し、それをポリマー化したフィルム
（本願において「コレステリック層」という。）が入手
可能となった。このようなコレステリック層は、液晶デ
ィスプレーセル製造工程時の２１０〜２４０℃前後の高
温にさらされた後でも物理的、光学的、化学的に安定し
た性能を示す。コレステリック層により構成された反射
層は、その一主面に到達する入射光のうち左円偏光成分
又は右円偏光成分を選択反射し、残りの成分を透過する
機能を有している。また、螺旋ピッチの異なる層を積層
することにより、反射光の波長バンド幅を広帯域にし
て、いわゆる色付きのない反射層（以下において「白色
反射層」という。）を形成することができる。
【０００８】本発明の第１の態様では、光透過性基材
（３ｂ）上に所定のパターンにしたがって光学的窓が設
けられたコレステリック層（９）が形成された基板を提
供して前記課題を解決する。
（３ｂ）上に所定のパターンにしたがって光学的窓が設
けられたコレステリック層（９）が形成された基板を提
供して前記課題を解決する。
【０００９】この第１の態様の基板によれば、金属板を
使用して反射をする際に現れる色付き現象がなく、質の
高い白色反射光を得ることができる。また、金属薄膜を
半透過性材料として使用した場合と比較した場合、光の
吸収がほとんどないので、光利用効率の高い反射層を実
現することができる。
使用して反射をする際に現れる色付き現象がなく、質の
高い白色反射光を得ることができる。また、金属薄膜を
半透過性材料として使用した場合と比較した場合、光の
吸収がほとんどないので、光利用効率の高い反射層を実
現することができる。
【００１０】上記基板において、コレステリック層の円
偏光反射率は９０〜１００％とすることが好ましい。こ
のような高い反射率の設定により十分な反射を得ること
ができ、光利用効率を高めることが可能となる。
偏光反射率は９０〜１００％とすることが好ましい。こ
のような高い反射率の設定により十分な反射を得ること
ができ、光利用効率を高めることが可能となる。
【００１１】本発明の第２の態様では、前記第１の態様
にかかる基板を備えた半透過型液晶表示装置（Ｄ）によ
り前記課題を解決する。
にかかる基板を備えた半透過型液晶表示装置（Ｄ）によ
り前記課題を解決する。
【００１２】この第２の態様の液晶表示装置によれば、
反射光に色付き現象がなく、光利用効率の高い液晶表示
装置を得ることができる。
反射光に色付き現象がなく、光利用効率の高い液晶表示
装置を得ることができる。
【００１３】前記態様の液晶表示装置においてコレステ
リック層の光透過性基材側に電気回路を設けてもよい。
リック層の光透過性基材側に電気回路を設けてもよい。
【００１４】このように構成した場合には、コレステリ
ック層自体が電気的に絶縁性を有しているので、反射層
として金属板や金属薄膜を使用した場合のように、電気
回路との間に絶縁層を設ける必要がない。したがって、
液晶表示装置の必要構成を簡素化、軽減化することがで
き、同時に設計上の自由度を高めることができる。
ック層自体が電気的に絶縁性を有しているので、反射層
として金属板や金属薄膜を使用した場合のように、電気
回路との間に絶縁層を設ける必要がない。したがって、
液晶表示装置の必要構成を簡素化、軽減化することがで
き、同時に設計上の自由度を高めることができる。
【００１５】また、第３の態様の表示装置によれば、前
記コレステリック層の上部に配置された第一カラーフィ
ルタ層と、さらに前記光学的窓が設けられた部分の上部
に配置された第二カラーフィルタ層とを備えることがで
きる。また、前記の第二カラーフィルタ層を、コレステ
リック層中の前記光学的窓が設けられた部分に配置する
ことが好ましい。このように、カラーフィルタ層を配置
することにより、透過時のカラーフィルタを通過した光
の色調と、反射時のカラーフィルタを通過した光の色調
を調整することができる。
記コレステリック層の上部に配置された第一カラーフィ
ルタ層と、さらに前記光学的窓が設けられた部分の上部
に配置された第二カラーフィルタ層とを備えることがで
きる。また、前記の第二カラーフィルタ層を、コレステ
リック層中の前記光学的窓が設けられた部分に配置する
ことが好ましい。このように、カラーフィルタ層を配置
することにより、透過時のカラーフィルタを通過した光
の色調と、反射時のカラーフィルタを通過した光の色調
を調整することができる。
【００１６】さらに、コレステリック層の上部にカラー
フィルタ層を備え、前記光学的窓を有する部分の前記カ
ラーフィルタ層の光透過率を、前記光学的窓を有しない
部分の前記カラーフィルタ層の光透過率よりも高くする
ことによっても、透過表示時と反射表示時との表示色調
を調整することもできる。
フィルタ層を備え、前記光学的窓を有する部分の前記カ
ラーフィルタ層の光透過率を、前記光学的窓を有しない
部分の前記カラーフィルタ層の光透過率よりも高くする
ことによっても、透過表示時と反射表示時との表示色調
を調整することもできる。
【００１７】本発明のこのような作用及び利得は、次に
説明する実施の形態から明らかにされる。
説明する実施の形態から明らかにされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施形態
に基づき説明する。本発明にかかる基板を備えた表示装
置は、例えば半透過型液晶表示装置として構成すること
が可能である。以下における実施形態では、本発明を半
透過型液晶表示装置に適用した場合の一例について説明
する。はじめに白色反射層を構成する広帯域反射型コレ
ステリック層を基板上に形成する方法について説明す
る。次に基板上のコレステリック層が透明層と所定の面
積比となるようにパターンを形成する方法について述べ
る。そして、その後にコレステリック層による白色反射
層を備えた半透過型液晶表示装置の構成等について説明
することとする。
に基づき説明する。本発明にかかる基板を備えた表示装
置は、例えば半透過型液晶表示装置として構成すること
が可能である。以下における実施形態では、本発明を半
透過型液晶表示装置に適用した場合の一例について説明
する。はじめに白色反射層を構成する広帯域反射型コレ
ステリック層を基板上に形成する方法について説明す
る。次に基板上のコレステリック層が透明層と所定の面
積比となるようにパターンを形成する方法について述べ
る。そして、その後にコレステリック層による白色反射
層を備えた半透過型液晶表示装置の構成等について説明
することとする。
【００１９】（広帯域反射型コレステリック層（白色反
射層）の形成方法）コレステリック層により形成された
反射層は、その一主面に到達する入射光のうち左円偏光
成分又は右円偏光成分を選択反射し、残りの成分を透過
する機能を有している。このような反射層の層厚を所定
厚以上に保つことにより、選択反射されるべき偏光成分
のほぼ全量を反射させることができる。また、螺旋ピッ
チの異なる液晶層を積層することにより、反射光の波長
バンド幅を広帯域にして、いわゆる色付きのない白色反
射層を形成することができる。これらについては特開２
００１−４８４３の公報において、本願発明者らにより
詳細な開示がなされている。
射層）の形成方法）コレステリック層により形成された
反射層は、その一主面に到達する入射光のうち左円偏光
成分又は右円偏光成分を選択反射し、残りの成分を透過
する機能を有している。このような反射層の層厚を所定
厚以上に保つことにより、選択反射されるべき偏光成分
のほぼ全量を反射させることができる。また、螺旋ピッ
チの異なる液晶層を積層することにより、反射光の波長
バンド幅を広帯域にして、いわゆる色付きのない白色反
射層を形成することができる。これらについては特開２
００１−４８４３の公報において、本願発明者らにより
詳細な開示がなされている。
【００２０】図３に示されるように、本発明にかかる実
施形態の一例である白色反射層２０は、光透過性基材２
２と、この光透過性基材２２上に形成された積層体２４
とから構成されている。この積層体２４は、例えばコレ
ステリック液晶等（カイラルネマチック液晶を含む。）
のコレステリック規則性を有する複数の液晶層２５Ａ、
２５Ｂ、２５Ｃ・・・を、各液晶層における液晶分子の
旋回方向が同一で、分子螺旋軸が前記液晶層を厚さ方向
に横断するように積層したものである。前記各液晶層２
５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ・・・は、その分子螺旋の１ピッ
チ（ヘリカルピッチ）当たりの距離が相互に異なる。ま
た、各液晶層２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ・・・の厚さは、
入射する対応波長光の右旋又は左旋円偏光成分の一方を
最大反射率で反射するための必要厚さ以上に形成されて
いる。積層体２４は、一方の円偏光成分を最大反射率で
反射し、かつ、右旋又は左旋円偏光成分の他方を透過す
る。
施形態の一例である白色反射層２０は、光透過性基材２
２と、この光透過性基材２２上に形成された積層体２４
とから構成されている。この積層体２４は、例えばコレ
ステリック液晶等（カイラルネマチック液晶を含む。）
のコレステリック規則性を有する複数の液晶層２５Ａ、
２５Ｂ、２５Ｃ・・・を、各液晶層における液晶分子の
旋回方向が同一で、分子螺旋軸が前記液晶層を厚さ方向
に横断するように積層したものである。前記各液晶層２
５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ・・・は、その分子螺旋の１ピッ
チ（ヘリカルピッチ）当たりの距離が相互に異なる。ま
た、各液晶層２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ・・・の厚さは、
入射する対応波長光の右旋又は左旋円偏光成分の一方を
最大反射率で反射するための必要厚さ以上に形成されて
いる。積層体２４は、一方の円偏光成分を最大反射率で
反射し、かつ、右旋又は左旋円偏光成分の他方を透過す
る。
【００２１】上記液晶層２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、・・
・を形成する工程を、図４を参照しつつ説明する。図４
に示される方法は、一対の基板３４Ａ、３４Ｂ間にコレ
ステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を注入する
際に、予め目的とする液晶層の厚さと等しい直径のビー
ズ３６をスペーサとして分散させることによって、基板
３４Ａ、３４Ｂ間の隙間を目的の厚さとするものであ
る。基板３４Ａに代えて光透過性基材２２を用いてもよ
い。前記基板３４Ａ、３４Ｂの少なくとも一方の液晶側
面は、予めポリイミド膜等からなる配向膜（図示省略）
を形成しておく。この基板３４Ａ、３４Ｂ間の隙間にコ
レステリック規則性を有する光重合型液晶等の放射線硬
化型液晶又は高温に保った液晶ポリマーを注入して未硬
化状態のコレステリック液晶膜を形成する。これによっ
て、両者間に注入された液晶の分子螺旋軸が液晶層を厚
さ方向に横断するように配向される。液晶分子を配向さ
せる手段として、延伸ＰＥＴを前記配向膜の代わりに用
いても良い。
・を形成する工程を、図４を参照しつつ説明する。図４
に示される方法は、一対の基板３４Ａ、３４Ｂ間にコレ
ステリック液晶又はカイラルネマチック液晶を注入する
際に、予め目的とする液晶層の厚さと等しい直径のビー
ズ３６をスペーサとして分散させることによって、基板
３４Ａ、３４Ｂ間の隙間を目的の厚さとするものであ
る。基板３４Ａに代えて光透過性基材２２を用いてもよ
い。前記基板３４Ａ、３４Ｂの少なくとも一方の液晶側
面は、予めポリイミド膜等からなる配向膜（図示省略）
を形成しておく。この基板３４Ａ、３４Ｂ間の隙間にコ
レステリック規則性を有する光重合型液晶等の放射線硬
化型液晶又は高温に保った液晶ポリマーを注入して未硬
化状態のコレステリック液晶膜を形成する。これによっ
て、両者間に注入された液晶の分子螺旋軸が液晶層を厚
さ方向に横断するように配向される。液晶分子を配向さ
せる手段として、延伸ＰＥＴを前記配向膜の代わりに用
いても良い。
【００２２】コレステリック液晶膜の材料としては、重
合性モノマー分子、重合性オリゴマー分子又は液晶ポリ
マー等を使用することができる。
合性モノマー分子、重合性オリゴマー分子又は液晶ポリ
マー等を使用することができる。
【００２３】コレステリック液晶膜の材料として、重合
性モノマー分子、又は重合性オリゴマー分子を使用した
場合には、配向された前記液晶分子を三次元架橋してポ
リマー化し、コレステリック層を形成する。三次元架橋
する方法として、例えば、液晶分子に光重合開始剤を添
加して紫外線照射によって硬化する方法がある。また、
直接電子線を照射して硬化させる方法を用いることもで
きる。このようにして液晶分子を三次元架橋して硬化さ
せた後、一方の基板に配向膜を残して、あるいは配向膜
と共に除去して、第１層である液晶層２５Ａを完成させ
る。
性モノマー分子、又は重合性オリゴマー分子を使用した
場合には、配向された前記液晶分子を三次元架橋してポ
リマー化し、コレステリック層を形成する。三次元架橋
する方法として、例えば、液晶分子に光重合開始剤を添
加して紫外線照射によって硬化する方法がある。また、
直接電子線を照射して硬化させる方法を用いることもで
きる。このようにして液晶分子を三次元架橋して硬化さ
せた後、一方の基板に配向膜を残して、あるいは配向膜
と共に除去して、第１層である液晶層２５Ａを完成させ
る。
【００２４】一方、コレステリック層の材料として、液
晶ポリマーを使用した場合には、配向された液晶ポリマ
ーを冷却してガラス状態にしてコレステリック層を形成
する。このようにしてコレステリック層を形成後、一方
の基板に配向膜を残してあるいは配向膜と共に除去し
て、第１層である液晶層２５Ａを完成させる。
晶ポリマーを使用した場合には、配向された液晶ポリマ
ーを冷却してガラス状態にしてコレステリック層を形成
する。このようにしてコレステリック層を形成後、一方
の基板に配向膜を残してあるいは配向膜と共に除去し
て、第１層である液晶層２５Ａを完成させる。
【００２５】また、第２の液晶層２５Ｂは、前記硬化形
成された液晶層２５Ａを一方の基板として、前記と同様
の手順で形成し、これを順次繰り返して全部の液晶層２
５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、・・・を積層して、積層体２４
を完成させる。このような状態にすることによってコレ
ステリック液晶の状態を光学的に固定することができ光
学膜としての取扱いが容易な、常温で安定したフィルム
状の膜であるコレステリック層を形成することができ
る。また、螺旋ピッチの異なるコレステリック層を多数
積層することによって、色付きのないコレステリック層
（白色反射層）を得ることができる。
成された液晶層２５Ａを一方の基板として、前記と同様
の手順で形成し、これを順次繰り返して全部の液晶層２
５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、・・・を積層して、積層体２４
を完成させる。このような状態にすることによってコレ
ステリック液晶の状態を光学的に固定することができ光
学膜としての取扱いが容易な、常温で安定したフィルム
状の膜であるコレステリック層を形成することができ
る。また、螺旋ピッチの異なるコレステリック層を多数
積層することによって、色付きのないコレステリック層
（白色反射層）を得ることができる。
【００２６】なお、配向された液晶を形成するに際し
て、重合性モノマー分子若しくは重合性オリゴマー分
子、又は液晶ポリマーを溶剤に溶解してコーティング液
とし、基板上の配向膜に塗布するようにしてもよい。そ
の場合には三次元架橋又は、冷却前に乾燥工程を行う必
要がある。
て、重合性モノマー分子若しくは重合性オリゴマー分
子、又は液晶ポリマーを溶剤に溶解してコーティング液
とし、基板上の配向膜に塗布するようにしてもよい。そ
の場合には三次元架橋又は、冷却前に乾燥工程を行う必
要がある。
【００２７】（基板上のパターニング）上記のように形
成される白色反射層を用いて半透過型液晶表示装置を構
成するには、例えば図５に示されるように光透過性基材
２２（通常はガラス基板により構成する。）上の一面側
に白色反射層と透明層とを交互に配置して所定の面積割
合となるようにパターン形成する必要がある。このよう
なパターン形成の方法として、以下に概要を説明するレ
ーザー法（特願２００１−１００９７５及び特願２００
１−１０１００４参照）と、溶剤法（特願２００１−３
１７９６５参照）とがある。
成される白色反射層を用いて半透過型液晶表示装置を構
成するには、例えば図５に示されるように光透過性基材
２２（通常はガラス基板により構成する。）上の一面側
に白色反射層と透明層とを交互に配置して所定の面積割
合となるようにパターン形成する必要がある。このよう
なパターン形成の方法として、以下に概要を説明するレ
ーザー法（特願２００１−１００９７５及び特願２００
１−１０１００４参照）と、溶剤法（特願２００１−３
１７９６５参照）とがある。
【００２８】＜レーザー法＞レーザー法は、コレステリ
ック層に対して当該コレステリック層が選択的に反射す
る旋光方向とは逆方向の円偏光成分を主成分として含む
レーザー光、又は当該コレステリック層の選択反射波長
帯域外の波長を有するレーザー光を照射し、当該コレス
テリック層の一部を部分的に蒸発させて取り除くことに
より、コレステリック層のパターニングを行うものであ
る。ここに使用されるレーザー光は、可視光より短い波
長を有するものが好ましい。このようなレーザー光によ
りパターニングが行われたコレステリック層は、レーザ
ー光の熱により、コレステリック層のうち、取り除かれ
た部分近傍の架橋密度が他の残された部分より高くな
る。また、コレステリック層の、レーザー光の入射側が
先端側より多く取り除かれ、コレステリック層がガラス
基板に接する面積が、コレステリック層表面部の面積よ
り大きくなっている。したがって、コレステリック層を
ガラス基板から剥離しにくいものとすることができる。
ック層に対して当該コレステリック層が選択的に反射す
る旋光方向とは逆方向の円偏光成分を主成分として含む
レーザー光、又は当該コレステリック層の選択反射波長
帯域外の波長を有するレーザー光を照射し、当該コレス
テリック層の一部を部分的に蒸発させて取り除くことに
より、コレステリック層のパターニングを行うものであ
る。ここに使用されるレーザー光は、可視光より短い波
長を有するものが好ましい。このようなレーザー光によ
りパターニングが行われたコレステリック層は、レーザ
ー光の熱により、コレステリック層のうち、取り除かれ
た部分近傍の架橋密度が他の残された部分より高くな
る。また、コレステリック層の、レーザー光の入射側が
先端側より多く取り除かれ、コレステリック層がガラス
基板に接する面積が、コレステリック層表面部の面積よ
り大きくなっている。したがって、コレステリック層を
ガラス基板から剥離しにくいものとすることができる。
【００２９】＜溶剤法＞溶剤法は、コレステリック層の
材料として、重合性モノマー分子又は重合性オリゴマー
分子が使用されている場合に適用することができる。具
体的にはマスク露光により、透明層を形成すべき部分を
除外して白色反射層となるべき部分にのみ選択的に紫外
線照射等を行う。すなわち、透明層部分では三次元架橋
が行われないように、かつ他の部分は三次元架橋が行わ
れるように紫外線等を照射する。その後コレステリック
層をアセトン等の溶剤に浸漬させると、三次元架橋が行
われていない部分の重合性モノマー分子又は重合性オリ
ゴマー分子が溶剤中に溶出して、その部分の層が除去さ
れ、透明層となるべき部分の基板が露出される。このよ
うにして、基板上に白色反射層を所望のパターンにて形
成することができる。
材料として、重合性モノマー分子又は重合性オリゴマー
分子が使用されている場合に適用することができる。具
体的にはマスク露光により、透明層を形成すべき部分を
除外して白色反射層となるべき部分にのみ選択的に紫外
線照射等を行う。すなわち、透明層部分では三次元架橋
が行われないように、かつ他の部分は三次元架橋が行わ
れるように紫外線等を照射する。その後コレステリック
層をアセトン等の溶剤に浸漬させると、三次元架橋が行
われていない部分の重合性モノマー分子又は重合性オリ
ゴマー分子が溶剤中に溶出して、その部分の層が除去さ
れ、透明層となるべき部分の基板が露出される。このよ
うにして、基板上に白色反射層を所望のパターンにて形
成することができる。
【００３０】（表示装置の構成）次に図６を参照しつ
つ、本発明にかかる実施形態としての一例である半透過
型液晶表示装置について説明する。半透過型液晶表示装
置Ｄは、観察者側から順に、前面側円偏光板、前面側ガ
ラス基板、ブラックストライプ、及びカラーフィルター
層が形成されている。前面側円偏光板は、直線偏光板
と、固定リターダ層であるλ／４位相差板が組み合わさ
れて構成され、自然光を右回りの円偏光に変換する。
つ、本発明にかかる実施形態としての一例である半透過
型液晶表示装置について説明する。半透過型液晶表示装
置Ｄは、観察者側から順に、前面側円偏光板、前面側ガ
ラス基板、ブラックストライプ、及びカラーフィルター
層が形成されている。前面側円偏光板は、直線偏光板
と、固定リターダ層であるλ／４位相差板が組み合わさ
れて構成され、自然光を右回りの円偏光に変換する。
【００３１】これらの後方には透明電極としてのＩＴＯ
層が形成され、さらにＩＴＯ層の後方には液晶層が設け
られている。さらにＩＴＯの液晶層側には不図示の配向
膜が設けられている。液晶層は垂直配向型液晶層として
構成されている。
層が形成され、さらにＩＴＯ層の後方には液晶層が設け
られている。さらにＩＴＯの液晶層側には不図示の配向
膜が設けられている。液晶層は垂直配向型液晶層として
構成されている。
【００３２】液晶層と、その後方の背面側ガラス基板と
の間は、白色反射層としてのコレステリック層が形成さ
れている部分と、形成されていない部分とが前記背面側
ガラス基板上に交互に配置されている。コレステリック
層が形成されている部分には、コレステリック層と液晶
層との間にＩＴＯ層が配置されている。さらにＩＴＯの
液晶層側には不図示の配向膜が設けられている。
の間は、白色反射層としてのコレステリック層が形成さ
れている部分と、形成されていない部分とが前記背面側
ガラス基板上に交互に配置されている。コレステリック
層が形成されている部分には、コレステリック層と液晶
層との間にＩＴＯ層が配置されている。さらにＩＴＯの
液晶層側には不図示の配向膜が設けられている。
【００３３】コレステリック層が形成されていない部分
では、ガラス基板上にＩＴＯ層が直接設けられて、さら
にＩＴＯの液晶層側には不図示の配向膜が設けられてお
り、その上面が液晶層に接している。なお、コレステリ
ック層内部にはＴＦＴやＴＦＤなど、液晶を駆動するた
めの素子等が設けられている。このような構成において
は、ＴＦＴやＴＦＤは、コレステリック層により絶縁が
行われているので、あらためてその周囲に絶縁層を設け
なくてもよい。
では、ガラス基板上にＩＴＯ層が直接設けられて、さら
にＩＴＯの液晶層側には不図示の配向膜が設けられてお
り、その上面が液晶層に接している。なお、コレステリ
ック層内部にはＴＦＴやＴＦＤなど、液晶を駆動するた
めの素子等が設けられている。このような構成において
は、ＴＦＴやＴＦＤは、コレステリック層により絶縁が
行われているので、あらためてその周囲に絶縁層を設け
なくてもよい。
【００３４】ガラス基板にはコレステリック層に接する
ように不図示の導電層が設けられ、これからＴＦＴやＴ
ＦＤへの電気の供給、ＩＴＯ層等への導通などが行われ
る。背面側ガラス基板のさらに後方には、背面側円偏光
板が配置されている。背面側円偏光板は、直線偏光板
と、固定リターダ層であるλ／４位相差板が組み合わさ
れて構成され、自然光を左回りの円偏光に変換する。
ように不図示の導電層が設けられ、これからＴＦＴやＴ
ＦＤへの電気の供給、ＩＴＯ層等への導通などが行われ
る。背面側ガラス基板のさらに後方には、背面側円偏光
板が配置されている。背面側円偏光板は、直線偏光板
と、固定リターダ層であるλ／４位相差板が組み合わさ
れて構成され、自然光を左回りの円偏光に変換する。
【００３５】背面側円偏光板の後方には、バックライト
が、バックライトの後方には拡散反射層が設けられてい
る。
が、バックライトの後方には拡散反射層が設けられてい
る。
【００３６】なお、
ｄ＝λ／２
とした場合、図６の左側に示すように、液晶層の上面か
らコレステリック層上面までの液晶層の厚さがｄ、コレ
ステリック層の厚さがｎｄとなるように各層厚が形成さ
れている。ここにｎは正の整数（１・２・３…）であ
る。このように構成することにより可変リターダ層であ
る液晶層による円偏光の変換が下記のように行われる。
らコレステリック層上面までの液晶層の厚さがｄ、コレ
ステリック層の厚さがｎｄとなるように各層厚が形成さ
れている。ここにｎは正の整数（１・２・３…）であ
る。このように構成することにより可変リターダ層であ
る液晶層による円偏光の変換が下記のように行われる。
【００３７】（光学的作用）以上の構成を備えた液晶表
示装置Ｄの光学的作用を、図７及び８を参照しつつ以下
に説明する。なお図７及び８は、図６に示される液晶表
示装置Ｄの光学的作用を説明するため、必要な構成部分
を抜き出し、またさらに一部の構成を追加して模式的に
示したものである。
示装置Ｄの光学的作用を、図７及び８を参照しつつ以下
に説明する。なお図７及び８は、図６に示される液晶表
示装置Ｄの光学的作用を説明するため、必要な構成部分
を抜き出し、またさらに一部の構成を追加して模式的に
示したものである。
【００３８】図７は、液晶駆動回路のスイッチ１５が閉
じられて、垂直配向型液晶層８に電源１４から電圧が印
加されたオン状態、正確には液晶の閾値以上の電圧印加
状態を示している。この場合、垂直配向型液晶分子は図
の上側から下側に向けて基板に水平な方向に配列するホ
モジニアス配向となる。この状態において、図上方の観
察者側から入射してくる自然光（外光）Ｌｆ１は、前面
側偏光板１ｆ及び前面側固定リターダ層であるλ／４位
相差板２ｆを介して、右回りの円偏光として垂直配向型
液晶層８に入射する。そしてこの垂直配向型液晶層８で
位相がλ／２遅延されることにより、左回りの円偏光に
変換されて白色反射層であるコレステリック層９に到達
する。コレステリック層９に到達した左回りの円偏光は
コレステリック層９により反射され、左回りの円偏光と
して再び垂直配向型液晶層８に入射する。そして、再び
垂直配向型液晶層８により位相がλ／２遅延されること
により、右回りの円偏光に変換されて出射される。この
光が再び前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２
ｆを通過することにより、前面側偏光板１ｆの偏光軸に
沿った直線偏光となり、前面側偏光板１ｆを通過して出
射される光Ｒ１となって、明状態の表示が得られる。
じられて、垂直配向型液晶層８に電源１４から電圧が印
加されたオン状態、正確には液晶の閾値以上の電圧印加
状態を示している。この場合、垂直配向型液晶分子は図
の上側から下側に向けて基板に水平な方向に配列するホ
モジニアス配向となる。この状態において、図上方の観
察者側から入射してくる自然光（外光）Ｌｆ１は、前面
側偏光板１ｆ及び前面側固定リターダ層であるλ／４位
相差板２ｆを介して、右回りの円偏光として垂直配向型
液晶層８に入射する。そしてこの垂直配向型液晶層８で
位相がλ／２遅延されることにより、左回りの円偏光に
変換されて白色反射層であるコレステリック層９に到達
する。コレステリック層９に到達した左回りの円偏光は
コレステリック層９により反射され、左回りの円偏光と
して再び垂直配向型液晶層８に入射する。そして、再び
垂直配向型液晶層８により位相がλ／２遅延されること
により、右回りの円偏光に変換されて出射される。この
光が再び前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２
ｆを通過することにより、前面側偏光板１ｆの偏光軸に
沿った直線偏光となり、前面側偏光板１ｆを通過して出
射される光Ｒ１となって、明状態の表示が得られる。
【００３９】一方、図上方の観察者側から入射し、白色
反射層９に隣接する透明層に入射する自然光（外光）Ｌ
ｆ２は、Ｌｆ１の場合と同様に、前面側偏光板１ｆ及び
前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを介し
て、右回りの円偏光として垂直配向型液晶層８に入射す
る。そしてこの垂直配向型液晶層８で位相がλ／２遅延
されることにより、右回り、又は左回りの円偏光に変換
されて背面側ガラス基板３ｂを透過し、背面側固定リタ
ーダ層であるλ／４位相差板２ｂにいたる。
反射層９に隣接する透明層に入射する自然光（外光）Ｌ
ｆ２は、Ｌｆ１の場合と同様に、前面側偏光板１ｆ及び
前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを介し
て、右回りの円偏光として垂直配向型液晶層８に入射す
る。そしてこの垂直配向型液晶層８で位相がλ／２遅延
されることにより、右回り、又は左回りの円偏光に変換
されて背面側ガラス基板３ｂを透過し、背面側固定リタ
ーダ層であるλ／４位相差板２ｂにいたる。
【００４０】この光が背面側固定リターダ層であるλ／
４位相差板２ｆを通過することによって、背面側偏光板
１ｂの偏光軸に沿った直線偏光となり、背面側偏光板１
ｂを通過して拡散反射層１３ｄにより反射されて、上向
きの光になる。そして再び背面側偏光板１ｂ及び背面側
固定リターダ層２ｂを通過することにより左回りの円偏
光に変換される。この光はさらに左回りの性質を保ちつ
つ、垂直配向型液晶層８、前面側ガラス基板３ｆ等を通
過して、再び前面側固定リターダ層であるλ／４位相差
板２ｆを通過する。前面側固定リターダ層２ｆを通過す
ることによって、前面側偏光板１ｆの偏光軸に沿った直
線偏光となり、前面側偏光板１ｆを通過して出射される
光Ｒ２となって、明状態の表示が得られる。
４位相差板２ｆを通過することによって、背面側偏光板
１ｂの偏光軸に沿った直線偏光となり、背面側偏光板１
ｂを通過して拡散反射層１３ｄにより反射されて、上向
きの光になる。そして再び背面側偏光板１ｂ及び背面側
固定リターダ層２ｂを通過することにより左回りの円偏
光に変換される。この光はさらに左回りの性質を保ちつ
つ、垂直配向型液晶層８、前面側ガラス基板３ｆ等を通
過して、再び前面側固定リターダ層であるλ／４位相差
板２ｆを通過する。前面側固定リターダ層２ｆを通過す
ることによって、前面側偏光板１ｆの偏光軸に沿った直
線偏光となり、前面側偏光板１ｆを通過して出射される
光Ｒ２となって、明状態の表示が得られる。
【００４１】図８は、液晶駆動回路のスイッチ１５が開
かれて、垂直配向型液晶層８に閾値以下の電圧が印加さ
れたオフ状態を示している。この場合、垂直配向型液晶
層８は液晶分子が基板に垂直に配列し、入射光を位相変
調しない状態となっている。この状態において、図上方
から入射してくる自然光（外光）Ｌｆ１は、図７におい
て説明した場合と同様に、前面側偏光板１ｆ及び前面側
固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを介して、右
回りの円偏光として垂直配向型液晶層８に入射する。し
かし、垂直配向型液晶層８では液晶分子が基板に垂直に
配列しているので、入射された右回りの円偏光は位相変
調されず、右回りの円偏光のままコレステリック層９に
到達する。コレステリック層９を構成する分子は右回り
の円偏光を透過する性質を有しており、この右回りの円
偏光は、表示装置Ｄの背面側に向けて透過される。そし
て、背面側位相差板２ｂで背面側偏光板１ｂの吸収軸に
沿った振動成分をもつ直線偏光に変換され、背面側偏光
板１ｂにて吸収される。その結果、観察者側には光は戻
らず、暗状態の表示が得られる。
かれて、垂直配向型液晶層８に閾値以下の電圧が印加さ
れたオフ状態を示している。この場合、垂直配向型液晶
層８は液晶分子が基板に垂直に配列し、入射光を位相変
調しない状態となっている。この状態において、図上方
から入射してくる自然光（外光）Ｌｆ１は、図７におい
て説明した場合と同様に、前面側偏光板１ｆ及び前面側
固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを介して、右
回りの円偏光として垂直配向型液晶層８に入射する。し
かし、垂直配向型液晶層８では液晶分子が基板に垂直に
配列しているので、入射された右回りの円偏光は位相変
調されず、右回りの円偏光のままコレステリック層９に
到達する。コレステリック層９を構成する分子は右回り
の円偏光を透過する性質を有しており、この右回りの円
偏光は、表示装置Ｄの背面側に向けて透過される。そし
て、背面側位相差板２ｂで背面側偏光板１ｂの吸収軸に
沿った振動成分をもつ直線偏光に変換され、背面側偏光
板１ｂにて吸収される。その結果、観察者側には光は戻
らず、暗状態の表示が得られる。
【００４２】また、図上方の観察者側から入射し、白色
反射層９に隣接する透明層に入射する自然光（外光）Ｌ
ｆ２は、Ｌｆ１の場合と同様に、前面側偏光板１ｆ及び
前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを介し
て、右回りの円偏光として垂直配向型液晶層８に入射す
る。そしてこの垂直配向型液晶層８では位相が遅延され
ることなく、右回りの円偏光のまま背面側ガラス基板３
ｂを透過し、背面側固定リターダ層であるλ／４位相差
板２ｂにいたる。そして背面側位相差板２ｂで背面側偏
光板１ｂの吸収軸に沿った振動成分をもつ直線偏光に変
換され、背面側偏光板１ｂにて吸収される。その結果、
観察者側には光は戻らず、ここでも暗状態の表示が得ら
れる。
反射層９に隣接する透明層に入射する自然光（外光）Ｌ
ｆ２は、Ｌｆ１の場合と同様に、前面側偏光板１ｆ及び
前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを介し
て、右回りの円偏光として垂直配向型液晶層８に入射す
る。そしてこの垂直配向型液晶層８では位相が遅延され
ることなく、右回りの円偏光のまま背面側ガラス基板３
ｂを透過し、背面側固定リターダ層であるλ／４位相差
板２ｂにいたる。そして背面側位相差板２ｂで背面側偏
光板１ｂの吸収軸に沿った振動成分をもつ直線偏光に変
換され、背面側偏光板１ｂにて吸収される。その結果、
観察者側には光は戻らず、ここでも暗状態の表示が得ら
れる。
【００４３】次にコレステリック層９の背面に面光源と
してのバックライト１３を配置した場合の動作について
再び図７及び図８を参照しつつ説明する。バックライト
１３は、透明材料の平板により形成される導光板１３ｔ
と、その側面に配置された線状光源１３ｓ、及び導光板
１３ｔの背面に配置された拡散反射層１３ｄにより構成
される。
してのバックライト１３を配置した場合の動作について
再び図７及び図８を参照しつつ説明する。バックライト
１３は、透明材料の平板により形成される導光板１３ｔ
と、その側面に配置された線状光源１３ｓ、及び導光板
１３ｔの背面に配置された拡散反射層１３ｄにより構成
される。
【００４４】図７の状態、即ち液晶駆動回路のスイッチ
１５が閉じられて、垂直配向型液晶層８に電源１４から
電圧が印加されたオン状態では、バックライト１３から
出光される光Ｌｂ１は背面側偏光板１ｂ及び背面側位相
差板２ｂにより左回り円偏光となり、コレステリック層
９下面で反射される。コレステリック層９を構成する分
子は左回りの円偏光は反射する性質を有しており、右回
りの円偏光を透過するからである。
１５が閉じられて、垂直配向型液晶層８に電源１４から
電圧が印加されたオン状態では、バックライト１３から
出光される光Ｌｂ１は背面側偏光板１ｂ及び背面側位相
差板２ｂにより左回り円偏光となり、コレステリック層
９下面で反射される。コレステリック層９を構成する分
子は左回りの円偏光は反射する性質を有しており、右回
りの円偏光を透過するからである。
【００４５】コレステリック層９下面で反射された光は
左回りの円偏光なので、背面側リターダ層２ｂ、背面側
偏光板１ｂを透過する。そして拡散反射層１３ｄに反射
されて再び背面側偏光板１ｂと背面側位相差板２ｂとを
通過し、再び左円偏光となってコレステリック層９又は
透明層に達する。
左回りの円偏光なので、背面側リターダ層２ｂ、背面側
偏光板１ｂを透過する。そして拡散反射層１３ｄに反射
されて再び背面側偏光板１ｂと背面側位相差板２ｂとを
通過し、再び左円偏光となってコレステリック層９又は
透明層に達する。
【００４６】コレステリック層９に達した左円偏光は再
びコレステリック層９の下面において反射され、上記し
た作用が繰り返される。また、透明層に入射した光は垂
直配向型液晶層８により位相がλ／２遅延されることに
より、右回りの円偏光に変換されて出射される。この光
が前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを通
過することによって、前面側偏光板１ｆの偏光軸に沿っ
た直線偏光となり、前面側偏光板１ｆを通過して出射さ
れる光Ｒ３となって、明状態の表示が得られる。したが
ってバックライトの光が十分に有効利用されて、明るい
明状態の表示が可能となる。
びコレステリック層９の下面において反射され、上記し
た作用が繰り返される。また、透明層に入射した光は垂
直配向型液晶層８により位相がλ／２遅延されることに
より、右回りの円偏光に変換されて出射される。この光
が前面側固定リターダ層であるλ／４位相差板２ｆを通
過することによって、前面側偏光板１ｆの偏光軸に沿っ
た直線偏光となり、前面側偏光板１ｆを通過して出射さ
れる光Ｒ３となって、明状態の表示が得られる。したが
ってバックライトの光が十分に有効利用されて、明るい
明状態の表示が可能となる。
【００４７】一方図８の状態、即ち液晶駆動回路のスイ
ッチ１５が開かれて、垂直配向型液晶層８に閾値以下の
電圧が印加されたオフ状態では、バックライト１３から
出光された光は、コレステリック層９下面にて反射され
る。コレステリック層９下面で反射された光は左回りの
円偏光なので、背面側リターダ層２ｂ背面側偏光板１ｂ
を透過する。そして拡散反射層１３ｄに反射されて再び
背面側偏光板１ｂと背面側位相差板２ｂとを通過し、再
び左円偏光となってコレステリック層９又は透明層に達
する。
ッチ１５が開かれて、垂直配向型液晶層８に閾値以下の
電圧が印加されたオフ状態では、バックライト１３から
出光された光は、コレステリック層９下面にて反射され
る。コレステリック層９下面で反射された光は左回りの
円偏光なので、背面側リターダ層２ｂ背面側偏光板１ｂ
を透過する。そして拡散反射層１３ｄに反射されて再び
背面側偏光板１ｂと背面側位相差板２ｂとを通過し、再
び左円偏光となってコレステリック層９又は透明層に達
する。
【００４８】コレステリック層９に達した左円偏光は再
びコレステリック層９の下面において反射され、上記し
た作用が繰り返される。また、透明層に入射した光はそ
の後垂直配向型液晶層８を通過するがここでは位相の遅
延を受けることがないので、左回りの性質を保持したま
ま、前面側位相差板２ｆに入射する。そして、前面側位
相差板２ｆで前面側偏光板１ｆの吸収軸に沿った振動成
分をもつ直線偏光に変換され、前面側偏光板１ｆにて吸
収される。その結果、観察者側には光は戻らず、暗状態
の表示が得られる。
びコレステリック層９の下面において反射され、上記し
た作用が繰り返される。また、透明層に入射した光はそ
の後垂直配向型液晶層８を通過するがここでは位相の遅
延を受けることがないので、左回りの性質を保持したま
ま、前面側位相差板２ｆに入射する。そして、前面側位
相差板２ｆで前面側偏光板１ｆの吸収軸に沿った振動成
分をもつ直線偏光に変換され、前面側偏光板１ｆにて吸
収される。その結果、観察者側には光は戻らず、暗状態
の表示が得られる。
【００４９】このようにして同一構造の表示装置を用い
て、外光を利用する場合でも、バックライトを利用する
場合でも、光をリサイクルすることによって、ともに極
めて光利用効率の高い表示を得ることができ、明るい表
示が可能となる。
て、外光を利用する場合でも、バックライトを利用する
場合でも、光をリサイクルすることによって、ともに極
めて光利用効率の高い表示を得ることができ、明るい表
示が可能となる。
【００５０】また、コレステリック層により構成された
白色反射層と、透明層とを交互に配置することにより、
半透過型液晶表示装置を構成することができる。また、
白色反射層と、透明層との面積の比を変化させることに
より、任意の透過率（反射率）を備えた半透過型液晶表
示装置を提供することができる。
白色反射層と、透明層とを交互に配置することにより、
半透過型液晶表示装置を構成することができる。また、
白色反射層と、透明層との面積の比を変化させることに
より、任意の透過率（反射率）を備えた半透過型液晶表
示装置を提供することができる。
【００５１】このように構成された半透過型液晶表示装
置は、従来の金属反射板を備えた半透過型液晶表示装置
と比較して、表示色の色調を改善することができる。図
９は、可視光付近の波長域におけるコレステリック層に
よる反射率と、金属板による反射率とを比較して示す図
である。縦軸に反射率Ｒ（％）、横軸に反射光の波長λ
（ｎｍ）をとって、白色反射層による反射と、金属板に
よる反射とを比較して表している。図からも明らかなよ
うに、金属板による反射の場合、波長４００ｎｍ付近以
下において、徐々に反射率の低下が見られる。これがい
わゆる色付き現象の原因であり、金属反射板を使用した
場合、黄色みを帯びた反射光として観察されるものであ
る。これに対して、コレステリック層による白色反射層
の場合、各波長域において平均して反射率が高く、ま
た、波長４００ｎｍ付近から始まる反射率の低下も見ら
れない。したがって、前波長域にわたって反射率の高
い、かつ色付き現象が発生することのない反射を実現す
ることができる。
置は、従来の金属反射板を備えた半透過型液晶表示装置
と比較して、表示色の色調を改善することができる。図
９は、可視光付近の波長域におけるコレステリック層に
よる反射率と、金属板による反射率とを比較して示す図
である。縦軸に反射率Ｒ（％）、横軸に反射光の波長λ
（ｎｍ）をとって、白色反射層による反射と、金属板に
よる反射とを比較して表している。図からも明らかなよ
うに、金属板による反射の場合、波長４００ｎｍ付近以
下において、徐々に反射率の低下が見られる。これがい
わゆる色付き現象の原因であり、金属反射板を使用した
場合、黄色みを帯びた反射光として観察されるものであ
る。これに対して、コレステリック層による白色反射層
の場合、各波長域において平均して反射率が高く、ま
た、波長４００ｎｍ付近から始まる反射率の低下も見ら
れない。したがって、前波長域にわたって反射率の高
い、かつ色付き現象が発生することのない反射を実現す
ることができる。
【００５２】次に、本発明の別の態様として、透過表示
時と反射表示時との色コントラストに優れる液晶表示装
置について説明する。図１０は、反射表示時と透過表示
時とのカラーフィルタを通過する光の光路長を調整する
ことにより、透過時と反射時との表示色調が同じになる
ようにしたものである。
時と反射表示時との色コントラストに優れる液晶表示装
置について説明する。図１０は、反射表示時と透過表示
時とのカラーフィルタを通過する光の光路長を調整する
ことにより、透過時と反射時との表示色調が同じになる
ようにしたものである。
【００５３】自然光を利用して表示する場合（以下、反
射表示という。）では、上記のように光は第一カラーフ
ィルタ層を透過し、コレステリック層で反射されて、再
度第一カラーフィルタ層を透過して出射される。一方、
バックライトを利用して表示する場合（以下、透過表示
という。）では、光源の光がコレステリック層の光学的
窓が設けられた部分である透明層を透過し、第二のカラ
ーフィルタを通過して、続いて第一のカラーフィルタを
通過する。第二のカラーフィルタの厚さは、第一のカラ
ーフィルタを光が往復する光路長と第一および第二のカ
ラーフィルタを通過する光の光路長が等しくなるよう調
整されている。その結果、透過表示時と反射表示時とで
光の透過率が等しくなり、表示色調に斑のない優れた表
示装置となる。なお、本発明にかかる半透過型液晶表示
装置が、図１１に示すように面積分割型以外の半透過型
液晶表示装置に応用できることは言うまでもない。すな
わち、所定パターンの光学的窓が設けられていないコレ
ステリック層を設けた光透過性基材を用いた半透過型液
晶表示装置であっても、コレステリック層上部に第一の
カラーフィルタ層を設け、当該コレステリック層下部に
第二のカラーフィルタ層を設けることにより、かかる半
透過型液晶表示においても、透過表示時と反射表示時と
で、表示される色調に差がなくなり、表示コントラスト
に優れた表示装置を得ることができる。
射表示という。）では、上記のように光は第一カラーフ
ィルタ層を透過し、コレステリック層で反射されて、再
度第一カラーフィルタ層を透過して出射される。一方、
バックライトを利用して表示する場合（以下、透過表示
という。）では、光源の光がコレステリック層の光学的
窓が設けられた部分である透明層を透過し、第二のカラ
ーフィルタを通過して、続いて第一のカラーフィルタを
通過する。第二のカラーフィルタの厚さは、第一のカラ
ーフィルタを光が往復する光路長と第一および第二のカ
ラーフィルタを通過する光の光路長が等しくなるよう調
整されている。その結果、透過表示時と反射表示時とで
光の透過率が等しくなり、表示色調に斑のない優れた表
示装置となる。なお、本発明にかかる半透過型液晶表示
装置が、図１１に示すように面積分割型以外の半透過型
液晶表示装置に応用できることは言うまでもない。すな
わち、所定パターンの光学的窓が設けられていないコレ
ステリック層を設けた光透過性基材を用いた半透過型液
晶表示装置であっても、コレステリック層上部に第一の
カラーフィルタ層を設け、当該コレステリック層下部に
第二のカラーフィルタ層を設けることにより、かかる半
透過型液晶表示においても、透過表示時と反射表示時と
で、表示される色調に差がなくなり、表示コントラスト
に優れた表示装置を得ることができる。
【００５４】また、図１２は、本発明の別の態様とし
て、第二のカラーフィルタを、コレステリック層の光学
的窓が設けられた部分である透明層部分に配置したもの
である。このように配置することにより、液晶表示装置
自体を薄くできる。なお、本発明の別の態様として図１
３に示すように、第一のカラーフィルタを、液晶層の下
側に配置してもよい。
て、第二のカラーフィルタを、コレステリック層の光学
的窓が設けられた部分である透明層部分に配置したもの
である。このように配置することにより、液晶表示装置
自体を薄くできる。なお、本発明の別の態様として図１
３に示すように、第一のカラーフィルタを、液晶層の下
側に配置してもよい。
【００５５】図１４は、本発明の別の態様の表示装置の
断面概略図を示したものであり、第一のカラーフィルタ
の光透過率を部分的に調整している。すなわち、バック
ライト光が透過する光学的窓部分の上部に位置するカラ
ーフィルタの光学密度（透過率）を、光学的窓が設けら
れてないコレステリック層部分の上部に位置するカラー
フィルタの光学密度よりも高くしている。その結果、透
過表示時と反射表示時で、表示色調が異なることなく、
優れた色調の表示画面を実現できる。かかるカラーフィ
ルタは、図１５に示すように、液晶層の上部に配置して
もよい。
断面概略図を示したものであり、第一のカラーフィルタ
の光透過率を部分的に調整している。すなわち、バック
ライト光が透過する光学的窓部分の上部に位置するカラ
ーフィルタの光学密度（透過率）を、光学的窓が設けら
れてないコレステリック層部分の上部に位置するカラー
フィルタの光学密度よりも高くしている。その結果、透
過表示時と反射表示時で、表示色調が異なることなく、
優れた色調の表示画面を実現できる。かかるカラーフィ
ルタは、図１５に示すように、液晶層の上部に配置して
もよい。
【００５６】かかるカラーフィルタは、通常のものと同
様な方法で、アクリル樹脂等の透明媒体中に顔料や染料
を分散させたものや、インクジェット方式により透明媒
体に印刷することにより得られる。カラーフィルタの光
学密度を、顔料等の含有量や顔料の種類により調整する
ことで、本発明で使用するカラーフィルタを簡単に得る
ことができる。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれで濃色と薄
色とを備えたカラーフィルタ（６色カラーフィルタ）を
用いることことができる。
様な方法で、アクリル樹脂等の透明媒体中に顔料や染料
を分散させたものや、インクジェット方式により透明媒
体に印刷することにより得られる。カラーフィルタの光
学密度を、顔料等の含有量や顔料の種類により調整する
ことで、本発明で使用するカラーフィルタを簡単に得る
ことができる。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれで濃色と薄
色とを備えたカラーフィルタ（６色カラーフィルタ）を
用いることことができる。
【００５７】以上、現時点において、最も、実践的であ
り、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発
明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された
実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明
細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しな
い範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うコ
レステリック層を備えた基板、及びその基板を備えた表
示装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとし
て理解されなければならない。
り、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発
明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された
実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明
細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しな
い範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うコ
レステリック層を備えた基板、及びその基板を備えた表
示装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとし
て理解されなければならない。
【００５８】
【発明の効果】以上に説明したように、光透過性基材上
に所定のパターンにしたがって光学的窓が設けられたコ
レステリック層が形成た基板によれば、金属板を使用し
て反射をする際に現れる色付き現象がなく、質の高い白
色反射光を得ることができる。また、金属薄膜を半透過
性材料として使用した場合と比較した場合、光の吸収が
ほとんどないので、光利用効率の高い反射層を実現する
ことができる。
に所定のパターンにしたがって光学的窓が設けられたコ
レステリック層が形成た基板によれば、金属板を使用し
て反射をする際に現れる色付き現象がなく、質の高い白
色反射光を得ることができる。また、金属薄膜を半透過
性材料として使用した場合と比較した場合、光の吸収が
ほとんどないので、光利用効率の高い反射層を実現する
ことができる。
【００５９】前記基板を備えた半透過型液晶表示装置に
よれば、反射光に色付き現象がなく、光利用効率の高い
液晶表示装置を得ることができる。
よれば、反射光に色付き現象がなく、光利用効率の高い
液晶表示装置を得ることができる。
【００６０】前記態様の液晶表示装置においてコレステ
リック層の光透過性基材側に電気回路を設けて構成した
場合には、コレステリック層自体が電気的に絶縁性を有
しているので、反射層として金属板や金属薄膜を使用し
た場合のように、電気回路との間に絶縁層を設ける必要
がない。したがって、液晶表示装置の必要構成を簡素
化、軽減化することができ、同時に設計上の自由度を高
めることができる。
リック層の光透過性基材側に電気回路を設けて構成した
場合には、コレステリック層自体が電気的に絶縁性を有
しているので、反射層として金属板や金属薄膜を使用し
た場合のように、電気回路との間に絶縁層を設ける必要
がない。したがって、液晶表示装置の必要構成を簡素
化、軽減化することができ、同時に設計上の自由度を高
めることができる。
【００６１】また、別の態様の液晶表示装置では、透過
表示時と反射表示時とのカラーフィルタを透過する光の
光路が調整されているので、バックライト使用時と自然
光利用時とで、表示の色調に差がない優れた表示装置が
実現できる。
表示時と反射表示時とのカラーフィルタを透過する光の
光路が調整されているので、バックライト使用時と自然
光利用時とで、表示の色調に差がない優れた表示装置が
実現できる。
【図１】金属薄膜型半透過型液晶表示装置の断面を示す
図である。
図である。
【図２】面積分割型半透過型液晶表示装置の断面を示す
図である。
図である。
【図３】コレステリック層の構造を示す略示断面図であ
る。
る。
【図４】コレステリック層の製造工程を示す略示断面図
である。
である。
【図５】基板上における白色反射層と透明層との配列の
一例を示す平面図である。
一例を示す平面図である。
【図６】コレステリック層を反射層として用いた半透過
型液晶表示装置の一例を示す断面図である。
型液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図７】図６に示される液晶表示装置Ｄの光学的構成を
液晶駆動電源が「ＯＮ」の状態で模式的に示した図であ
る。
液晶駆動電源が「ＯＮ」の状態で模式的に示した図であ
る。
【図８】図６に示される液晶表示装置Ｄの光学的構成を
液晶駆動電源が「ＯＦＦ」の状態で模式的に示した図で
ある。
液晶駆動電源が「ＯＦＦ」の状態で模式的に示した図で
ある。
【図９】可視光付近の波長域におけるコレステリック層
による反射率と、金属板による反射率とを比較して示す
図である。
による反射率と、金属板による反射率とを比較して示す
図である。
【図１０】本発明の別の態様の半透過型液晶表示装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の別の態様の半透過型液晶表示装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
【図１２】本発明の別の態様の半透過型液晶表示装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の別の態様の半透過型液晶表示装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の別の態様の半透過型液晶表示装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の別の態様の半透過型液晶表示装置の
一例を示す概略断面図である。
一例を示す概略断面図である。
Ｄ 半透過型液晶表示装置
３ｂ 背面側ガラス基板（光透過性基材）
９ コレステリック層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｆ 1/1368 Ｇ０２Ｆ 1/1368
Ｇ０９Ｆ 9/30 ３１０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３１０
Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA64 BB02 BB07 BB14
BB42
2H049 BA03 BA43 BB03 BC02 BC09
BC22
2H091 FA02Y FA10Z FB04 FD06
FD23 FD24 HA06 LA17 LA20
2H092 GA13 GA17 HA04 HA05 JA01
JA21 KA19 NA01 NA03 PA11
5C094 AA06 AA08 BA03 BA43 CA19
CA24 EB02
Claims (7)
- 【請求項１】光透過性基材上に、所定のパターンにした
がって光学的窓が設けられたコレステリック層が形成さ
れた基板。 - 【請求項２】前記コレステリック層の円偏光反射率は、
９０〜１００％であることを特徴とする請求項１に記載
の基板。 - 【請求項３】請求項１又は２のいずれかに記載の基板を
備えた半透過型液晶表示装置。 - 【請求項４】前記コレステリック層の前記光透過性基材
側には電気回路が設けられている請求項３に記載の半透
過型液晶表示装置。 - 【請求項５】前記コレステリック層の上部に配置された
第一カラーフィルタ層と、さらに前記光学的窓が設けら
れた部分の上部に配置された第二カラーフィルタ層とを
備える、請求項３または４に記載の半透過型液晶表示装
置。 - 【請求項６】前記第二カラーフィルタ層が、前記コレス
テリック層中の前記光学的窓が設けられた部分に配置さ
れてなる、請求項５に記載の半透過型液晶表示装置。 - 【請求項７】前記コレステリック層の上部にカラーフィ
ルタ層を備え、前記光学的窓を有する部分の前記カラー
フィルタ層の光透過率が、前記光学的窓を有しない部分
の前記カラーフィルタ層の光透過率よりも高い、請求項
３または４に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002234950A JP4334191B2 (ja) | 2001-11-07 | 2002-08-12 | コレステリック層を備えた基板およびその基板を備えた表示装置 |
| CNA028042611A CN1524195A (zh) | 2001-11-07 | 2002-11-07 | 配备了胆甾层的基板及配备了该基板的显示器件 |
| KR10-2003-7008620A KR20040052451A (ko) | 2001-11-07 | 2002-11-07 | 콜레스트릭층을 갖춘 기판 및 그 기판을 구비한 표시장치 |
| PCT/JP2002/011618 WO2003040815A1 (fr) | 2001-11-07 | 2002-11-07 | Substrat a couche cholesterique et afficheur dote du substrat |
| EP02802723A EP1445644A4 (en) | 2001-11-07 | 2002-11-07 | SUBSTRATE WITH CHOLESTERIC LAYER AND DISPLAY WITH SUBSTRATE |
| TW091132782A TW589492B (en) | 2001-11-07 | 2002-11-07 | Board with cholesteric layer and display having the board |
| US10/250,650 US7256847B2 (en) | 2001-11-07 | 2002-11-11 | Board with cholesteric layer and display having the board |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-342059 | 2001-11-07 | ||
| JP2001342059 | 2001-11-07 | ||
| JP2002234950A JP4334191B2 (ja) | 2001-11-07 | 2002-08-12 | コレステリック層を備えた基板およびその基板を備えた表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207773A true JP2003207773A (ja) | 2003-07-25 |
| JP4334191B2 JP4334191B2 (ja) | 2009-09-30 |
Family
ID=26624392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002234950A Expired - Fee Related JP4334191B2 (ja) | 2001-11-07 | 2002-08-12 | コレステリック層を備えた基板およびその基板を備えた表示装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7256847B2 (ja) |
| EP (1) | EP1445644A4 (ja) |
| JP (1) | JP4334191B2 (ja) |
| KR (1) | KR20040052451A (ja) |
| CN (1) | CN1524195A (ja) |
| TW (1) | TW589492B (ja) |
| WO (1) | WO2003040815A1 (ja) |
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| JP2007500373A (ja) * | 2003-07-28 | 2007-01-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 半透過型液晶表示装置 |
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| US365623A (en) * | 1887-06-28 | Bag-lock | ||
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2002
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