JP2003228067A

JP2003228067A - 液晶表示装置および電子機器

Info

Publication number: JP2003228067A
Application number: JP2003003430A
Authority: JP
Inventors: Kinya Ozawa; 欣也小澤; Osamu Okumura; 治奥村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2003-08-15
Also published as: CN2606372Y

Abstract

(57)【要約】【課題】特に透過モード時の表示の明るさを向上させ
た視認性に優れる半透過反射型の液晶表示装置を提供す
る。【解決手段】本発明の液晶表示装置２０は、互いに対
向配置された上基板２４と下基板２３との間に液晶２６
が挟持され、下基板２３上にコレステリック液晶層３４
ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射層３５が設けら
れ、バックライト２２が備えられた半透過反射型の液晶
表示装置である。そして、上基板２４、下基板２３の外
面にそれぞれ基板側から位相差板４２，４４、偏光板４
３，４５がこの順に設けられ、半透過反射層３５の下側
に、コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの選
択反射光の色と同じ色の色光を透過させる色素層３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂを有する顔料カラーフィルター層３
２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置およ
び電子機器に関し、特に反射モードのみならず、透過モ
ード時にも十分に明るい表示が可能な優れた視認性を有
する半透過反射型の液晶表示装置の構成に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】反射型の液晶表示装置は、バックライト
等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から
種々の携帯電子機器などに多用されている。ところが、
反射型の液晶表示装置は、自然光や照明光などの外光を
利用して表示を行うため、暗い場所では表示を視認する
のが難しいという問題があった。そこで、明るい場所で
は通常の反射型液晶表示装置と同様に外光を利用し、暗
い場所では内部の光源により表示を視認可能にした液晶
表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置
は、反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用してお
り、周囲の明るさに応じて反射モードまたは透過モード
のいずれかの表示方式に切り替えることにより、消費電
力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示を行うこ
とができるものである。以下、本明細書では、この種の
液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」と
いう。

【０００３】半透過反射型液晶表示装置の形態として、
アルミニウム等の金属膜に光透過用のスリット（開口
部）を形成した反射膜を下基板の内面（以下、本明細書
では基板の液晶側の面を内面、それと反対側の面を外面
ということもある）に備え、この反射膜を半透過反射膜
として機能させる液晶表示装置が提案されている。この
液晶表示装置は、金属膜を下基板の内面に設けることに
より、下基板の厚みによるパララックスの影響を防ぎ、
特にカラーフィルタ-を用いた構造では混色を防ぐとい
う効果を持っている。

【０００４】図１３は、この種の半透過反射膜を用いた
半透過反射型液晶表示装置の一例を示している。

【０００５】この液晶表示装置１００では、一対の透明
基板１０１，１０２間に液晶１０３が挟持されており、
下基板１０１上に反射膜１０４、絶縁膜１０６が積層さ
れ、その上にインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide,
以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜からなる下側
電極１０８が形成され、下側電極１０８を覆うように配
向膜１０７が形成されている。一方、上基板１０２上に
は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色素層を有する
カラーフィルタ-１０９が形成され、その上に平坦化膜
１１１が積層され、この平坦化膜１１１上にＩＴＯ等の
透明導電膜からなる上側電極１１２が形成されており、
この上側電極１１２を覆うように配向膜１１３が形成さ
れている。

【０００６】反射膜１０４は、アルミニウムなどの光反
射率の高い金属膜で形成されており、この反射膜１０４
には、各画素毎に光透過用のスリット１１０が形成され
ている。このスリット１１０により、反射膜１０４は半
透過反射膜として機能する（よって、以下、この膜のこ
とを半透過反射膜と呼ぶ）。また、上基板１０２の外面
側には、上基板１０２側から順に前方散乱板１１８、位
相差板１１９、上偏光板１１４が配置され、下基板１０
１の外面側には、１／４波長板１１５、下偏光板１１６
がこの順に設けられている。また、バックライト１１７
（照明装置）が下基板１０１の下面側、下偏光板１１６
のさらに下方に配置されている。

【０００７】図１３に示す液晶表示装置１００を明るい
場所で反射モードで使用する際には、上基板１０２の上
方から入射する太陽光、照明光などの外光が、液晶１０
３を透過して下基板１０１上の半透過反射膜１０４の表
面で反射した後、再度液晶１０３を透過し、上基板１０
２側に出射される。また、暗い場所で透過モードで使用
する際には、下基板１０１の下方に設置したバックライ
ト１１７から出射される光が、スリット１１０の部分で
反射膜１０４を透過し、その後、液晶１０３を透過して
上基板１０２側に出射される。これらの光が各モードで
の表示に寄与することになる。

【０００８】ところで、このような反射型液晶表示装置
の反射層としては、例えばアルミニウムや銀等の光反射
率の高い金属膜が従来から用いられていた。これに対し
て、近年、異なる屈折率を有する誘電体薄膜を交互に積
層した誘電体ミラーや、コレステリック液晶を用いたコ
レステリック反射板、あるいはホログラム素子を用いた
ホログラム反射板などが提案されている。これら新型の
反射板は、構成材料の特徴を生かしてただ単に光を反射
する反射板としてだけではなく、特有の機能も有してい
る。

【０００９】中でもコレステリック液晶はある温度（液
晶転移温度）以上で液晶相を呈し、液晶相においては液
晶分子が一定のピッチで周期的ならせん構造を採るもの
である。この構造により、らせんのピッチに一致した波
長の光を選択的に反射させ、それ以外の光を透過すると
いう性質を有している。したがって、例えば液晶を硬化
させる際の紫外線強度や温度によりらせんのピッチを制
御できることから、局所的に反射光の色を変えることが
でき、反射型カラーフィルターとしても用いられる。ま
た、異なる色の色光を選択反射させるコレステリック液
晶層を複数積層すれば、積層構造全体で白色光を反射さ
せる反射板として機能させることもできる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示すような従来の半透過反射型液晶表示装置において
は、外光の有無に関わらず表示の視認が可能であるもの
の、反射モード時に比べて透過モード時の表示の明るさ
がはるかに低下するという問題があった。これは、透過
モード時の表示が、バックライトから出射した光のうち
の略半分のみしか表示に利用できない点、半透過反射膜
のスリットを通過した光のみを表示に利用している点、
下基板の外面側に１／４波長板および下偏光板が設けら
れている点、等に起因する問題である。

【００１１】従来の半透過反射型液晶表示装置では、反
射時と透過時とで表示モードが異なっており、特に透過
時はバックライトから出射した光のうちの略半分が上偏
光板で吸収され、残りの略半分のみしか表示に利用して
いない。すなわち、反射モードでは、上基板側から入射
させた直線偏光の大部分を明表示に利用しているのに対
して、透過モードでは、反射モード時と同様に表示を行
うために液晶層の下面から上基板側へ向かう光がほぼ円
偏光でなければならない。ところが、この円偏光のうち
の半分は上基板から外部に出射する際に上偏光板で吸収
されてしまうので、結果的には液晶層に入射した光のう
ちの略半分しか表示に寄与していないことになる。この
ように、表示原理からしてそもそも透過モードでの表示
が暗くなる要因を持っていた。

【００１２】また、透過モード時にはスリットを透過し
た光を利用して表示を行うので、半透過反射膜全体の面
積に対するスリットの面積の割合（すなわち開口率）
が、表示の明るさを左右する。この開口率を大きくすれ
ば、透過モード時の表示を明るくすることができるが、
開口率を大きくすると半透過反射膜の非開口部の面積が
減少するので反射モードの表示が暗くなってしまう。し
たがって、反射モードの明るさを確保するためにはスリ
ットの開口率はある程度以上に大きくすることはでき
ず、透過モードの明るさを向上させるには限界がある。

【００１３】次に、半透過反射型液晶表示装置では、そ
の表示原理から下基板の外面側に１／４波長板が必要で
あるが、そのために透過モード時の明るさが不足する理
由を以下に説明する。ただし、以下の説明では非選択電
圧印加状態で暗表示、選択電圧印加状態で明表示を行う
構成について説明する。

【００１４】まず、図１３に示す液晶表示装置１００に
おいて、反射モードの暗表示を行う場合には、上基板１
０２の外側から入射した光は、上偏光板１１４の透過軸
を紙面に平行とした場合、上基板１０２上の上偏光板１
１４を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する
直線偏光となり、液晶１０３を透過する間に液晶１０３
の複屈折効果によりほぼ円偏光となる。そして、下基板
１０１上の半透過反射膜１０４の表面で反射すると逆回
りの円偏光となり、再び液晶１０３を透過すると、紙面
に垂直な偏光軸を有する直線偏光となって上基板１０２
へ到達する。ここで、上基板１０２の上偏光板１１４
は、紙面に平行な透過軸を有する偏光板であるから、半
透過反射膜１０４で反射した光は、上偏光板１１４に吸
収されて液晶表示装置１００の外部（観察者側）へは戻
らず、液晶表示装置１００が暗表示されるようになって
いる。

【００１５】逆に、反射モードの明表示を行う場合に
は、液晶１０３に電圧が印加されると液晶１０３の配向
方向が変わるため、上基板１０２の外側から入射した外
光は、液晶１０３を透過すると直線偏光となり、半透過
反射膜１０４でそのまま反射され、紙面に平行な偏光軸
を有する直線偏光のまま上基板１０２の上偏光板１１４
を透過して外部（観察者側）へ戻り、液晶表示装置１０
０が明表示される。

【００１６】一方、上記液晶表示装置１００において、
透過モードでの表示を行う場合には、バックライト１１
７から出射された光が、下基板１０１の外側から液晶セ
ルに入射し、この光のうちスリット１１０を通過した光
が表示に寄与する光となる。ここで、液晶表示装置１０
０において暗表示を行うためには、上述したように、反
射モード時と同様にスリット１１０から上基板１０２へ
向かう光がほぼ円偏光でなければならない。したがっ
て、バックライト１１７から出射されてスリット１１０
を通過する光がほぼ円偏光となっている必要があるの
で、下偏光板１１６を透過した後の直線偏光をほぼ円偏
光に変換するための１／４波長１１５が必要となる。

【００１７】ここで、バックライト１１７から出射され
た光のうち、スリット１１０を通過しない光に着目する
と、バックライト１１７から出射され、下偏光板１１６
の透過軸を紙面に垂直とした場合、下偏光板１１６を透
過した時点で紙面に垂直な直線偏光となった後、１／４
波長板１１５を透過することで略円偏光となって半透過
反射膜１０４に到達する。さらに半透過反射膜１０４の
下面で反射されると、逆回りの円偏光となり、再び１／
４波長板１１５を透過すると紙面に平行な偏光軸を有す
る直線偏光になる。そして、この直線偏光が紙面に垂直
な透過軸を有する下偏光板１１６によって吸収される。
つまり、バックライト１１７から出射された光のうち、
スリット１１０を通過しなかった光は半透過反射膜１０
４の下面で反射した後、下基板１０１の下偏光板１１６
によってほぼ全てが吸収されてしまう。

【００１８】このように、半透過反射型の液晶表示装置
１００においては、透過モード時にスリット１１０を通
過せずに半透過反射膜１０４で反射された光はほぼ全て
下基板１０１の下偏光板１１６に吸収されるため、バッ
クライト１１７から出射される光の一部のみしか表示に
利用することができなかった。つまり、仮に下偏光板１
１６に吸収されることなく下偏光板１１６を透過し、バ
ックライト１１７まで戻ってくれば、もともとバックラ
イト１１７から出射される光とこの戻り光とでバックラ
イト１１７の輝度が実効的に向上することになり、透過
モードの明るさを向上させることができる。言い換える
と、スリット１１０を通過せずに半透過反射膜１０４で
反射した光を表示に再利用することができれば、透過モ
ードの明るさを向上させることができる。しかしなが
ら、従来の構成ではそれを実現することができなかっ
た。

【００１９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、半透過反射型液晶表示装置におい
て、特に透過モード時の表示の明るさを向上させた視認
性に優れる液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、優れた視認性を有する上記液晶表示装
置を備えた電子機器を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置された
上基板と下基板との間に液晶層が挟持された液晶セルを
有する液晶表示装置であって、前記下基板の内面側に、
異なる色の顔料を含む複数の色素層を有するカラーフィ
ルター層と、所定の回転方向を持つ楕円偏光のうちの一
部を反射させ、一部を透過させるコレステリック液晶層
を有する半透過反射層とが基板側からこの順に設けら
れ、前記液晶層に対して前記上基板側から楕円偏光を入
射させる上基板側楕円偏光入射手段と前記下基板側から
楕円偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手段とが設
けられるとともに、前記液晶層は選択電界印加状態、非
選択電界印加状態のいずれか一方の状態において入射し
た楕円偏光の極性を反転させ、他方の状態において極性
を変えないものであり、前記カラーフィルター層の各色
素層の透過波長帯域と、前記各色素層に対応する位置の
前記コレステリック液晶層の反射波長帯域とが少なくと
も一部重なっていることを特徴とする。

【００２１】コレステリック液晶は、波長が液晶分子の
らせんピッチと等しく、かつ、らせんの巻き方向と同じ
回転方向の円偏光を選択的に反射する、いわゆる選択反
射性を有している。逆に言えば、液晶分子のらせんピッ
チと等しくない波長の光、および波長が液晶分子のらせ
んピッチと等しくても、らせんの巻き方向と逆の回転方
向を持つ円偏光はコレステリック液晶を透過する。さら
に、本発明で用いるコレステリック液晶層は、波長が液
晶分子のらせんピッチと等しく、らせんの巻き方向と同
じ回転方向の円偏光を１００％透過するのではなく、一
部を反射させ、一部を透過させる機能を有しており、こ
の点が本発明の特徴点となっている。以上の作用によっ
て、このコレステリック液晶層は半透過反射層として機
能する。本発明者らは、反射型液晶表示装置において近
年提案されているコレステリック液晶からなる反射層を
用いた場合、液晶セルに入射させる光の偏光状態を楕円
偏光とし、液晶層への選択電界印加時、非選択電界印加
時のいずれかの時に楕円偏光状態の極性を反転させるよ
うに液晶モードを設定すれば、反射時と透過時で表示モ
ードを同じにすることができ、表示原理的に透過モード
が暗くならないようにできることを見い出した。また、
透過表示時にコレステリック液晶の選択反射により下基
板側に反射した光は、下基板の外面側の構成を従来と同
じにしたままでも再利用できることを見い出した。これ
らの点に着目し、本発明の構成を提案するに到った。以
下、本発明の液晶表示装置の表示原理と半透過反射層で
反射した光を再利用できる理由を図３を用いて説明す
る。

【００２２】図３は本発明の液晶表示装置の表示原理を
説明するための図である。

【００２３】一対の透光性基板からなる上基板１と下基
板２との間に液晶層３が挟持されることにより液晶セル
４が構成されている。下基板２の内面側には、顔料を含
む色素層５（図３では例えば赤色（Ｒ）の色素層として
説明する）を有するカラーフィルター層６（以下、顔料
カラーフィルター層ともいう）と、コレステリック液晶
層８からなる半透過反射層７とが基板側からこの順に設
けられている。コレステリック液晶層８は、所定の波長
帯域（色）、所定の回転方向を持つ円偏光のうちの一部
を反射させ、一部を透過させるものであり、本説明では
例えば赤色の右回りの円偏光（以下、右円偏光という）
のうち、８０％を反射させ、２０％を透過させるもので
ある。顔料カラーフィルター層６の色素層５の透過波長
帯域とその上に位置するコレステリック液晶層８の反射
波長帯域とが重なっており、この場合、赤色光を透過さ
せる色素層５上に赤色光を選択反射させるコレステリッ
ク液晶層８が配置されている。

【００２４】また、本発明の液晶表示装置は、液晶層３
に対して上基板１側から楕円偏光を入射させる上基板側
楕円偏光入射手段が設けられており、図３では一方向の
直線偏光を透過する上偏光板９とこの上偏光板９を透過
した直線偏光を円偏光に変換する上１／４波長板１０と
が上基板側楕円偏光入射手段を構成している。さらに、
図３では液晶層３に対して下基板２側から楕円偏光を入
射させる下基板側楕円偏光入射手段も設けられており、
上基板１側と同様、下偏光板１１と下１／４波長板１２
とが下基板側楕円偏光入射手段を構成している。ここで
は、上基板側、下基板側ともに、偏光板９，１１の透過
軸を図３の紙面に平行な方向とし、この方向の直線偏光
が１／４波長板１０，１２に入射された場合に右円偏光
が出射されるものとする。

【００２５】液晶層３は、選択電界印加の有無により入
射した円偏光の極性（回転方向）を反転させるものであ
り、例えば非選択電圧印加時（液晶ＯＦＦ時）に液晶分
子１３が寝た状態でλ／２（λ：入射光の波長）の位相
差を有するものとなり、したがって、入射した右円偏光
は液晶層３透過後、左円偏光に変化し、左円偏光は右円
偏光に変化する。一方、選択電圧印加時（液晶ＯＮ時）
に液晶分子１３が立った状態では位相差がなくなり、円
偏光の極性（回転方向）は変化しない。

【００２６】図３に示す液晶表示装置において、反射モ
ードの明表示を行う場合（図３の左端）には、上基板１
の外側から入射した光は、上基板１上の上偏光板９を透
過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光
となり、次いで、上１／４波長板１０を透過することに
より右円偏光となる。この時、液晶をＯＮ状態としてお
くと、上述のように円偏光の回転方向は変化しないの
で、液晶層３に右円偏光が入射された場合、この光が液
晶層３を透過して半透過反射層７に到達しても右円偏光
のままである。

【００２７】ここで、金属膜等を用いた従来の半透過反
射層とコレステリック液晶を用いた本発明の半透過反射
層との大きな違いは、金属膜からなる半透過反射層の場
合は反射時に円偏光の回転方向が逆になる、すなわち右
円偏光が反射すると左円偏光に変わるのに対して、コレ
ステリック液晶を用いた半透過反射層の場合は反射時に
円偏光の回転方向が変わらない、すなわち右円偏光が反
射しても右円偏光のままであるという点である。したが
って、赤色の右円偏光の８０％が下基板２上の半透過反
射層７で反射した後、再び上基板１に向けて液晶層３を
透過することになる。この時も液晶がＯＮ状態であるた
め、偏光状態は右円偏光のままで変わらないが、その
後、上１／４波長板１０を透過することにより紙面に平
行な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光は
上偏光板９を透過できるので、外部（観察者側）へ戻
り、液晶表示装置が明（赤色）表示される。

【００２８】逆に、反射モードの暗表示を行う場合（図
３の右から２番目）には、液晶をＯＦＦ状態とすると、
液晶層３がλ／２の位相差を持つため、上基板１側から
入射した右円偏光は液晶層３を透過すると左円偏光とな
る。図３においては、半透過反射層７を構成するコレス
テリック液晶層８はあくまでも右円偏光の一部を反射す
るものであるため、左円偏光は半透過反射層７を透過す
る。その後、下１／４波長板１２を透過することにより
紙面に垂直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直
線偏光は下偏光板１１で吸収されるので、外部（観察者
側）へは戻らず、液晶表示装置が暗表示される。

【００２９】一方、透過モードでの表示を行う場合、例
えばバックライト等から出射された光が下基板２の外側
から液晶セル４に入射し、この光が表示に寄与する光と
なる。ここで、透過モードの暗表示を行う場合（図３の
右端）には、反射モード時とほぼ同様の作用が下基板２
側から上基板１側に向けて生じることになる。すなわ
ち、図３においては下基板２側にも上基板１側と同様の
下偏光板１１と下１／４波長板１２が備えられているの
で、液晶層３に下基板２側から右円偏光が入射され、そ
の２０％が半透過反射層７を透過する。ここで、液晶が
ＯＦＦ状態であれば、上基板１側に到達した時点で左円
偏光となり、上１／４波長板１０を透過することにより
紙面に垂直な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直
線偏光は上偏光板９で吸収されるので、外部（観察者
側）へは出射せず、液晶表示装置が暗表示される。

【００３０】透過モードの明表示を行う場合（図３の左
から２番目）には、下基板２側から入射する光は、下偏
光板１１を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有
する直線偏光となり、次いで、下１／４波長板１２を透
過することにより右円偏光となって顔料カラーフィルタ
ー層６の色素層５を透過し、赤色の右円偏光となって出
射される。この出射光のうちの２０％がコレステリック
液晶からなる半透過反射層７を透過することができ、液
晶がＯＮ状態であれば、２０％の右円偏光がその偏光状
態を維持したまま上基板１側に到達する。その後、右円
偏光が上１／４波長板１０を透過することにより紙面に
平行な偏光軸を有する直線偏光に変化し、この直線偏光
は上偏光板９を透過できるので、外部（観察者側）へ戻
り、液晶表示装置が明（赤色）表示される。

【００３１】一方、透過モードの明表示では、顔料カラ
ーフィルター層６の色素層５を透過した赤色の右円偏光
のうち、８０％がコレステリック液晶からなる半透過反
射層７で下側に向けて反射することになる。この際、上
述したように、コレステリック液晶は反射円偏光の回転
方向を変えないという性質を持っているので、反射光は
右円偏光である。このため、その後、右円偏光が下１／
４波長板１２を透過すると紙面に平行な偏光軸を有する
直線偏光になり、この直線偏光が紙面に平行な透過軸を
有する下偏光板１１を透過することができる。このよう
にして、下偏光板１１の透過軸と同じ偏光軸を有する直
線偏光が下基板２側から出射されると、この光を例えば
バックライトに備えられた反射板などで反射させること
により液晶セル４側に再度導入し、表示に再利用するこ
とができる。

【００３２】なお、上では説明を省略したが、透過モー
ドの暗表示の際にも顔料カラーフィルター層６の色素層
５を透過した右円偏光の８０％がコレステリック液晶か
らなる半透過反射層７で反射し、下基板２側から一旦液
晶セル４の外部に出射された後、再度液晶セル４に導入
されるが、この光はいずれにしろ上偏光板９で吸収され
てしまうので、暗表示にとって特に支障はない。また、
反射モードの明表示の際には上から入射した右円偏光の
２０％が半透過反射層７を透過するので、下基板２側か
ら一旦液晶セル４の外部に出射された後、再度液晶セル
４に導入される。この光は表示に寄与するので、反射モ
ードの表示も明るく維持することができる。

【００３３】このように、本発明の液晶表示装置におい
ては、反射時と透過時で同じ表示モードを用いることが
でき、特に透過モードの明表示に着目した場合、従来の
半透過反射型液晶表示装置のように下基板側から入射し
た光の一部が上偏光板で吸収されることがなく、コレス
テリック液晶からなる半透過反射層を透過した光の多く
が表示に寄与する。一方、コレステリック液晶からなる
半透過反射層で反射した光は、表示に再利用することが
できる。勿論、上の説明で用いたコレステリック液晶で
の反射：８０％、透過：２０％という割合はほんの一例
であって、反射と透過の比率はいかようにも変えること
ができる。しかしながら、どのような比率であっても、
コレステリック液晶からなる半透過反射層を透過した円
偏光を最大限に利用できることと、半透過反射層で反射
した円偏光を表示に再利用できることの効果が相俟っ
て、反射表示の明るさを維持しながら透過表示の明るさ
を従来より向上でき、視認性に優れた半透過反射型の液
晶表示装置を実現することができる。

【００３４】なお、上の説明では、理想的な形態として
上基板側、下基板側から導入する光をともに「（右）円
偏光」としたが、上述した本発明の液晶表示装置の動作
を実現するためには必ずしも完全な円偏光である必要は
なく、広い意味で「楕円偏光」であればよい。

【００３５】上記本発明の液晶表示装置において、液晶
セルに対して下基板側から光を入射させる照明装置を備
えることが望ましい。

【００３６】本発明の液晶表示装置において透過表示モ
ードを反射表示モードと同じにするためには、何らかの
手段によって下基板側から楕円偏光を入射させる必要が
ある。そのために如何なる手段を採ってもよいが、液晶
セルに対して下基板側から光を入射させる照明装置、い
わゆるバックライトを備えることにより、下基板側から
楕円偏光を入射させる構成を容易に実現することができ
る。

【００３７】前記上基板側楕円偏光入射手段および前記
下基板側楕円偏光入射手段の具体的な形態として、一方
向の直線偏光を透過する偏光板と、この偏光板を透過し
た直線偏光を楕円偏光に変換する位相差板とを有するも
ので構成することができる。これら２つの光学部材を上
基板側、下基板側のそれぞれに設置することによって、
太陽光、照明光などの外光とバックライトからの照明光
を容易に楕円偏光に変えることができ、本発明の液晶表
示装置に好適なものとすることができる。

【００３８】前記位相差板としては、任意の位相差を持
つものを適宜選択すればよいが、１／４波長板を用いる
ことが望ましい。

【００３９】１／４波長板を用いた場合、偏光板を出射
した直線偏光を、広い意味での楕円偏光の中でも特に円
偏光に変えることができるので、光の利用効率を最も高
めることができ、より明るい表示の液晶表示装置を実現
することができる。ただし、上基板側に設ける位相差板
に色補償の機能も持たせたい場合には１／４波長板に限
ることはなく、任意の位相差を持つ位相差板を選択すれ
ばよい。

【００４０】前記コレステリック液晶層が、所定の領域
毎に液晶分子のらせんピッチに応じた波長の異なる色光
を選択的に反射させる反射型カラーフィルターとして機
能するものであり、前記所定の領域毎に前記コレステリ
ック液晶層の反射波長帯域と前記カラーフィルター層の
各色素層の透過波長帯域とが少なくとも一部重なるもの
を用いることもできる。別の表現をすれば、前記所定の
領域毎に前記コレステリック液晶層からの反射光の色と
前記カラーフィルター層の各色素層での透過光の色が一
致しているものを用いることができる。

【００４１】本発明の液晶表示装置におけるコレステリ
ック液晶層は、液晶分子のらせんピッチが異なる複数の
層を積層することによって種々の波長帯域を含む円偏光
を反射させる反射層、いわゆる白色反射板として機能さ
せることができる。または、所定の領域毎に液晶分子の
らせんピッチを変え、その領域のらせんピッチに応じた
波長の光を選択的に反射させるようにすれば、領域毎に
例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光がそれぞれ反
射する反射型カラーフィルターとして機能させることも
できる。反射型カラーフィルターとして機能させた場
合、上記の表示原理によって表示領域内の各ドット毎に
異なる色のカラー表示が可能となる。この場合、コレス
テリック液晶層は主に反射表示用のカラーフィルター、
顔料を含むカラーフィルター層は主に透過表示用のカラ
ーフィルターとして機能する。

【００４２】さらに、下基板とカラーフィルター層との
間に、前記所定の領域毎に半透過反射層を構成するコレ
ステリック液晶層の反射波長帯域以外での波長帯域の色
光の少なくと一部を反射するコレステリック液晶層をさ
らに設ける構成としてもよい。別の表現をすれば、下基
板とカラーフィルター層との間に、前記所定の領域毎に
カラーフィルター層の各色素層での透過光の色と補色の
関係にある色の色光の少なくとも一部を反射するコレス
テリック液晶層をさらに設ける構成としてもよい。

【００４３】ここで、新たに付加したコレステリック液
晶層の作用、効果について図４を用いて説明する。

【００４４】図４が図３と異なる点は、下基板上の顔料
カラーフィルター層の下側に、半透過反射層を構成する
コレステリック液晶層の反射波長帯域以外での波長帯域
の色光、すなわち、カラーフィルター層の各色素層での
透過光の色と補色の関係にある色光を選択反射するコレ
ステリック液晶層を付加した点である。図４では、具体
的には半透過反射層を構成するコレステリック液晶層の
反射光および顔料カラーフィルター層の透過光の色が赤
（Ｒ）であるのに対し、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の光をそれ
ぞれ選択反射するコレステリック液晶層を２層積層して
用いている。また、以下の説明ではコレステリック液晶
層を新たに付加したことによる変更部分のみを説明し、
基本的に図３と共通の表示原理に関する説明は省略す
る。

【００４５】反射モードに関しては、上基板１側から下
基板２側に向けて顔料カラーフィルター層６の色素層５
を透過した赤色の円偏光は、緑色光を選択反射するコレ
ステリック液晶層１４および青色光を選択反射するコレ
ステリック液晶層１５を透過することができる。また、
下側のコレステリック液晶層１４，１５でそれぞれ選択
反射され、再度上基板１側に向かう緑色光および青色光
があるが、これらの光は顔料カラーフィルター層６の赤
の色素層５で吸収されるので、液晶層３側に出射される
ことはない。したがって、反射モードの場合、表示原理
的には上の説明とほぼ変わるところはない。

【００４６】次に、透過モードに関しては、下側のコレ
ステリック液晶層１４，１５の作用、効果を説明するた
めに、特に明表示（図４の左から２番目）の場合に着目
すると、下１／４波長板１２を透過して右円偏光となっ
た光は、コレステリック液晶層１５で青色の右円偏光
が、コレステリック液晶層１４で緑色の右円偏光がそれ
ぞれ反射される。これに対して、赤色の右円偏光はコレ
ステリック液晶層１４，１５を透過し、顔料カラーフィ
ルター層６の赤の色素層５も透過した後、そのうちの８
０％が半透過反射層７で反射される。

【００４７】下側のコレステリック液晶層がない図３の
場合、下１／４波長板１２側から入射される右円偏光が
全て顔料カラーフィルター層６の赤の色素層５に入射さ
れるため、入射光中の緑色光成分および青色光成分は赤
色の色素層５で吸収されてしまい、これらの成分はそれ
以降再利用のサイクルに回ることはない。これに対し
て、下側のコレステリック液晶層１４，１５を設けた図
４の場合、下１／４波長板１２側から入射される右円偏
光が顔料カラーフィルター層６の赤の色素層５に入射さ
れる前にコレステリック液晶層１４，１５に入射される
ので、右円偏光の中の緑色光成分および青色光成分は赤
色の色素層５で吸収されることなくその前に反射され、
赤色光成分中の半透過反射層７からの反射分とともに再
利用のサイクルに回される。その結果、全体として再利
用の効率が向上し、より明るい透過表示を得ることがで
きる。

【００４８】本発明の電子機器は、上記本発明の液晶表
示装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、
透過モード時の表示も明るく、視認性に優れた液晶表示
部を備えた電子機器を提供することができる。

【００４９】

【発明の実施の形態】［第１の実施の形態］以下、本発
明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。

【００５０】図１は本実施の形態の液晶表示装置の断面
構造を示す図であり、本実施の形態は半透過反射型カラ
ー液晶表示装置の例である。なお、以下の図面において
は、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法
の比率などは適宜異ならせてある。

【００５１】本実施の形態の液晶表示装置２０は、図１
に示すように、液晶セル２１とバックライト２２（照明
装置）とを備えたものである。液晶セル２１は、下基板
２３と上基板２４とが対向配置され、これら上基板２４
と下基板２３との間に、位相差を例えばλ／２に設定し
たＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶などからなる
液晶層２６が挟持されている。液晶セル２１の後面側
（下基板２３の外面側）にバックライト２２が配置され
ている。バックライト２２は、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）等からなる光源２７、導光板２８、反射板２９など
を備えている。

【００５２】ガラスやプラスチックなどの透光性材料か
らなる下基板２３の内面側には、例えばＲ、Ｇ、Ｂの異
なる色の顔料を含む色素層３１ｒ，３１ｇ，３１ｂを有
する顔料カラーフィルター層３２が形成され、その上に
オーバーコート層３３を介してＲ、Ｇ、Ｂの異なる色の
色光を選択反射させるコレステリック液晶層３４ｒ，３
４ｇ，３４ｂからなる半透過反射層３５が形成されてい
る。コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂは、
各色光において所定の回転方向を持つ円偏光のうちの一
部を反射させ、一部を透過させるものであり、具体的に
は例えば右円偏光のうちの８０％を反射させ、２０％を
透過させるものである。反射と透過の比率は、反射：透
過＝８：２〜１：９程度の範囲で設定することができ、
この設定の製造方法としてはコレステリック液晶層３４
ｒ，３４ｇ，３４ｂの厚さを制御することが一つの方法
である。

【００５３】顔料カラーフィルター層３２の各色素層３
１ｒ，３１ｇ，３１ｂの透過波長帯域とその上に位置す
るコレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの反射
波長帯域はほぼ重なっており、この場合、赤色光を透過
させる色素層３１ｒ上に赤色光を選択反射させるコレス
テリック液晶層３４ｒが、緑色光を透過させる色素層３
１ｇ上に緑色光を選択反射させるコレステリック液晶層
３４ｇが、青色光を透過させる色素層３１ｂ上に青色光
を選択反射させるコレステリック液晶層３４ｂがそれぞ
れ配置されている。コレステリック液晶層３４ｒ，３４
ｇ，３４ｂは液晶分子のらせんのピッチに一致した波長
の光を選択反射させるものである。また、例えばコレス
テリック液晶を硬化させる際の紫外線強度や温度を変え
ることで局所的にらせんピッチを制御することができ、
らせんピッチを４５０ｎｍ程度に制御すれば青色光を選
択反射させるもの、５５０ｎｍ程度に制御すれば緑色光
を選択反射させるもの、６５０ｎｍ程度に制御すれば赤
色光を選択反射させるものが得られ、全体が反射型カラ
ーフィルターとして機能する。

【００５４】コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３
４ｂが主に反射表示時の色を形成するためのカラーフィ
ルターとして機能するのに対し、顔料カラーフィルター
層３２は主に透過表示時の色を形成するためのカラーフ
ィルターとして機能する。これら顔料カラーフィルター
層３２の色素層３１ｒ，３１ｇ，３１ｂとその上に位置
するコレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの各
色毎の平面的なパターン形状は、例えばストライプ状、
モザイク状、デルタ状として知られる従来のカラーフィ
ルターと同様のものを採用することができる。

【００５５】下基板２３の内面側の半透過反射層３５の
上方には、オーバーコート層３６を介してＩＴＯ等の透
明導電膜からなる下部電極３７が形成され、その上にポ
リイミド等の樹脂からなる配向膜３８が形成されてい
る。一方、上基板２４の内面側にも、ＩＴＯ等の透明導
電膜からなる上部電極３９が形成され、その上にポリイ
ミド等の樹脂からなる配向膜４０が形成されている。こ
れら下部電極３７、上部電極３９からなる電極構成に
は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、薄膜ダイオード（Ｔ
ＦＤ）等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリ
クス方式、パッシブマトリクス方式のいずれも採用する
ことができる。

【００５６】上基板２４の外面側には、上位相差板４２
と上偏光板４３（双方で上基板側楕円偏光入射手段を構
成する）とが基板側からこの順に設けられている。一
方、下基板２３の外面側には、下位相差板４４と下偏光
板４５（双方で下基板側楕円偏光入射手段を構成する）
とが基板側からこの順に設けられている。これら上位相
差板４２，４４と偏光板４３，４５は、液晶層２６に対
して所定の回転方向を持つ円偏光を入射させるためのも
のであり、本発明の液晶表示装置の表示原理からして上
基板２４側から入射する円偏光と下基板２３側から入射
する円偏光の回転方向は略一致していなければならな
い。そのため、上偏光板４３と下偏光板４５の透過軸の
方向は、ともに図１における紙面と平行な方向というよ
うに略一致している必要がある。ただし、特に上基板２
４側に設ける位相差板に色補償の機能も持たせたい場合
には必ずしも１／４波長板を用いることはなく、任意の
位相差を持つ位相差板を選択すればよい。

【００５７】上記構成の液晶表示装置２０の表示原理に
ついては［課題を解決するための手段］の項で詳細に説
明したので、ここでは省略する。上述したように、本実
施の形態の液晶表示装置２０によれば、反射時と透過時
で同じ表示モードを用いることができ、特に透過モード
の明表示に着目した場合、従来の半透過反射型液晶表示
装置のように下基板側から入射した光の一部が上偏光板
で吸収されることがなく、コレステリック液晶層３４
ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射層３５を透過し
た光の大部分が表示に寄与する。一方、コレステリック
液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射層３
５で反射し、液晶層２６に導入されなかった光は透過表
示に再利用することができる。このように、コレステリ
ック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂからなる半透過反射
層３５を透過した円偏光を最大限に利用できることと、
半透過反射層３５で反射した円偏光を表示に再利用でき
ることの効果が相俟って、反射表示の明るさを維持しな
がら透過表示の明るさを従来より向上でき、視認性に優
れた半透過反射型の液晶表示装置を実現することができ
る。

【００５８】［第２の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を図２を参照して説明する。

【００５９】図２は本実施の形態の液晶表示装置の断面
構造を示す図である。本実施の形態の液晶表示装置の基
本構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、異なる点
は顔料カラーフィルター層の下にさらにコレステリック
液晶層を付加したことのみである。したがって、図２に
おいて図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。

【００６０】本実施の形態の液晶表示装置５０は、図２
に示すように、下基板２３上の顔料カラーフィルター層
３２の下側に、半透過反射層３５を構成するコレステリ
ック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３４ｂの反射波長帯域（顔
料カラーフィルター層３２の各色素層３１ｒ，３１ｇ，
３１ｂの透過波長帯域）以外の波長帯域の色光、すなわ
ち、顔料カラーフィルター層３２の各色素層３１ｒ，３
１ｇ，３１ｂの透過光の色と補色の関係にある色光を選
択反射するコレステリック液晶層５１を付加している。

【００６１】図２では、具体的には半透過反射層３５を
構成するコレステリック液晶層の反射光および顔料カラ
ーフィルター層３２の透過光の色が赤（Ｒ）の領域（３
４ｒ，３１ｒ）では、緑（Ｇ）と青（Ｂ）の光をそれぞ
れ選択反射するコレステリック液晶層５２ｇ，５２ｂ、
緑（Ｇ）の領域（３４ｇ，３１ｇ）では、青（Ｂ）と赤
（Ｒ）の光をそれぞれ選択反射するコレステリック液晶
層５２ｂ，５２ｒ、青（Ｂ）の領域（３４ｂ，３１ｂ）
では、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）の光をそれぞれ選択反射する
コレステリック液晶層５２ｒ，５２ｇの２層ずつを積層
して用いている。このように、顔料カラーフィルター層
３２の各色素層３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの透過光の色と
コレステリック液晶層５１全体の選択反射光の色が補色
の関係にあればよいので、上記のような２層のコレステ
リック液晶層を積層することに代えて、赤（Ｒ）の領域
にシアンの光を選択反射するコレステリック液晶層、緑
（Ｇ）の領域にマゼンタの光を選択反射するコレステリ
ック液晶層、青（Ｂ）の領域にイエローの光を選択反射
するコレステリック液晶層の１層のみを配置してもよ
い。選択反射色が補色の関係にあるコレステリック液晶
層を３層以上の多層にして形成してもよい。

【００６２】本実施の形態の液晶表示装置５０の表示原
理についても［課題を解決するための手段］の項で詳細
に説明したので、ここでは省略する。上述したように、
本実施の形態の液晶表示装置５０によれば、透過表示時
に下位相差板４４側から入射される円偏光が顔料カラー
フィルター層３２の各色の色素層３１ｒ，３１ｇ，３１
ｂに入射される前にコレステリック液晶層５１に入射さ
れるので、円偏光のうち、顔料カラーフィルター層３２
の色素層３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの色に対して補色にあ
たる色光成分はこれら色素層３１ｒ，３１ｇ，３１ｂで
吸収されることなくその前にコレステリック液晶層５２
ｒ，５２ｇ，５２ｂで反射され、再利用のサイクルに回
される。したがって、全体として光の再利用の効率が向
上し、より明るい透過表示を得ることができる。

【００６３】［第３の実施の形態］以下、本発明の第２
の実施の形態を図５を参照して説明する。

【００６４】図５は本実施の形態のコレステリック液晶
層の５５０ｎｍ付近の反射波長帯域と顔料カラーフィル
ターの５５０ｎｍ透過波長帯域分布を示す図である。す
なわちカラーフィルターの色素の緑（G）色の領域を示
す。ここでは緑色（G）に限って説明するが赤色（R）、
青色（B）でも同様である。反射波長帯域でない領域で
透過波長帯域の光はバックライト側から透過される。本
実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第１の実施の形
態とほぼ同様であり、異なる点は顔料カラーフィルター
層の上のコレステリック液晶層の反射波長帯域が顔料カ
ラーフィルター層の透過波長帯域より狭くなったことの
みである。ここで反射波長帯域が透過波長帯域より狭く
なるとは反射率または透過率の半分にあたる波長幅（こ
れを半値幅と呼ぶ）が透過波長帯域の中に反射波長帯域
を包括していることと定義する。具体的には図５におい
て透過波長帯域の半値幅が５００nmから５８０nm,反射
波長帯域の半値幅が５２０nmから５６０nmであるため、
実施例３に相当する。したがって、構造は図１と共通で
あり、その詳細な説明は省略する。

【００６５】選択反射波長幅とコレステリック層の屈折
率異方性Δｎは比例する関係にあるため、Δｎを小さく
形成することで実現する。

【００６６】コレステリック液晶層３４ｒ，３４ｇ，３
４ｂの反射波長帯域が、顔料カラーフィルター層３２の
透過波長帯域より小さくなっていることで透過率を上げ
ることができる。

【００６７】［第４の実施の形態］以下、本発明第４の
実施の形態を図６を参照して説明する。

【００６８】図６は本実施の形態の液晶表示装置の断面
構造を示す図である。本実施の形態の液晶表示装置の基
本構成は第１の実施の形態とほぼ同様であり、異なる点
は顔料カラーフィルター層上のコレステリック液晶層の
形成面積が顔料カラーフィルター層の形成面積より小さ
くし、その間を光を透過する層で形成したことのみであ
る。したがって、図６において図１と共通の構成要素に
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００６９】この構成では顔料カラーフィルター層の上
にコレステリック液晶層の存在しない領域が存在し、光
を透過する層で覆われている。この領域ではバックライ
ト側からの照明光がコレステリック液晶層に反射される
ことなく液晶層に入射させることが可能である。このよ
うな構造にすることで透過率を上げることが可能であ
る。

【００７０】［第５の実施の形態］以下、本発明第５の
実施の形態を図７を参照して説明する。

【００７１】図７は本実施の形態のコレステリック液晶
層の５５０ｎｍ付近の反射波長帯域と顔料カラーフィル
ターの５５０ｎｍ透過波長帯域分布を示す図である。本
実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第１の実施の形
態とほぼ同様であり、異なる点はコレステリック液晶層
がある特定波長で反射と透過するように作製されている
ことのみである。したがって、構造は図１と共通であ
り、その詳細な説明は省略する。

【００７２】この構成ではコレステリック液晶層が特定
波長で反射と透過するように作製されている。これを実
現するための方法の一つとして特定波長にすべて反射す
るように作製されたコレステリック液晶層と比較して層
厚を小さくすることで実現できる。この構造はバックラ
イト側からの照明光がコレステリック層で透過する光が
大きくなり明るい表示が期待できる。

【００７３】［第６の実施の形態］以下、本発明第６の
実施の形態を図８を参照して説明する。

【００７４】図８は本実施の形態のコレステリック液晶
層の５５０ｎｍ付近の反射波長帯域と顔料カラーフィル
ターの５５０ｎｍ透過波長帯域分布を示す図である。本
実施の形態の液晶表示装置の基本構成は第２の実施の形
態とほぼ同様であり、異なる点は下基板と顔料カラーフ
ィルター層の間のコレステリック液晶層の反射波長帯域
が顔料カラーフィルター層の各色素層の透過波長の補色
波長帯域より狭くしたことのみである。したがって、構
造は図２と共通であり、その詳細な説明は省略する。

【００７５】この構成では下基板と顔料カラーフィルタ
ー層の間のコレステリック液晶層の反射波長帯域が顔料
カラーフィルター層の各色素層の透過波長の補色波長帯
域より狭くしたことで、バックライト側からの緑（G）
色以外の光を顔料カラーフィルターで吸収されることな
くバックライト側に戻し、再利用のサイクルに回され
る。また反射表示における混色を防止することができ
る。したがって全体として光の再利用の効率が向上し、
より明るい透過表示を得ることができる。ここでの説明
は緑色（G）波長付近のみに限ったが赤色（R）、青色
（B）波長付近でも同様である。

【００７６】［第７の実施の形態］以下、本発明第７の
実施の形態を図９を参照して説明する。

【００７７】図９は本実施の形態の液晶表示装置の断面
構造を示す図である。本実施の形態の液晶表示装置の基
本構成は第２の実施の形態とほぼ同様であり、異なる点
は下基板と顔料カラーフィルター層の間のコレステリッ
ク液晶層の形成面積が顔料カラーフィルター層の各色素
層の形成面積より大きくしたことのみである。したがっ
て、図９において図２と共通要素には同一の符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

【００７８】この構成では下基板と顔料カラーフィルタ
ー層の間のコレステリック液晶層の形成面積が顔料カラ
ーフィルター層の各色素層の形成面積より大きくしたこ
とで、バックライト側からの光を顔料カラーフィルター
で吸収されることなくバックライト側に戻し、再利用の
サイクルに回される。したがって全体として光の再利用
の効率が向上し、より明るい透過表示を得ることができ
る。

【００７９】［電子機器］上記実施の形態の液晶表示装
置を備えた電子機器の例について説明する。

【００８０】図１０は、携帯電話の一例を示した斜視図
である。図１０において、符号１０００は携帯電話本体
を示し、符号１００１は上記の液晶表示装置を用いた液
晶表示部を示している。

【００８１】図１１は、腕時計型電子機器の一例を示し
た斜視図である。図１１において、符号１１００は時計
本体を示し、符号１１０１は上記の液晶表示装置を用い
た液晶表示部を示している。

【００８２】図１２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１２に
おいて、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２は
キーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置
本体、符号１２０６は上記の液晶表示装置を用いた液晶
表示部を示している。

【００８３】図１０〜図１２に示す電子機器は、上記実
施の形態の液晶表示装置を用いた液晶表示部を備えてい
るので、透過モードでも明るい表示が得られ、あらゆる
使用環境で視認性に優れた液晶表示部を備えた電子機器
を実現することができる。

【００８４】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば上記実施の形態では、楕円偏光入射手段として偏光
板と１／４波長板とを用いたが、液晶層に対して楕円偏
光を入射できるものであれば、その他の光学部材を用い
てもよい。

【００８５】また、本発明においては、液晶層に円偏光
を入射させて表示に利用するのが理想的であるが、必ず
しも完全な円偏光に限ることはなく、光の利用効率が多
少低下するのを許容すれば、楕円偏光を用いることもで
きる。また、上記実施の形態では、領域毎に顔料カラー
フィルター層の各色素層の透過光の色と前記各色素層に
対応する位置のコレステリック液晶層の反射光の色が同
色である、すなわち、顔料カラーフィルター層の各色素
層の透過波長帯域と各色素層に対応する位置のコレステ
リック液晶層の反射波長帯域がほぼ重なっている例を挙
げたが、これについても光の利用効率が多少低下するの
を許容すれば、前記２つの波長帯域の少なくとも一部が
重なっていればよい。

【００８６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、反射時と透過時で同じ表示モードを用いること
ができ、特に透過モードでは、従来の半透過反射型液晶
表示装置のように下基板側から入射した光の一部が上偏
光板で吸収されることがなく、コレステリック液晶から
なる半透過反射層を透過した光の大部分が表示に寄与す
る。一方、コレステリック液晶からなる半透過反射層で
反射し、液晶層に導入されなかった下基板側からの光は
透過表示に再利用することができる。このようにして、
反射表示の明るさを維持しながら透過表示の明るさを従
来より向上でき、視認性に優れた半透過反射型の液晶表
示装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装
置の断面構造を示す図である。

【図２】同、第２の実施の形態に係る液晶表示装置の
断面構造を示す図である。

【図３】上記第１の実施の形態に相当する液晶表示装
置の表示原理を説明するための模式図である。

【図４】上記第２の実施の形態に相当する液晶表示装
置の表示原理を説明するための模式図である。

【図５】第３の実施の形態に係るカラーフィルターの
透過反射分布を示す図である。

【図６】第４の実施の形態に係る液晶表示装置の断面
構造を示す図である。

【図７】第５の実施の形態に係るカラーフィルターの
透過反射分布を示す図である。

【図８】第６の実施の形態に係るカラーフィルターの
透過反射分布を示す図である。

【図９】第７の実施の形態に係る液晶表示装置の断面
構造を示す図である。

【図１０】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図
である。

【図１１】本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視
図である。

【図１２】本発明に係る電子機器のさらに他の例を示
す斜視図である。

【図１３】従来の液晶表示装置の一例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１，２４上基板２，２３下基板３，２６液晶層４，２１液晶セル５，３１ｒ，３１ｇ，３１ｂ色素層６，３２顔料カラーフィルター層７，３５半透過反射層８，３４ｒ，３４ｇ，３４ｂ，５１，５２ｒ，５２ｇ，
５２ｂコレステリック液晶層９，４３上偏光板（上基板側楕円偏光入射手段）１０，４２上位相差板（上基板側楕円偏光入射手段）１１，４５下偏光板（下基板側楕円偏光入射手段）１２，４４下位相差板（下基板側楕円偏光入射手段）１４，１５コレステリック液晶層２０，５０液晶表示装置２２バックライト（照明装置）

───────────────────────────────────────────────────── 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 1/1335 ５２０Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５２０Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BA04 BA45 BB02 BB03 BB10 BB42 2H049 BA02 BA04 BA07 BA18 BA42 BA43 BB03 BB42 BB66 BC22 2H091 FA02Y FA11X FA11Z FA15X FA42Z FC10 FC26 FC29 FC30 FD04 FD10 FD14 FD22 FD23 FD24 LA03 LA11 LA12 LA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向配置された上基板と下基板と
の間に液晶層が挟持された液晶セルを有する液晶表示装
置であって、前記下基板の内面側に、異なる色の顔料を含む複数の色
素層を有するカラーフィルター層と、所定の回転方向を
持つ楕円偏光のうちの一部を反射させ、一部を透過させ
るコレステリック液晶層を有する半透過反射層とが基板
側からこの順に設けられ、前記液晶層に対して前記上基
板側から楕円偏光を入射させる上基板側楕円偏光入射手
段と前記下基板側から楕円偏光を入射させる下基板側楕
円偏光入射手段とが設けられるとともに、前記液晶層は
選択電界印加状態、非選択電界無印加状態のいずれか一
方の状態において入射した楕円偏光の極性を反転させ、
他方の状態において極性を変えないものであり、前記カ
ラーフィルター層の各色素層の透過波長帯域と、前記各
色素層に対応する位置の前記コレステリック液晶層の反
射波長帯域とが少なくとも一部重なっていることを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項２】前記液晶セルに対して前記下基板側から
光を入射させる照明装置が備えられたことを特徴とする
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記上基板側楕円偏光入射手段および前
記下基板側楕円偏光入射手段が、一方向の直線偏光を透
過する偏光板と該偏光板を透過した直線偏光を楕円偏光
に変換する位相差板とを有することを特徴とする請求項
２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記位相差板が１／４波長板であること
を特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記コレステリック液晶層が、所定の領
域毎に液晶分子のらせんピッチに応じた波長の異なる色
光を選択的に反射させる反射型カラーフィルターとして
機能するものであり、前記所定の領域毎に前記コレステ
リック液晶層の反射波長帯域と前記カラーフィルター層
の各色素層の透過波長帯域とが少なくとも一部重なって
いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項
に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記コレステリック液晶層が前記所定の
領域に形成され、その形成された平面的な面積が前記カ
ラーフィルター層の形成された平面的な面積より小さい
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記
載の液晶表示装置。
【請求項７】前記コレステリック液晶層の反射波長帯
域が前記カラーフィルターの各色素層の透過波長帯域よ
り狭いことを特徴とする記載１ないし５のいずれか一項
に記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記コレステリック液晶層がある波長で
反射と透過を有することを特徴とする請求項１ないし５
のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】前記コレステリック液晶層が、所定の領
域毎に液晶分子のらせんピッチに応じた波長の異なる色
光を選択的に反射させる反射型カラーフィルターとして
機能するものであり、前記所定の領域毎に前記コレステ
リック液晶層からの反射光の色と前記カラーフィルター
層の各色素層の透過光の色が一致していることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液晶表示
装置。
【請求項１０】前記コレステリック液晶層が前記所定
の領域毎に設けられ、各色素層の間が光透過層で覆われ
ていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一
項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】前記下基板と前記カラーフィルター層
との間に、前記所定の領域毎に前記コレステリック液晶
層の反射波長帯域以外の波長帯域の色光の少なくとも一
部を反射するコレステリック液晶層がさらに設けられた
ことを特徴とする請求項５または９に記載の液晶表示装
置。
【請求項１２】前記下基板と前記カラーフィルター層
との間に、コレステリック液晶層が形成され、その形成
された平面的な面積が前記カラーフィルター層の形成さ
れた平面的な面積とが同じか大きいことを特徴とする請
求項５または１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】前記下基板と前記カラーフィルター層
との間に、設けられたコレステリック液晶層の反射波長
帯域が前記カラーフィルターの各色素層の透過波長領域
の補色波長帯域より狭いことを特徴とする請求項５また
は１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】前記下基板と前記カラーフィルター層
との間に、前記所定の領域毎に前記カラーフィルター層
の各色素層の透過光の色と補色の関係にある色の色光の
少なくとも一部を反射するコレステリック液晶層がさら
に設けられたことを特徴とする請求項５または１１に記
載の液晶表示装置。
【請求項１５】前記下基板と前記カラーフィルター層
との間に、コレステリック液晶層が前記所定の領域毎に
設けられ、各色素層の間が透明な層で覆われていること
を特徴とする請求項５ないし１４のいずれか一項に記載
の液晶表示装置。
【請求項１６】請求項１ないし１５のいずれか一項に
記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機
器。