JP2004045824A - Liquid crystal display and electronic appliance - Google Patents

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JP2004045824A
JP2004045824A JP2002203942A JP2002203942A JP2004045824A JP 2004045824 A JP2004045824 A JP 2004045824A JP 2002203942 A JP2002203942 A JP 2002203942A JP 2002203942 A JP2002203942 A JP 2002203942A JP 2004045824 A JP2004045824 A JP 2004045824A
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Kinya Ozawa
小澤　欣也
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Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent continuity failure caused by intrusion of a conductive material such as a solder ball or the like into a cholesteric liquid crystal layer in a liquid crystal display having the cholesteric liquid crystal layer deposited on a substrate when electronic parts are to be mounted to connect with a conductive part formed on the substrate where the cholesteric liquid crystal layer is deposited. <P>SOLUTION: The liquid crystal display 10 has a liquid crystal cell 11 in which a liquid crystal layer 16 is held between an upper substrate 14 and a lower substrate 13 opposing to each other and laminated with a sealing material 15, a first conductive part 32 is arranged in the inner face side of the lower substrate 13, and a second conductive part 25 is arranged in the inner face side of the upper substrate 14. A semi-transmission reflecting layer 18 having the cholesteric liquid crystal layer is disposed between the lower substrate 13 and the first conductive part 32. A scanning line driver IC 45 is mounted outside of the sealing material 15 in the inner face of the lower substrate 13. The semi-transmission reflecting layer 18 having the cholesteric liquid crystal layer is not disposed in the region where the scanning line driver IC 45 is mounted. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関し、特にコレステリック液晶層を設けた基板上に形成した導電部に接続するための電子部品を実装する際に、半田ボール等の導電材がコレステリック液晶層側にめり込むことに起因する導通不良を防止できる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するため、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８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。
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。
【０００５】
反射膜１０４は、アルミニウムなどの光反射率の高い金属膜で形成されており、この反射膜１０４には、各画素毎に光透過用のスリット１１０が形成されている。このスリット１１０により、反射膜１０４は半透過反射膜として機能する（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１０１の外面側には、１／４波長板１１５、下偏光板１１６がこの順に設けられている。また、バックライト１１７（照明装置）が下基板１０１の下面側、下偏光板１１６のさらに下方に配置されている。
【０００６】
図８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１０３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１０２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。
【０００７】
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、他の機能も有している。
【０００８】
中でもコレステリック液晶はある温度（液晶転移温度）以上で液晶相を呈し、液晶相においては液晶分子が一定のピッチで周期的ならせん構造を採るものである。この構造により、らせんのピッチに一致した波長の光を選択的に反射させ、それ以外の光を透過するという性質を有している。したがって、例えば硬化時の紫外線強度や温度によりらせんのピッチを制御できることから、局所的に反射光の色を変えることができ、反射型カラーフィルタとしても用いられる。また、異なる色の色光を選択的に反射させるコレステリック液晶層を複数積層すれば、結果的には白色光を反射させる反射板として機能させることもできる。
特に特開２０００−１９３９６２号には、コレステリック液晶を反射板として機能させた構造をもつ半透過反射型液晶表示装置が開示されている。コレステリック液晶の上記の性質を利用して、選択的に透過光と反射光を制御し、原理的に吸収のない光利用効率のよい液晶表示装置ができる。反射時、透過時ともに明るい表示が期待できる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のようなコレステリック液晶層を用いた反射型液晶表示装置においては、コレステリック液晶層が形成された基板上に設けられた電極等の導電部に接続するための電子部品を該基板の内面上に実装するために、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）実装等の実装工程を施すと、上記コレステリック液晶層の硬度が実装工程で印加する圧力に耐え得る硬度を有していないために、半田ボール等の導電性粒子がコレステリック液晶層側にめり込み、導通不良が生じる場合があり、歩留まりの低下や製品の信頼性に問題が生じてしまう。このような問題は、コレステリック液晶層を用いたパッシブマトリックス方式又はアクティブマトリックス方式の反射型液晶表示装置に限った問題でなく、コレステリック液晶層を用いたパッシブマトリックス方式又はアクティブマトリックス方式の半透過反射型液晶表示装置においても同様の問題が生じる。
【００１０】
また、図８に示すような従来の半透過反射型液晶表示装置においては、外光の有無に関わらず表示の視認が可能であるものの、反射モード時に比べて透過モード時の表示の明るさがはるかに劣るという問題があった。これは、透過モード時の表示が、バックライトから出射した光のうちの半分のみを表示に利用している点、半透過反射膜のスリットを通過した光のみを利用している点、下基板の外面側に１／４波長板および下偏光板が設けられている点、等に起因する問題である。
【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、残りの略半分のみを表示に利用している。すなわち、反射モードでは、上基板側から入射させた直線偏光をそのまま明表示に利用しているのに対して、透過モードでは、反射モード時と同様に表示を行うために液晶層の下面から上基板側へ向かう光がほぼ円偏光である必要がある。ところが、この円偏光のうちの半分は上基板から出射する際に上偏光板で吸収されてしまうので、結果的には液晶層に入射した光のうちの略半分しか表示に寄与していないことになる。このように、表示原理からして透過モードでの表示が暗くなる要因を持っていた。
【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。
まず、図８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１０２の外側から入射した光は、上偏光板１１４の透過軸を紙面に平行とした場合、上基板１０２上の上偏光板１１４を透過することにより紙面に平行な偏光軸を有する直線偏光となり、液晶１０３を透過する間に液晶１０３の複屈折効果によりほぼ円偏光となる。そして、下基板１０１上の半透過反射膜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。
【００１４】
逆に、反射モードの明表示を行う場合には、液晶１０３に選択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１００が明表示される。
【００１５】
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１１７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１００において暗表示を行うためには、上述したように、反射モード時と同様にスリット１１０から上基板１０２へ向かう光がほぼ円偏光である必要がある。したがって、バックライト１１７から出射されてスリット１１０を通過する光がほぼ円偏光となっている必要があるので、下偏光板１１６を透過した後の直線偏光をほぼ円偏光に変換するための１／４波長板１１５が必要となる。１／４波長板とは、ある波長において直線偏光をほぼ円偏光に変換することができるものである。
【００１６】
ここで、バックライト１１７から出射された光のうち、スリット１１０を通過しない光に着目すると、バックライト１１７から出射され、下偏光板１１６の透過軸を紙面に垂直とした場合、下偏光板１１６を透過した時点で紙面に垂直な直線偏光となった後、１／４波長板１１５を透過することでほぼ円偏光となって半透過反射膜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１０４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。
【００１７】
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１１６に吸収されることなく下偏光板１１６を透過し、バックライト１１７まで戻ってくれば、もともとバックライト１１７から出射される光とこの戻り光とでバックライト１１７の輝度が実効的に向上することになり、透過モードの明るさを向上させることができる。言い換えると、スリット１１０を通過せずに半透過反射膜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。
【００１８】
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、基板上にコレステリック液晶層を設けた液晶表示装置において、コレステリック液晶層を設けた基板上に形成した導電部に接続するための電子部品を実装する際に、半田ボール等の導電材がコレステリック液晶層側にめり込むことに起因する導通不良を防止できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、特にコレステリック液晶層を半透過反射層として機能させる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他の目的とする。
また、コレステリック液晶層を設けた基板上に形成した導電部とこれに接続する電子部品の導通不良に起因する歩留まりの低下がなく、信頼性が向上した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。
また、本発明は、透過モード時の表示も明るく、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他の目的とする。
【００１９】
【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、互いに対向してシール材によって貼り合わ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、上記下基板と上記第１の導電部との間に、所定の回転方向を持つ楕円偏光のうちの少なくとも一部を反射させるコレステリック液晶層を有する反射層が設けられ、上記液晶層に対して上記上基板側から楕円偏光を入射させる上基板側楕円偏光入射手段が設けられるとともに、上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、
前記下基板の内面側の前記シール材の外側に電子部品が実装され、前記コレステリック液晶層が、少なくとも前記電子部品の実装領域を除く領域に設けられたことを特徴とする。
【００２０】
ここで言う「電子部品」とは、具体的には、液晶表示装置の駆動回路に用いる駆動用ＩＣ、コンデンサ等のことを指す。
また、「電子部品の実装領域」とは、電子部品を下基板上に実装する際に電子部品の外部接続端子となる複数の半だボール等の導電材が少なくとも配置される領域を意味する。
また、本発明において上基板側、下基板側から液晶層に導入する光をともに「楕円偏光」としたが、実際は概ね「円偏光」である。しかし、上記光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。また、コレステリック液晶層で反射させる光は、「所定の回転方向を持つ楕円偏光」としたが、実際は概ね「所定の回転方向を持つ円偏光」である。しかし、上記コレステリック層で反射させる光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。
【００２１】
上記の構成の本発明の液晶表示装置において、上記反射層は、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であり、上記下基板側から楕円偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手段が設けられてもよい。このような液晶表示装置は、半透過反射型液晶表示装置とすることができる。
【００２２】
ところで、液晶表示装置に備えられた反射層又は半透過反射層のコレステリック液晶層は、ラビング処理された配向膜上にコレステリック液晶をスピンコート法等の各種の塗布法により塗布後、紫外線を照射し硬化させる際に紫外線強度や温度等をコントロールすることにより液晶分子のらせんのピッチを制御することで、液晶分子が一定のピッチで周期的ならせん構造を採るようにし、所定の回転方向を持つ楕円偏光のうちの少なくとも一部を反射させるもの又は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、一部を透過させるものである。
ところがこのようなコレステリック液晶層が形成された下基板の内面上に、第１の導電部に接続するための電子部品を実装するために、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）実装等の実装工程を施すと、上記コレステリック液晶層の硬度が実装工程で印加する圧力に耐え得る硬度を有していないために、半田ボール等の導電性粒子（導電材）がコレステリック液晶層側にめり込み、導通不良が生じる場合がある。
【００２３】
そこで、本発明では、コレステリック液晶層を少なくとも電子部品の実装領域を除く領域に設ける構成としたことによって、上記下基板上に設ける電子部品が、コレステリック液晶層が存在しない部分に実装されることになり、従来のようにコレステリック液晶層上に電子部品を実装することがないため、電子部品とこれに接続する導電部を確実に導通させることができ、歩留まりの向上と、製品の品質の向上が可能である。
前記コレステリック液晶層は、電子部品の実装領域を除く領域のみならず、さらに前記シール材の形成領域をも除く領域に設けることが望ましい。
上記本発明の構成において、電子部品の実装領域に加えてシール材の形成領域にもコレステリック液晶層が存在しない構成にすることができる。シール材下に前記コレステリック液晶層が存在しない構成にすることで前記上基板と下基板との良好な密着性により歩留まりの向上と、製品の品質の向上が可能である。
【００２４】
本発明で用いられる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の少なくとも一部を反射させる機能を有している。よって、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の全部を反射するコレスリック液晶層である場合は、反射層として機能し、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の一部を反射するコレスリック液晶層である場合は、半透過反射層として機能する。
【００２５】
また、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の一部を反射させ、一部を透過させる機能を有するものであってもよく、このようなコレステリック液晶層は半透過反射層として機能する。
【００２６】
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と非選択電界印加時のいずれかに楕円偏光状態の極性を反転させるように液晶モードを設定すれば、反射時と透過時で表示モードを同じにすることができ、表示原理的に透過モードが暗くならないようにできることを見い出した。また、コレステリック液晶の選択反射により下基板側に反射した光は、下基板の外面側の構成を従来と同じにしたままで再利用できることを見い出した。これらの点に着目し、本発明の構成を提案するに到った。
以下、本発明の液晶表示装置を半透過反射型として用いる場合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４を用いて説明する。なお、本発明の液晶表示装置を反射型として用いる場合の表示原理は、半透過反射型として用いる場合の反射明表示と反射暗表示とほぼ同様である。
【００２７】
図４は本発明の液晶表示装置の表示原理を説明するための図である。
一対の透光性基板からなる上基板１４と下基板１３との間に液晶層１６が挟持されて液晶セル１１が構成されている。下基板１３の内面側には、コレステリック液晶層からなる半透過反射層１８が設けられている。コレステリック液晶層は、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。
【００２８】
また、本発明の液晶表示装置は、液晶層１６に対して上基板１４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４では一方向の直線偏光を透過する上偏光板３６とこの上偏光板３６を透過した直線偏光を円偏光に変換する上１／４波長板３５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４では液晶層１６に対して下基板１３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１４側と同様、下偏光板２８と下１／４波長板２７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１４側、下基板１３側ともに、偏光板の透過軸を図４の紙面に平行な方向とし、この方向の直線偏光が１／４波長板に入射されると右円偏光が出射されるものとする。なお、上１／４波長板３５に代えて任意の位相差板を用いてもよく、その場合、この位相差板は上偏光板３６を透過した直線偏光を円偏光に変換する機能を有していればよい。また、下１／４波長板２７に代えて任意の位相差板を用いてもよく、その場合、この位相差板は上偏光板２８を透過した直線偏光を円偏光に変換する機能を有していればよい。
【００２９】
液晶層１６は、選択電界印加の有無により入射した円偏光の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）に液晶分子が寝た状態で例えば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）に液晶分子が立った状態では位相差がなくなり、円偏光の回転方向は変化しない。
【００３０】
図４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４の左端）には、上基板１４の外側から入射した光は、上基板１４上の上偏光板３６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３５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１６に右円偏光が入射された場合、この光が液晶層１６を透過して半透過反射層１８に到達しても右円偏光のままである。
【００３１】
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１８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１８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、右円偏光の８０％が下基板上の半透過反射層１８で反射した後、再び上基板に向けて液晶層１６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３５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３６を透過できるので、外部（観察者側）へ戻り、液晶表示装置が明表示される。
【００３２】
逆に、反射モードの暗表示を行う場合（図４の右から２番目）には、液晶をＯＦＦ状態とすると、液晶層がλ／２の位相差を持つため、上基板側から入射した右円偏光は液晶層を透過すると左円偏光となる。図４においては、半透過反射層を構成するコレステリック液晶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を透過する。その後、下１／４波長板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。
【００３３】
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１３の外側から液晶セル１１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４の右端）には、反射モード時とほぼ同様の作用が下基板１３側から上基板１４側に向けて生じることになる。すなわち、図４においては下基板１３側にも上基板１４側と同様の下偏光板２８と下１／４波長板７が備えられているので、液晶層１６に下基板２８側から右円偏光が入射され、その２０％が半透過反射層１８を透過する。ここで、液晶がＯＦＦ状態であれば、上基板１４側に到達した時点で左円偏光となり、上１／４波長板３５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３６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。
【００３４】
透過モードの明表示を行う場合（図４の左から２番目）には、下基板１３側から入射する光は、下偏光板２８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２７を透過することにより右円偏光となって出射される。この出射光のうちの２０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層１８を透過することができ、右円偏光となって出射される。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１４側に到達する。その後、右円偏光が上１／４波長板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３６を透過できるので、外部（観察者側）へ戻り、液晶表示装置が明表示される。
【００３５】
一方、透過モードの明表示では、右円偏向のうちの８０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層１８で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２７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２８を透過することができる。このようにして、下偏光板２８の透過軸と同じ偏光軸を有する直線偏光が下基板側１３から出射されると、この光を例えばバックライト１２に備えられた反射板４０などで反射させることにより液晶セル側に再度導入し、表示に再利用することができる。
【００３６】
なお、上では説明を省略したが、透過モードの暗表示の際にも下基板１３側から入射する光は、下偏光板１３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２７を透過することにより右円偏光となって出射される。この右円偏光の８０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層１８で反射し、下基板１３側から一旦液晶セル１１の外部に出射された後、再度液晶セル１１に導入されるが、この光はいずれにしろ上偏光板３６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１８を透過するので、下基板１３側から一旦液晶セル１１の外部に出射された後、再度液晶セルに導入される。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。
【００３７】
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ほぼ全てが表示に寄与する。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。
【００３８】
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。
【００３９】
上記のいずれかの構成の本発明の半透過反射型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。
本発明の半透過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。
【００４０】
上記のいずれかの構成の本発明の液晶表示装置において、上記上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。
また、上記のいずれかの構成の本発明の半透過反射型液晶表示装置において、上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。
上記偏光板と上記位相差板のような２つの光学部材を用いることによって、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。
上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。
このような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くすることができ、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。
【００４１】
上記のいずれかの構成の本発明の液晶表示装置においては、上記反射層又は半透過反射層は、液晶分子のらせんピッチが異なる複数のコレステリック液晶層を有するものであってもよい。かかる構成のコレステリック液晶層にすることで、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。
【００４２】
本発明の液晶表示装置において、上記コレステリック液晶層としては、上記液晶セルの表示領域内を分割した所定の領域毎に液晶分子のらせんピッチに応じた波長の異なる色光を選択的に反射させる反射型カラーフィルタとして機能するものを用いてもよい。
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、液晶セルの表示領域内を分割した所定の領域毎に液晶分子のらせんピッチを変え、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として機能させることもできる。反射型カラーフィルタとして機能させた場合、上記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カラーフィルタとして機能する。
【００４３】
上記のいずれかの構成の本発明の液晶表示装置においては、上記反射層又は上記半透過反射層と、上記第１の導電部との間に、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層が設けられていてもよい。
このような構成の液晶表示装置によれば、カラー表示が可能である。
また、本発明の液晶表示装置が半透過反射型である場合は、特に透過モード時のカラー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実現できる。
【００４４】
本発明の電子機器は、上記のいずれかの構成の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、コレステリック液晶層上に電子部品を実装することがなく、電子部品とこれに接続する導電部を確実に導通させることができる本発明の液晶表示装置が備えられたことにより、電子部品とこれに接続する導電部の導通不良による歩留まりの低下がなく、信頼性が向上した電子部品を提供可能である。また、本発明の半透過反射型液晶表示装置が表示部に備えられたものにあっては、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。
【００４５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態：液晶表示装置］
以下、本発明の第１の実施の形態を図１〜図３を参照して説明する。
図１は本実施の形態の液晶表示装置の部分断面構造を示す図であり、図２は、第１の実施の形態の液晶表示装置の液晶セルを下基板側から見た平面図であり、図３は、第１の実施の形態の液晶表示装置の表示原理を説明するための図である。本実施の形態は薄膜ダイオード（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｄｉｏｄｅ、以下、ＴＦＤ）をスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス方式の半透過反射型カラー液晶表示装置の例である。なお、以下の全ての図面においては、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。
【００４６】
本実施の形態の液晶表示装置１０は、図１に示すように、液晶セル１１とバックライト１２（照明装置）とを備えたものである。液晶セル１１は、下基板１３と上基板１４とがシール材１５を介して対向配置され、これら上基板１４、下基板１３、シール材１５に囲まれた空間にＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶などからなる液晶層１６が封入されており、液晶セル１１の後面側（下基板１３の外面側）にバックライト１２が配置されている。
【００４７】
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１３の内面側には、配向膜とコレステリック液晶層とが交互に形成されてなる半透過反射膜１８が形成されている。
半透過反射膜１８に設けられた複数の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ものである。例えば、液晶分子のらせんピッチが４５０ｎｍ程度の層は青色光、５５０ｎｍ程度の層は緑色光、６５０ｎｍ程度の層は赤色光を選択反射させ、全体として白色光を選択反射させるようになっている。各コレステリック液晶層は、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、本実施形態では例えば右回りの円偏光（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。従って、半透過反射膜１８全体では、白色の右円偏光の８０％を反射、２０％を透過する機能を有している。
この半透過反射膜１８の厚みは、例えば５〜２０μｍ程度のものである。
【００４８】
この半透過反射膜１８を形成するには、例えば、下基板１３を構成するガラス板、プラスチックシート等の上に配向膜を塗布し、この配向膜にラビング処理を施した後、この配向膜の表面にコレステリック液晶を含む溶液をスピンコータ等の各種の塗布法により塗布し、この後、紫外線を照射し硬化させてコレステリック液晶層を形成する。ここで紫外線を照射して硬化させる際に紫外線強度や温度等をコントロールすることにより液晶分子のらせんのピッチを制御することで、液晶分子が一定のピッチで周期的ならせん構造を採るようする。そして、このようなラビング処理した配向膜の形成と、コレステリック液晶層の形成を交互に繰り返すことにより、目的とする半透過反射膜１８が得られる。
【００４９】
この半透過反射膜１８の上面には、透光性の樹脂材料等からなるオーバーコート層（図示略）が形成されている。このオーバーコート層の上面には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色素層が順番に繰り返し形成されたカラーフィルタ層３０が設けられ、その上にはこのカラーフィルタ層３０（顔料を含む色素層）によってできた段差を平坦化するための平坦化膜３１が積層されている。そして、平坦化膜３１上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる短冊状の多数の走査線（第１の導電部）３２が図示横方向（紙面に平行な方向）に延在しており、この走査線３２上にポリイミド等からなる配向膜（図示略）が積層形成されている。
また、走査線３２は平坦化膜３１の外側にまで延在して接続用配線部３２ａとなり、シール材１５の下側を通って走査線ドライバＩＣ４５の実装領域まで延在している。そして、接続用配線部３２ａと半田ボールからなる走査線ドライバＩＣ４５の外部接続端子４６とが電気的に接続されている。
また、下基板１３の外面側には、下１／４波長板２７、下偏光板２８、反射偏光板２９がこの順に設けられている。本実施形態では、液晶層１６に対して下基板１３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は、これら下偏光板２８と下１／４波長板２７とよって構成されている。本実施形態では下偏光板２８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下１／４波長板２７に入射されると右円偏光が出射されるようになっている。なお、下１／４波長板２７に代えて任意の位相差板を用いてもよく、その場合、この位相差板は上偏光板２８を透過した直線偏光を円偏光に変換する機能を有していればよい。
【００５０】
一方、ガラスやプラスチックなどの透光性材料からなる上基板１４の内面側には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる短冊状の多数のデータ線（第２の導電部）２５が下基板１３上の走査線（第１の導電部）３２と直交するように延在しており、また、各データ線２５に対して多数の画素電極２６がＴＦＤ素子（図示略）を介して接続されている。ＴＦＤ素子は、例えば、タンタル膜からなる第１の導電膜と、第１の導電膜の表面に陽極酸化によって形成されたタンタル酸化膜からなる絶縁膜と、該絶縁膜の表面に形成されたクロム、アルミニウム、チタン、モリブデン等の金属膜からなる第２の導電膜とから構成されている。そして、このＴＦＤ素子の上記第１の導電膜がデータ線２５に接続され、上記第２の導電膜が画素電極２６に接続されている。これらデータ線２５、画素電極２６、ＴＦＤ素子を覆うようにポリイミド等からなる配向膜（図示略）が積層されている。
図２は液晶セル全体を平面視した図である。液晶セルには、複数の走査線３２と複数のデータ線２５とが格子状に設けられている。図２に示すように、下基板１３の一端側（図２における左側）および上基板１４の一端側（図２における下側）が、互いに他方の基板の外方にはみ出した構成となっており、そのはみ出した部分にドライバＩＣが実装されている。具体的には、下基板１３の内面側のシール材の外側には、走査線３２に走査信号を供給するための走査線ドライバ用ＩＣ（電子部品）４５が、上基板１４内面側のシール材の外側にデータ線２５に表示信号を供給するためのデータ線ドライバ用ＩＣ（電子部品）４７がそれぞれＣＯＧ実装されている。そして、図２に示すように、下基板１３側走査線ドライバ用ＩＣ４５の実装領域のコレステリック層は、フォトリソグラフィー、レーザーカッティング又はプラズマアッシング等の手法で局所的に除去されている。本実施の形態の場合、液晶セルを平面視した際に下基板１３が上基板１４からはみ出した領域（図２における斜線部）の全てが、コレステリック層が存在しない領域となっている。
【００５１】
また、上基板１４の外面側には、上１／４波長板３５と、上偏光板３６が基板側からこの順に設けられている。本実施の形態では、液晶層１６に対して上基板１４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はこれら上１／４波長板３５と、上偏光板３６とから構成されている。本実施形態では上偏光板３６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上１／４波長板３５に入射されると右円偏光が出射されるようになっている。なお、上１／４波長板３５に代えて任意の位相差板を用いてもよく、その場合、この位相差板は上偏光板３６を透過した直線偏光を円偏光に変換する機能を有していればよい。
【００５２】
液晶層１６は、選択電界印加の有無により入射した円偏光の回転方向を反転させるものであり、非選択電圧印加時（液晶ＯＦＦ時）に液晶分子が寝た状態で例えば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）に液晶分子が立った状態では位相差がなくなり、円偏光の回転方向は変化しない。
【００５３】
また、バックライト１２は、光源３７と反射板３８と導光板３９を有しており、導光板３９の下面側（液晶パネル１と反対側）には、導光板３９中を透過する光を液晶セル１１側に向けて出射させるための反射板４０が設けられている。
【００５４】
以下、本実施の形態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。なお、ここでは上基板１４の外側ならびに下基板１３の外側から液晶セルに入った光がカラーフィルタ層３０に入射する際は、Ｒの色素層に入射する場合について説明する。
図３に示す本実施の形態の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１４の外側から入射した光は、上基板１４上の上偏光板３６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３５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、液晶層に右円偏光が入射された場合、この光が液晶層１６、カラーフィルタ層３０を透過して半透過反射層１８に到達しても右円偏光のままである。
【００５５】
したがって右円偏光がＲの色素層を通って得られた赤色の右円偏光の８０％が下基板１３上の半透過反射層１８で反射した後、再び上基板１４に向けて液晶層１６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３５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３６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。
【００５６】
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１６がλ／２の位相差を持つため、上基板１４側から入射した右円偏光は液晶層１６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１８を構成するコレステリック液晶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１８を透過する。その後、下１／４波長板２７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２８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。
【００５７】
一方、透過モードでの表示を行う場合、バックライト１２から出射された光が下基板１３の外側から液晶セル１１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側から上基板側に向けて生じることになる。すなわち、図３においては下基板側にも上基板側と同様の下偏光板２８と下１／４波長板２７が備えられているので、液晶層１６に下基板側から右円偏光が入射され、その２０％が半透過反射層１６を透過する。ここで、液晶がＯＦＦ状態であれば、上基板側に到達した時点で左円偏光となり、上１／４波長板３５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３６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。
【００５８】
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、下基板側から入射する光は、下偏光板２８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２７を透過することにより右円偏光となって出射される。この出射光のうちの２０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層１８を透過することができ、さらにカラーフィルタ層３０の色素層を透過し、赤色の右円偏光となって出射される。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１４側に到達する。その後、右円偏光が上１／４波長板３５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３６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。
【００５９】
一方、透過モードの明表示では、右円偏向のうちの８０％がコレステリック液晶からなる半透過反射層１８で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２７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２８を透過することができる。このようにして、下偏光板２８の透過軸と同じ偏光軸を有する直線偏光が下基板側から出射されると、この光をバックライト１２に備えられた反射板４０で反射させることにより液晶セル側に再度導入し、表示に再利用することができる。
【００６０】
このように、本実施形態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１８を透過した光のほぼ全てが表示に寄与する。一方、コレステリック液晶からなる半透過反射層１８で反射した光は、表示に再利用することができる。
従って、本実施形態の液晶表示装置は、コレステリック液晶からなる半透過反射層１８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１８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。
【００６１】
また、本実施の形態の液晶表示装置では、下基板１３に設けられた走査線３２に電気的に接続する走査線ドライバ用ＩＣ４５を、複数のコレステリック液晶層を有する半透過反射層１８が設けられていない領域に実装するようにしたことで、コレステリック液晶層上に走査線ドライバ用ＩＣ４５等の電子部品を実装することがないため、走査線ドライバ用ＩＣ４５とこれに接続する走査線２５を確実に導通させることができ、歩留まりの向上と、製品の品質の向上が可能である。
【００６２】
なお、上記実施形態の液晶表示装置においては、複数のコレステリック液晶層を有する半透過反射層１８は、らせんの巻き方向と同じ回転方向の白色の円偏光の一部を反射させ、一部を透過させる機能を有する場合について説明したが、液晶セル１１の表示領域内を分割した所定の領域毎に液晶分子のらせんピッチに応じた波長の異なる色光を選択的に反射させる反射型カラーフィルタとして機能を有するコレステリック液晶層が備えられたものであってもよい。
【００６３】
［電子機器］
上記実施の形態の液晶表示装置を備えた電子機器の例について説明する。
図５は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図５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。
【００６４】
図６は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図６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。
【００６５】
図７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７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。
【００６６】
図５〜図７に示す電子機器は、コレステリック液晶層を設けた下基板１３の内面上に走査線ドライバ用ＩＣ３２ｂ等の電子部品を実装することがなく、この電子部品とこれに接続する走査線３２等の第１の導電部を確実に導通させることができる本実施の形態の液晶表示装置１０が液晶表示部に備えられたことにより、電子部品とこれに接続する第１の導電部の導通不良に起因する歩留まりの低下を改善でき、信頼性が向上した電子機器の提供可能である。
また、額縁幅が左右対称である本実施の形態の液晶表示装置１０を液晶表示部に備えたことによって、この液晶表示装置１０を用いた液晶表示部の両側（例えば左右）の幅を均等とすることが可能で、見栄えのよい電子機器を実現することができる。
また、本実施の形態の液晶表示装置１０を液晶表示部に備えたことにより、透過モードで明るい表示が得られる表示部を有する電子機器を実現することができる。
【００６７】
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図１に示したようにシール材１５の下方にコレステリック液晶層を有する半透過反射膜１８が設けられているが、シール材１５の形成領域も半透過反射膜１８を除去した構成としても良い。その構成とした場合、上基板と下基板との良好な密着性による歩留まりの向上と、製品の品質の向上が可能である。
本発明は、上記実施の形態のようにＴＦＤをスイッチング素子に用いたアクティブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置に限ることなく、スイッチング素子に薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた半透過反射型液晶表示装置、パッシブマトリックス方式の半透過反射型液晶表示装置に適用することも可能であり、また、半透過反射型液晶表示装置に限ることなく、反射型液晶表示装置に適用可能であり、また、カラー液晶表示装置に限ることなく、白黒表示の液晶表示に適用することも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置によれば、コレステリック液晶層を有する反射層又は半透過反射層が設けられている下基板のシール材の外側に電子部品が実装され、該電子部品の下には複数のコレステリック液晶層が存在しない構成にしたことにより、コレステリック液晶層を設けた基板上に形成した導電部に接続するための電子部品を実装する際に、半田ボール等の導電材がコレステリック液晶層側にめり込むことに起因する導通不良を防止できる。また、このような液晶表示装置が備えられた電子機器によれば、コレステリック液晶層を設けた基板上に形成した導電部とこれに接続する電子部品の導通不良に起因する歩留まりの低下がなく、信頼性が向上した液晶表示装置を備えた電子機器とすることができる。
【００６９】
また、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が設けられた本発明の液晶表示装置によれば、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とすることができる。また、このような液晶表示装置が備えられた電子機器によれば、透過モード時の表示も明るく、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とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の部分断面構造を示す図である。
【図２】第１の実施の形態の液晶表示装置の液晶セルを上基板側から見た平面図である。
【図３】第１の実施の形態の液晶表示装置の表示原理を説明するための図である。
【図４】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。
【図５】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図である。
【図７】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８】従来の液晶表示装置の一例を示す部分断面構造図である。
【符号の説明】
１０　液晶表示装置
１１　液晶セル
１２　バックライト（照明装置）
１３　下基板
１４　上基板
１５　シール材
１６　液晶層
１８　半透過反射膜
２５　データ線（第２の導電部）
２６　画素電極
２７　下１／４波長板
２８　下偏光板
３０　カラーフィルタ層
３１　平坦化膜
３２　走査線（第１の導電部）
３２ａ　接続用配線部
３５　上１／４波長板
３６　上偏光板
４５　走査線ドライバ用ＩＣ（電子部品）
１０００　携帯電話本体（電子機器）
１００１，１１０１，１２０６　液晶表示部
１１００　時計本体（電子機器）
１２００　情報処理装置（電子機器）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic device, and particularly, when mounting an electronic component for connecting to a conductive portion formed on a substrate provided with a cholesteric liquid crystal layer, a conductive material such as a solder ball is connected to the cholesteric liquid crystal layer side. The present invention relates to a configuration of a liquid crystal display device capable of preventing a conduction failure caused by sinking.
[0002]
[Prior art]
Reflection type liquid crystal display devices have low power consumption because they do not have a light source such as a backlight, and have been widely used in various portable electronic devices. However, the reflective liquid crystal display device has a problem that it is difficult to visually recognize the display in a dark place because the display uses external light such as natural light or illumination light. Therefore, there has been proposed a liquid crystal display device that uses external light in a bright place as in a normal reflective liquid crystal display device, and makes the display visible by an internal light source in a dark place. In other words, this liquid crystal display device employs a display system having both a reflective type and a transmissive type. By switching between the reflective mode and the transmissive mode according to the surrounding brightness, the power consumption is reduced. It is possible to provide a clear display even when the surroundings are dark while reducing the amount of light. Hereinafter, in this specification, this type of liquid crystal display device is referred to as a “semi-transmissive reflective liquid crystal display device”.
[0003]
As a form of a transflective liquid crystal display device, a reflective film in which a slit (opening) for light transmission is formed in a metal film such as aluminum is formed on an inner surface of a lower substrate (hereinafter, the surface of the substrate on the liquid crystal side in the present specification). There has been proposed a liquid crystal display device provided with an inner surface and a surface on the opposite side may be referred to as an outer surface) and having this reflective film function as a semi-transmissive reflective film. By providing a metal film on the inner surface of the lower substrate, this liquid crystal display device has an effect of preventing the influence of parallax due to the thickness of the lower substrate, and in particular, preventing color mixing in a structure using a color filter.
[0004]
FIG. 8 shows an example of a transflective liquid crystal display device using such a transflective film.
In the liquid crystal display device 100, a liquid crystal 103 is sandwiched between a pair of transparent substrates 101 and 102, a reflective film 104 and an insulating film 106 are stacked on a lower substrate 101, and indium tin oxide (Indium Tin Oxide) is formed thereon. A lower electrode 108 made of a transparent conductive film such as Oxide (hereinafter abbreviated as ITO) is formed, and an alignment film 107 is formed to cover the lower electrode 108. On the other hand, a color filter 109 having R (red), G (green), and B (blue) dye layers is formed on the upper substrate 102, and a flattening film 111 is laminated thereon. An upper electrode 112 made of a transparent conductive film such as ITO is formed on the film 111, and an alignment film 113 is formed so as to cover the upper electrode 112.
[0005]
The reflection film 104 is formed of a metal film having a high light reflectance such as aluminum, and a slit 110 for light transmission is formed in each of the pixels in the reflection film 104. The slit 110 allows the reflective film 104 to function as a transflective film (hereinafter, this film is referred to as a transflective film). On the outer surface side of the upper substrate 102, a forward scattering plate 118, a retardation plate 119, and an upper polarizer 114 are arranged in this order from the upper substrate 102 side, and on the outer surface side of the lower substrate 101, a 波長 wavelength plate 115 , Lower polarizing plate 116 are provided in this order. Further, a backlight 117 (illumination device) is disposed on the lower surface side of the lower substrate 101 and further below the lower polarizing plate 116.
[0006]
When the liquid crystal display device 100 illustrated in FIG. 8 is used in a reflective mode in a bright place, external light such as sunlight or illumination light that enters from above the upper substrate 102 transmits through the liquid crystal 103 and is on the lower substrate 101. After being reflected on the surface of the semi-transmissive reflective film 104, the light passes through the liquid crystal 103 again and is emitted to the upper substrate 102 side. When the device is used in the transmission mode in a dark place, light emitted from the backlight 117 installed below the lower substrate 101 passes through the reflective film 104 at the slit 110 and then passes through the liquid crystal 103. Then, the light is emitted to the upper substrate 102 side. These lights contribute to the display in each mode.
[0007]
By the way, as a reflection layer of such a reflection type liquid crystal display device, for example, a metal film having a high light reflectance such as aluminum or silver has been conventionally used. On the other hand, in recent years, a dielectric mirror in which dielectric thin films having different refractive indexes are alternately stacked, a cholesteric reflector using cholesteric liquid crystal, a hologram reflector using a hologram element, and the like have been proposed. These reflectors have not only a function of reflecting light simply by utilizing the characteristics of the constituent materials but also other functions.
[0008]
Among them, cholesteric liquid crystals exhibit a liquid crystal phase at a certain temperature (liquid crystal transition temperature) or higher, and in the liquid crystal phase, liquid crystal molecules adopt a periodic helical structure at a constant pitch. This structure has a property of selectively reflecting light having a wavelength corresponding to the pitch of the helix and transmitting other light. Therefore, since the pitch of the spiral can be controlled by, for example, the intensity of ultraviolet light and the temperature at the time of curing, the color of the reflected light can be locally changed, and it is also used as a reflective color filter. In addition, if a plurality of cholesteric liquid crystal layers that selectively reflect different colors of light are stacked, the cholesteric liquid crystal layer can eventually function as a reflector that reflects white light.
In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-193962 discloses a transflective liquid crystal display device having a structure in which a cholesteric liquid crystal functions as a reflector. Utilizing the above properties of the cholesteric liquid crystal, the transmitted light and the reflected light are selectively controlled, and a liquid crystal display device having no light absorption and high light use efficiency in principle can be obtained. Bright display can be expected in both reflection and transmission.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a reflective liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal layer as described above, an electronic component for connecting to a conductive portion such as an electrode provided on a substrate on which the cholesteric liquid crystal layer is formed is provided on the inner surface of the substrate. When a mounting process such as COG (Chip On Glass) mounting is performed in order to mount the cholesteric liquid crystal layer, the hardness of the cholesteric liquid crystal layer does not have a hardness that can withstand the pressure applied in the mounting process. In some cases, the conductive particles may sink into the cholesteric liquid crystal layer side, resulting in poor conduction, resulting in a decrease in yield and a problem in product reliability. Such a problem is not limited to a passive matrix type or active matrix type reflection type liquid crystal display device using a cholesteric liquid crystal layer, and is a passive matrix type or active matrix type transflective type using a cholesteric liquid crystal layer. A similar problem occurs in the liquid crystal display device.
[0010]
Further, in the conventional transflective liquid crystal display device as shown in FIG. 8, although the display can be visually recognized regardless of the presence or absence of external light, the brightness of the display in the transmission mode is lower than that in the reflection mode. There was a problem that it was much worse. This is because the display in the transmission mode uses only half of the light emitted from the backlight for display, only the light that has passed through the slit of the transflective film, and the lower substrate. Are provided with a 波長 wavelength plate and a lower polarizing plate on the outer surface side of the above.
[0011]
In a conventional transflective liquid crystal display device, the display mode is different between reflection and transmission, and particularly during transmission, approximately half of the light emitted from the backlight is absorbed by the upper polarizing plate, and the remaining Only about half is used for display. That is, in the reflection mode, the linearly polarized light incident from the upper substrate side is used as it is for bright display, whereas in the transmission mode, the display is performed from above the lower surface of the liquid crystal layer in order to perform display as in the reflection mode. The light traveling toward the substrate needs to be substantially circularly polarized. However, half of this circularly polarized light is absorbed by the upper polarizer when exiting from the upper substrate, and as a result, only approximately half of the light incident on the liquid crystal layer contributes to display. become. As described above, there is a factor that the display in the transmission mode becomes dark due to the display principle.
[0012]
In the transmission mode, display is performed using light transmitted through the slit, and thus the ratio of the area of the slit to the entire area of the transflective film (that is, the aperture ratio) affects the brightness of the display. If the aperture ratio is increased, the display in the transmission mode can be made brighter. However, if the aperture ratio is increased, the area of the non-opening portion of the transflective film is reduced, so that the display in the reflection mode becomes dark. Therefore, the aperture ratio of the slit cannot be increased to a certain degree or more to secure the brightness in the reflection mode, and there is a limit in improving the brightness in the transmission mode.
[0013]
Next, in the transflective liquid crystal display device, a 波長 wavelength plate is required on the outer surface side of the lower substrate due to the display principle, and the reason why the brightness in the transmission mode is insufficient due to this is described below. . However, in the following description, a configuration in which dark display is performed in a non-selection voltage applied state and bright display is performed in a selected voltage applied state will be described.
First, when performing dark display in the reflection mode in the liquid crystal display device 100 shown in FIG. 8, light incident from the outside of the upper substrate 102 is reflected on the upper polarizing plate 114 when the transmission axis is parallel to the paper surface. When the light passes through the upper polarizing plate 114 on the substrate 102, the light becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the plane of the drawing, and becomes almost circularly polarized due to the birefringence effect of the liquid crystal 103 while transmitting through the liquid crystal 103. When the light is reflected on the surface of the transflective film 104 on the lower substrate 101, it becomes circularly polarized light in the opposite direction, and when transmitted again through the liquid crystal 103, it becomes linearly polarized light having a polarization axis perpendicular to the paper surface and reaches the upper substrate 102. . Here, since the upper polarizing plate 114 of the upper substrate 102 is a polarizing plate having a transmission axis parallel to the paper surface, the light reflected by the transflective film 104 is absorbed by the upper polarizing plate 114 and The liquid crystal display device 100 does not return to the outside (the side of the observer), but is displayed in a dark state.
[0014]
Conversely, when performing bright display in the reflection mode, when a selection voltage is applied to the liquid crystal 103, the orientation direction of the liquid crystal 103 changes, so that external light incident from outside the upper substrate 102 passes through the liquid crystal 103. The light becomes linearly polarized light, is reflected by the semi-transmissive reflection film 104 as it is, passes through the upper polarizing plate 114 of the upper substrate 102 and returns to the outside (observer side) as linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface. 100 is clearly displayed.
[0015]
On the other hand, when performing display in the transmission mode in the liquid crystal display device 100, light emitted from the backlight 117 enters the liquid crystal cell from outside the lower substrate 101 and passes through the slit 110 of the light. The emitted light becomes light that contributes to display. Here, in order to perform dark display in the liquid crystal display device 100, as described above, light traveling from the slit 110 to the upper substrate 102 needs to be substantially circularly polarized as in the reflection mode. Therefore, since the light emitted from the backlight 117 and passing through the slit 110 needs to be substantially circularly polarized light, 1/1 for converting the linearly polarized light transmitted through the lower polarizing plate 116 into substantially circularly polarized light is required. A four-wavelength plate 115 is required. A quarter-wave plate is capable of converting linearly polarized light into substantially circularly polarized light at a certain wavelength.
[0016]
Here, when attention is paid to light that does not pass through the slit 110 among the light emitted from the backlight 117, when the light emitted from the backlight 117 and the transmission axis of the lower polarizing plate 116 is perpendicular to the paper surface, the lower polarizing plate 116 When the light passes through the 波長 wavelength plate 115, the light becomes linearly polarized light perpendicular to the sheet of FIG. Further, when the light is reflected by the lower surface of the semi-transmissive reflection film 104, it becomes circularly polarized light in the opposite direction, and when transmitted through the quarter-wave plate 115 again, it becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface. Then, this linearly polarized light is absorbed by the lower polarizing plate 116 having a transmission axis perpendicular to the paper surface. That is, of the light emitted from the backlight 117, the light that has not passed through the slit 110 is reflected by the lower surface of the transflective film 104, and then almost all is absorbed by the lower polarizing plate 116 of the lower substrate 101. .
[0017]
As described above, in the transflective liquid crystal display device 100, almost all light reflected by the transflective film 104 without passing through the slit 110 in the transmissive mode is absorbed by the lower polarizing plate 116 of the lower substrate 101. Therefore, only a part of the light emitted from the backlight 117 can be used for display. That is, if the light passes through the lower polarizing plate 116 without being absorbed by the lower polarizing plate 116 and returns to the backlight 117, the light emitted from the backlight 117 and the returned light originally emit the luminance of the backlight 117. Is effectively improved, and the brightness of the transmission mode can be improved. In other words, if the light reflected by the transflective film 104 without passing through the slit 110 can be reused for display, the brightness of the transmission mode can be improved. However, this cannot be realized with the conventional configuration.
[0018]
The present invention has been made in order to solve the above problems, and in a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer provided on a substrate, a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer connected to a conductive portion formed on the substrate. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which can prevent a conduction failure caused by a conductive material such as a solder ball sinking into a cholesteric liquid crystal layer side when mounting the electronic component.
Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal layer functioning as a semi-transmissive reflection layer, and particularly having improved visibility in display in a transmission mode and having excellent visibility.
Further, the present invention provides an electronic device including a liquid crystal display device with improved reliability without a decrease in yield due to a conduction failure between a conductive portion formed on a substrate provided with a cholesteric liquid crystal layer and an electronic component connected thereto. The purpose is to:
Another object of the present invention is to provide an electronic apparatus including the liquid crystal display device, which has a bright display in the transmission mode and has excellent visibility.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device having a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate that are bonded to each other with a sealant. A reflection layer having a cholesteric liquid crystal layer that reflects at least a part of elliptically polarized light having a predetermined rotation direction is provided between the lower substrate and the first conductive portion. On the other hand, an upper substrate side elliptically polarized light incidence means for injecting elliptically polarized light from the upper substrate side is provided, and the liquid crystal layer is configured to receive the elliptically polarized light incident in one of the selected electric field applied state and the non-selected electric field applied state. Invert the polarity and do not change the polarity in the other state,
An electronic component is mounted outside the sealant on the inner surface side of the lower substrate, and the cholesteric liquid crystal layer is provided at least in a region excluding a mounting region of the electronic component.
[0020]
The “electronic component” referred to here specifically refers to a driving IC, a capacitor, and the like used for a driving circuit of a liquid crystal display device.
The “mounting region of the electronic component” means a region where at least a plurality of conductive materials such as a plurality of semi-balls, which are external connection terminals of the electronic component when the electronic component is mounted on the lower substrate, are arranged.
Further, in the present invention, the light introduced into the liquid crystal layer from the upper substrate side and the lower substrate side is both “elliptically polarized light”, but actually is generally “circularly polarized light”. However, the light need not necessarily be perfectly circularly polarized light, but may be “elliptically polarized light” in a broad sense. Although the light reflected by the cholesteric liquid crystal layer is “elliptically polarized light having a predetermined rotation direction”, it is generally “circularly polarized light having a predetermined rotation direction”. However, the light reflected by the cholesteric layer does not necessarily have to be perfectly circularly polarized light, but may be “elliptically polarized light” in a broad sense.
[0021]
In the liquid crystal display device of the present invention having the above configuration, the reflective layer is a semi-transmissive reflective layer having a cholesteric liquid crystal layer that reflects part of elliptically polarized light having a predetermined rotation direction and transmits part. Alternatively, a lower substrate side elliptically polarized light incidence means for elliptically polarized light from the lower substrate side may be provided. Such a liquid crystal display device can be a transflective liquid crystal display device.
[0022]
By the way, the cholesteric liquid crystal layer of the reflection layer or the transflective layer provided in the liquid crystal display device is irradiated with ultraviolet light after applying the cholesteric liquid crystal on the rubbed alignment film by various coating methods such as spin coating. By controlling the helical pitch of the liquid crystal molecules by controlling the intensity and temperature of the ultraviolet light during curing, the liquid crystal molecules adopt a periodic helical structure at a constant pitch, and an ellipse with a predetermined rotation direction It reflects at least a part of the polarized light, or reflects a part of the elliptically polarized light having a predetermined rotation direction and transmits a part.
However, a mounting process such as COG (Chip On Glass) mounting is performed on the inner surface of the lower substrate on which such a cholesteric liquid crystal layer is formed, in order to mount electronic components for connecting to the first conductive portion. When the hardness of the cholesteric liquid crystal layer is not high enough to withstand the pressure applied in the mounting process, conductive particles (conductive material) such as solder balls are sunk into the cholesteric liquid crystal layer side, resulting in poor conduction. There is.
[0023]
Therefore, in the present invention, by providing the cholesteric liquid crystal layer at least in a region excluding the mounting region of the electronic component, the electronic component provided on the lower substrate is mounted on a portion where the cholesteric liquid crystal layer does not exist. Since electronic components are not mounted on the cholesteric liquid crystal layer as in the past, the electronic components and the conductive parts connected to them can be reliably conducted, improving yield and improving product quality. It is possible.
The cholesteric liquid crystal layer is desirably provided not only in a region excluding a mounting region of an electronic component, but also in a region excluding a forming region of the sealing material.
In the above configuration of the present invention, it is possible to provide a configuration in which the cholesteric liquid crystal layer does not exist in the formation region of the sealing material in addition to the mounting region of the electronic component. By adopting a configuration in which the cholesteric liquid crystal layer does not exist under the sealing material, it is possible to improve the yield and the quality of the product due to good adhesion between the upper substrate and the lower substrate.
[0024]
The cholesteric liquid crystal used in the present invention has a so-called selective reflection property in which the wavelength is equal to the helical pitch of the liquid crystal molecules, and the cholesteric liquid crystal selectively reflects circularly polarized light having the same rotation direction as the helical winding direction. Conversely, light having a wavelength that is not equal to the helical pitch of the liquid crystal molecules and circularly polarized light having a rotation direction opposite to the helical winding direction are transmitted through the cholesteric liquid crystal even when the wavelength is equal to the helical pitch of the liquid crystal molecules. Further, the cholesteric liquid crystal layer used in the present invention has a function of reflecting at least a part of circularly polarized light having a wavelength equal to the helical pitch of liquid crystal molecules and having the same rotation direction as the helical winding direction. Therefore, if the cholesteric liquid crystal layer has a wavelength equal to the helical pitch of the liquid crystal molecules and reflects all of the circularly polarized light in the same rotation direction as the helix direction, it functions as a reflective layer and the wavelength is the helical pitch of the liquid crystal molecules. In the case of a cholesteric liquid crystal layer that reflects a part of circularly polarized light in the same rotation direction as the spiral direction, it functions as a transflective layer.
[0025]
Further, the cholesteric liquid crystal layer used in the present invention has a function of reflecting a part of circularly polarized light having a wavelength equal to the helical pitch of liquid crystal molecules and rotating in the same rotation direction as the helical direction, and transmitting a part. Alternatively, such a cholesteric liquid crystal layer functions as a transflective layer.
[0026]
The present inventors have proposed that when a reflective layer made of cholesteric liquid crystal, which has been recently proposed in a reflective liquid crystal display device, is used, the polarization state of light incident on a liquid crystal cell is set to elliptically polarized light, and a selective electric field is applied to the liquid crystal layer. If the liquid crystal mode is set so that the polarity of the elliptically polarized light state is inverted when either the non-selective electric field or the non-selective electric field is applied, the display mode can be the same during reflection and transmission. I found something that could not be darkened. Further, the inventors have found that light reflected on the lower substrate side due to selective reflection of the cholesteric liquid crystal can be reused while the configuration of the outer surface side of the lower substrate remains the same as in the related art. Focusing on these points, the inventors have proposed the configuration of the present invention.
Hereinafter, the display principle when the liquid crystal display device of the present invention is used as a transflective type and the reason why light reflected by the transflective layer can be reused will be described with reference to FIG. Note that the display principle when the liquid crystal display device of the present invention is used as a reflection type is substantially the same as the reflection bright display and the reflection dark display when the liquid crystal display device is used as a transflective type.
[0027]
FIG. 4 is a diagram for explaining the display principle of the liquid crystal display device of the present invention.
A liquid crystal layer 16 is sandwiched between an upper substrate 14 and a lower substrate 13 formed of a pair of translucent substrates, thereby forming a liquid crystal cell 11. On the inner surface side of the lower substrate 13, a transflective layer 18 made of a cholesteric liquid crystal layer is provided. The cholesteric liquid crystal layer reflects a part of circularly polarized light having a predetermined rotation direction and transmits a part of the circularly polarized light. In the present description, for example, of the clockwise circularly polarized light (hereinafter referred to as right circularly polarized light), , 80% are reflected and 20% are transmitted.
[0028]
Further, the liquid crystal display device of the present invention is provided with an upper substrate-side elliptically polarized light incidence means for causing elliptically polarized light to enter the liquid crystal layer 16 from the upper substrate 14 side, and in FIG. 4, it transmits linearly polarized light in one direction. The upper polarizing plate 36 and the upper quarter-wave plate 35 for converting linearly polarized light transmitted through the upper polarizing plate 36 into circularly polarized light constitute upper substrate side elliptically polarized light incidence means. Further, in FIG. 4, a lower substrate-side elliptically polarized light incidence means for causing elliptically polarized light to enter the liquid crystal layer 16 from the lower substrate 13 side is also provided. The wave plate 27 constitutes the lower substrate side elliptically polarized light incidence means. Here, on both the upper substrate 14 and the lower substrate 13, the transmission axis of the polarizing plate is set in a direction parallel to the plane of FIG. 4. When linearly polarized light in this direction is incident on the 波長 wavelength plate, right circularly polarized light is converted. It shall be emitted. Note that an arbitrary retardation plate may be used instead of the upper quarter-wave plate 35, in which case the retardation plate has a function of converting linearly polarized light transmitted through the upper polarizing plate 36 into circularly polarized light. It should just be. Further, an arbitrary retardation plate may be used in place of the lower quarter-wave plate 27. In this case, the retardation plate has a function of converting linearly polarized light transmitted through the upper polarizing plate 28 into circularly polarized light. It should just be.
[0029]
The liquid crystal layer 16 reverses the rotation direction of the incident circularly polarized light depending on whether or not a selection electric field is applied. For example, when a non-selection voltage is applied (when the liquid crystal is turned off), the liquid crystal molecules are in a lying state, for example λ / 2 (λ : Wavelength of incident light), the incident right circularly polarized light changes to left circularly polarized light after passing through the liquid crystal layer, and the left circularly polarized light changes to right circularly polarized light. On the other hand, when the liquid crystal molecules are standing when the selection voltage is applied (when the liquid crystal is ON), the phase difference disappears and the rotation direction of the circularly polarized light does not change.
[0030]
In the liquid crystal display device shown in FIG. 4, when bright display in the reflection mode is performed (left end in FIG. 4), light incident from the outside of the upper substrate 14 is transmitted through the upper polarizing plate 36 on the upper substrate 14. , The light becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface, and then passes through the upper quarter-wave plate 35 to become right-handed circularly polarized light. At this time, if the liquid crystal is in the ON state, the rotation direction of the circularly polarized light does not change as described above. Therefore, when the right circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer 16, this light is transmitted through the liquid crystal layer 16 and semi-transmitted. Even when the light reaches the reflective layer 18, it remains the right circularly polarized light.
[0031]
Here, a major difference between the conventional transflective layer using a metal film or the like and the transflective layer 18 of the present invention using a cholesteric liquid crystal is that a semi-transmissive reflective layer made of a metal film has a circular shape during reflection. The rotation direction of the polarized light is reversed, that is, when the right circularly polarized light is reflected, the light changes to the left circularly polarized light, whereas in the case of the transflective layer 18 using cholesteric liquid crystal, the rotational direction of the circularly polarized light does not change at the time of reflection. That is, even if the right circularly polarized light is reflected, the right circularly polarized light remains. Therefore, after the 80% of the right circularly polarized light is reflected by the transflective layer 18 on the lower substrate, it passes through the liquid crystal layer 16 again toward the upper substrate. At this time, since the liquid crystal is in the ON state, the polarization state remains the same as right-handed circularly polarized light, but then changes to linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper by passing through the upper quarter-wave plate 35. Since this linearly polarized light can pass through the upper polarizing plate 36, it returns to the outside (to the observer side), and the liquid crystal display device displays a bright image.
[0032]
Conversely, when performing dark display in the reflection mode (second from the right in FIG. 4), when the liquid crystal is turned off, the liquid crystal layer has a phase difference of λ / 2, so that the right incident light from the upper substrate side Circularly polarized light becomes left circularly polarized light when transmitted through the liquid crystal layer. In FIG. 4, the cholesteric liquid crystal constituting the transflective layer reflects only a part of the right circularly polarized light, so that the left circularly polarized light passes through the transflective layer. After that, the light passes through the lower quarter-wave plate and changes to linearly polarized light having a polarization axis perpendicular to the paper surface. Since this linearly polarized light is absorbed by the lower polarizer, it does not return to the outside (observer side). Then, the liquid crystal display device is darkly displayed.
[0033]
On the other hand, when performing display in the transmission mode, light emitted from, for example, a backlight or the like enters the liquid crystal cell 11 from outside the lower substrate 13 and becomes light that contributes to display. Here, when performing dark display in the transmission mode (right end in FIG. 4), almost the same operation as in the reflection mode occurs from the lower substrate 13 side to the upper substrate 14 side. That is, in FIG. 4, the lower substrate 13 is also provided with the lower polarizing plate 28 and the lower 波長 wavelength plate 7 similar to the upper substrate 14, so that the liquid crystal layer 16 has the right circularly polarized light from the lower substrate 28. And 20% of the light is transmitted through the transflective layer 18. Here, if the liquid crystal is in the OFF state, the liquid crystal becomes left-handed circularly polarized light when it reaches the upper substrate 14 side, and changes to linearly polarized light having a polarization axis perpendicular to the paper by transmitting through the upper quarter-wave plate 35. Since this linearly polarized light is absorbed by the upper polarizing plate 36, it is not emitted to the outside (to the observer side), and the liquid crystal display device displays a dark image.
[0034]
When performing bright display in the transmission mode (second from the left in FIG. 4), light incident from the lower substrate 13 is transmitted through the lower polarizer 28 to become linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper. Then, the light passes through the lower quarter-wave plate 27 and is emitted as right circularly polarized light. 20% of the emitted light can pass through the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal, and is emitted as right circularly polarized light. When the liquid crystal is in the ON state, 20% of the right circularly polarized light reaches the upper substrate 14 while maintaining the polarization state. Thereafter, the right-handed circularly polarized light is transmitted through the upper quarter-wave plate to be changed to linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface. Then, the liquid crystal display device is clearly displayed.
[0035]
On the other hand, in the bright display in the transmission mode, 80% of the right circular deflection is reflected by the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal. At this time, as described above, since the cholesteric liquid crystal has the property of not changing the rotating direction of the reflected circularly polarized light, the reflected light is right circularly polarized light. Therefore, when the right-handed circularly polarized light subsequently passes through the lower quarter-wave plate 27, it becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface, and this linearly polarized light passes through the lower polarization plate 28 having a transmission axis parallel to the paper surface. can do. In this way, when the linearly polarized light having the same polarization axis as the transmission axis of the lower polarizing plate 28 is emitted from the lower substrate 13, this light is reflected by, for example, the reflector 40 provided in the backlight 12. Thus, it can be re-introduced to the liquid crystal cell side and reused for display.
[0036]
Although not described above, the light incident from the lower substrate 13 side even during the dark display in the transmission mode becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper by transmitting through the lower polarizer 13, Next, the light passes through the lower quarter-wave plate 27 and is emitted as right circularly polarized light. 80% of the right-handed circularly polarized light is reflected by the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal, is once emitted from the lower substrate 13 to the outside of the liquid crystal cell 11, and is again introduced into the liquid crystal cell 11. Is absorbed by the upper polarizing plate 36 anyway, so that there is no particular problem for dark display. In addition, during bright display in the reflection mode, 20% of the right-handed circularly polarized light incident from above is transmitted through the transflective layer 18, so that the light is once emitted from the lower substrate 13 side to the outside of the liquid crystal cell 11, and then again. Introduced into the liquid crystal cell. Since this light contributes to the display, the display in the reflection mode can be maintained bright.
[0037]
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, the same display mode can be used at the time of reflection and at the time of transmission. In particular, when attention is paid to bright display in the transmission mode, it is the same as the conventional transflective liquid crystal display device. Part of the light incident from the lower substrate side is not absorbed by the upper polarizer, and almost all of the light transmitted through the transflective layer made of cholesteric liquid crystal contributes to display. On the other hand, light reflected by the transflective layer made of cholesteric liquid crystal can be reused for display. Of course, the ratio of reflection: 80% and transmission: 20% in the cholesteric liquid crystal used in the above description is only an example, and the ratio between reflection and transmission can be changed in any way. However, regardless of the ratio, the effect of maximizing the use of circularly polarized light transmitted through the transflective layer made of cholesteric liquid crystal and the effect of reusing the circularly polarized light reflected by the transflective layer for display can be obtained. Together, the brightness of transmissive display can be improved while maintaining the brightness of reflective display, and a transflective liquid crystal display device with excellent visibility can be realized.
[0038]
In the above description, the light introduced from the upper substrate side and the lower substrate side are both referred to as “(right) circularly polarized light” in an ideal form. However, in order to realize the above-described operation of the liquid crystal display device of the present invention. Does not necessarily have to be perfectly circularly polarized light, and may be “elliptically polarized light” in a broad sense.
[0039]
In the transflective liquid crystal display device of the present invention having any one of the above-mentioned structures, it is preferable to provide an illuminating device for making light incident on the liquid crystal cell from the lower substrate side.
To make the transmissive display mode the same as the reflective display mode in the transflective liquid crystal display device of the present invention, it is necessary to make elliptically polarized light incident from the lower substrate side by some means. For this purpose, any means may be employed. However, by providing a so-called backlight, which illuminates the liquid crystal cell with light from the lower substrate side, a configuration in which elliptically polarized light is incident from the lower substrate side is easily realized. be able to.
[0040]
In the liquid crystal display device of the present invention having any one of the above structures, as a specific form of the upper substrate side elliptically polarized light incidence means, a polarizing plate that transmits linearly polarized light in one direction, and a linearly polarized light that transmits this polarizing plate. And a phase difference plate that converts the light into elliptically polarized light.
Further, in the transflective liquid crystal display device of the present invention having any one of the above structures, as a specific form of the lower substrate side elliptically polarized light incidence means, a polarizing plate that transmits linear polarized light in one direction, And a phase difference plate that converts linearly polarized light transmitted through the plate into elliptically polarized light.
By using two optical members such as the polarizing plate and the retardation plate, external light such as sunlight and illumination light and illumination light from a backlight can be easily changed to elliptically polarized light. Suitable for the liquid crystal display device.
As the retardation plate, one having an arbitrary retardation may be appropriately selected, and it is desirable to use a 波長 wavelength plate.
When such a quarter-wave plate is used, linearly polarized light emitted from the polarizing plate can be changed to circularly polarized light, particularly among elliptically polarized light in a broad sense, so that the light use efficiency can be maximized. As a result, a brighter liquid crystal display device can be realized. However, when it is desired that the retardation plate provided on the upper substrate also has a color compensation function, the retardation plate is not limited to a 波長 wavelength plate, and a retardation plate having an arbitrary phase difference may be selected.
[0041]
In the liquid crystal display device of the present invention having one of the above structures, the reflective layer or the transflective layer may include a plurality of cholesteric liquid crystal layers having different helical pitches of liquid crystal molecules. With the cholesteric liquid crystal layer having such a configuration, it can function as a reflective layer that reflects circularly polarized light including various wavelength bands, that is, a so-called white reflector.
[0042]
In the liquid crystal display device of the present invention, the cholesteric liquid crystal layer is a reflective type that selectively reflects color light having different wavelengths according to the helical pitch of liquid crystal molecules in each of predetermined regions obtained by dividing the display region of the liquid crystal cell. What functions as a color filter may be used.
The cholesteric liquid crystal layer in the liquid crystal display device of the present invention changes the helical pitch of liquid crystal molecules for each of predetermined regions obtained by dividing the display region of the liquid crystal cell, and selectively reflects light having a wavelength corresponding to the helical pitch of the region. By doing so, for example, red (R), green (G), and blue (B) light can be functioned as a reflective color filter that reflects light for each region. When functioning as a reflective color filter, color display of a different color for each dot in the display area becomes possible. In this case, the cholesteric liquid crystal layer mainly functions as a color filter for reflective display.
[0043]
In the liquid crystal display device of the present invention having any one of the above configurations, the reflective layer or the semi-transmissive reflective layer and the first conductive portion include a plurality of dye layers containing pigments of different colors. A color filter layer may be provided.
According to the liquid crystal display device having such a configuration, color display is possible.
In addition, when the liquid crystal display device of the present invention is of a transflective type, a transflective liquid crystal display device having improved visibility, particularly in the transmissive mode, with improved color display and excellent visibility can be realized.
[0044]
According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes the liquid crystal display device according to any one of the above-described configurations.
According to this configuration, the electronic component is not mounted on the cholesteric liquid crystal layer, and the liquid crystal display device of the present invention that can reliably conduct the electronic component and the conductive portion connected thereto is provided. It is possible to provide an electronic component with improved reliability without a decrease in yield due to poor conduction between the electronic component and a conductive portion connected thereto. In addition, in the case where the transflective liquid crystal display device of the present invention is provided in a display unit, an electronic device provided with a liquid crystal display unit with a bright display in a transmission mode and excellent visibility is provided. Can be.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment: Liquid Crystal Display Device]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of a liquid crystal cell of the liquid crystal display device of the first embodiment as viewed from the lower substrate side. FIG. 3 is a diagram for explaining the display principle of the liquid crystal display device according to the first embodiment. This embodiment is an example of an active matrix type transflective color liquid crystal display device using a thin film diode (hereinafter, TFD) as a switching element. In all of the following drawings, the thickness of each component, the ratio of dimensions, and the like are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
[0046]
As shown in FIG. 1, a liquid crystal display device 10 according to the present embodiment includes a liquid crystal cell 11 and a backlight 12 (illumination device). The liquid crystal cell 11 has a lower substrate 13 and an upper substrate 14 opposed to each other with a sealant 15 interposed therebetween. An STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal or the like is provided in a space surrounded by the upper substrate 14, the lower substrate 13, and the sealant 15. The liquid crystal layer 16 is sealed, and the backlight 12 is arranged on the rear surface side of the liquid crystal cell 11 (outer surface side of the lower substrate 13).
[0047]
On the inner surface side of the lower substrate 13 made of a light-transmitting material such as glass or plastic, a semi-transmissive reflection film 18 in which alignment films and cholesteric liquid crystal layers are alternately formed is formed.
The plurality of cholesteric liquid crystal layers provided on the transflective film 18 have different helical pitches of liquid crystal molecules. For example, a layer having a helical pitch of about 450 nm of liquid crystal molecules selectively reflects blue light, a layer of about 550 nm selectively reflects green light, a layer of about 650 nm selectively reflects red light, and selectively reflects white light as a whole. Each cholesteric liquid crystal layer reflects part of circularly polarized light having a predetermined rotation direction and transmits part of the circularly polarized light. In the present embodiment, for example, clockwise circularly polarized light (hereinafter referred to as right circularly polarized light) Of these, 80% are reflected and 20% are transmitted. Accordingly, the entire transflective film 18 has a function of reflecting 80% of white right circularly polarized light and transmitting 20% of white circularly polarized light.
The thickness of the transflective film 18 is, for example, about 5 to 20 μm.
[0048]
In order to form the transflective film 18, for example, an alignment film is applied on a glass plate, a plastic sheet, or the like constituting the lower substrate 13, and a rubbing process is performed on the alignment film. A solution containing a cholesteric liquid crystal is applied to the surface by various coating methods such as a spin coater, and then irradiated with ultraviolet rays and cured to form a cholesteric liquid crystal layer. Here, the liquid crystal molecules adopt a periodic helical structure at a constant pitch by controlling the helical pitch of the liquid crystal molecules by controlling the intensity of the ultraviolet light, the temperature, and the like when curing by irradiation with ultraviolet light. Then, by alternately repeating the formation of the rubbed alignment film and the formation of the cholesteric liquid crystal layer, the intended transflective film 18 is obtained.
[0049]
On the upper surface of the transflective film 18, an overcoat layer (not shown) made of a translucent resin material or the like is formed. On the upper surface of this overcoat layer, there is provided a color filter layer 30 in which R (red), G (green), and B (blue) dye layers are repeatedly formed in order. A flattening film 31 for flattening a step formed by 30 (a pigment layer containing a pigment) is laminated. A large number of strip-shaped scanning lines (first conductive portions) 32 made of a transparent conductive film such as ITO extend on the flattening film 31 in the horizontal direction in the drawing (the direction parallel to the paper). An alignment film (not shown) made of polyimide or the like is formed on the scanning line 32 in a laminated manner.
Further, the scanning line 32 extends to the outside of the flattening film 31 to form a connection wiring portion 32a, and extends under the sealing material 15 to the mounting region of the scanning line driver IC 45. Then, the connection wiring portion 32a and the external connection terminal 46 of the scanning line driver IC 45 made of a solder ball are electrically connected.
On the outer surface side of the lower substrate 13, a lower quarter-wave plate 27, a lower polarizer 28, and a reflective polarizer 29 are provided in this order. In the present embodiment, the lower-substrate-side elliptically-polarized light incidence means for causing the elliptically-polarized light to enter the liquid crystal layer 16 from the lower substrate 13 side is constituted by the lower polarizer 28 and the lower quarter-wave plate 27. In this embodiment, the transmission axis of the lower polarizing plate 28 is set in a direction parallel to the plane of FIG. 3, and when linearly polarized light in this direction enters the lower quarter-wave plate 27, right circularly polarized light is emitted. ing. An arbitrary retardation plate may be used in place of the lower quarter-wave plate 27. In this case, the retardation plate has a function of converting linearly polarized light transmitted through the upper polarizing plate 28 to circularly polarized light. It should just be.
[0050]
On the other hand, on the inner surface side of the upper substrate 14 made of a translucent material such as glass or plastic, a number of strip-shaped data lines (second conductive portions) 25 made of a transparent conductive film such as ITO are formed on the lower substrate 13. And a plurality of pixel electrodes 26 are connected to each data line 25 via a TFD element (not shown). . The TFD element includes, for example, a first conductive film made of a tantalum film, an insulating film made of a tantalum oxide film formed on the surface of the first conductive film by anodic oxidation, and a chromium formed on the surface of the insulating film. , A second conductive film made of a metal film of aluminum, titanium, molybdenum, or the like. The first conductive film of the TFD element is connected to the data line 25, and the second conductive film is connected to the pixel electrode. An alignment film (not shown) made of polyimide or the like is laminated so as to cover the data lines 25, the pixel electrodes 26, and the TFD elements.
FIG. 2 is a plan view of the entire liquid crystal cell. In the liquid crystal cell, a plurality of scanning lines 32 and a plurality of data lines 25 are provided in a grid pattern. As shown in FIG. 2, one end of the lower substrate 13 (the left side in FIG. 2) and one end of the upper substrate 14 (the lower side in FIG. 2) protrude outside the other substrate. The driver IC is mounted on the protruding portion. Specifically, a scanning line driver IC (electronic component) 45 for supplying a scanning signal to the scanning lines 32 is provided outside the sealing material on the inner surface side of the lower substrate 13 with the sealing material on the inner surface side of the upper substrate 14. A data line driver IC (electronic component) 47 for supplying a display signal to the data line 25 is mounted on the outside of the device by COG. Then, as shown in FIG. 2, the cholesteric layer in the mounting area of the lower substrate 13 side scanning line driver IC 45 is locally removed by a method such as photolithography, laser cutting, or plasma ashing. In the case of the present embodiment, when the liquid crystal cell is viewed in a plan view, the entire area where the lower substrate 13 protrudes from the upper substrate 14 (shaded area in FIG. 2) is an area where the cholesteric layer does not exist.
[0051]
On the outer surface side of the upper substrate 14, an upper quarter-wave plate 35 and an upper polarizing plate 36 are provided in this order from the substrate side. In the present embodiment, the upper-substrate-side elliptically-polarized light incidence means for causing the elliptically polarized light to enter the liquid crystal layer 16 from the upper substrate 14 side includes the upper quarter-wave plate 35 and the upper polarizer 36. . In the present embodiment, the transmission axis of the upper polarizing plate 36 is set in a direction parallel to the paper surface of FIG. 3. When linearly polarized light in this direction is incident on the upper quarter-wave plate 35, right circularly polarized light is emitted. ing. Note that an arbitrary retardation plate may be used instead of the upper quarter-wave plate 35, in which case the retardation plate has a function of converting linearly polarized light transmitted through the upper polarizing plate 36 into circularly polarized light. It should just be.
[0052]
The liquid crystal layer 16 reverses the direction of rotation of the incident circularly polarized light depending on whether or not a selective electric field is applied. For example, when a non-selective voltage is applied (when the liquid crystal is turned off), the liquid crystal molecules are in a lying state, for example, λ / 2 (λ: (The wavelength of the incident light), the incident right circularly polarized light changes to left circularly polarized light after passing through the liquid crystal layer, and the left circularly polarized light changes to right circularly polarized light. On the other hand, when the liquid crystal molecules are standing when the selection voltage is applied (when the liquid crystal is ON), the phase difference disappears and the rotation direction of the circularly polarized light does not change.
[0053]
The backlight 12 has a light source 37, a reflection plate 38, and a light guide plate 39, and a light transmitted through the light guide plate 39 is provided on a lower surface side (opposite to the liquid crystal panel 1) of the light guide plate 39. A reflection plate 40 for emitting light toward the cell 11 is provided.
[0054]
Hereinafter, the display principle of the liquid crystal display device of the present embodiment and the reason why light reflected by the transflective layer can be reused will be described with reference to FIG. Here, a case where light entering the liquid crystal cell from the outside of the upper substrate 14 and the outside of the lower substrate 13 enters the color filter layer 30 will be described.
In the liquid crystal display device of the present embodiment shown in FIG. 3, when bright display in the reflection mode is performed (left end in FIG. 3), light incident from outside the upper substrate 14 is reflected on the upper polarizing plate on the upper substrate 14. By passing through 36, it becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface, and then through the upper quarter wavelength plate 35, becomes right circularly polarized light. At this time, if the liquid crystal is turned on, the rotation direction of the circularly polarized light does not change as described above. Therefore, when the right circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer, this light is transmitted through the liquid crystal layer 16 and the color filter layer 30. Then, even when the light reaches the semi-transmissive reflection layer 18, the right circularly polarized light remains.
[0055]
Accordingly, after 80% of the right circularly polarized red light obtained by passing the right circularly polarized light through the R dye layer is reflected by the transflective layer 18 on the lower substrate 13, the liquid crystal layer 16 is again directed to the upper substrate 14. Will be transmitted. At this time, since the liquid crystal is in the ON state, the polarization state remains the same as right-handed circularly polarized light, but then changes to linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper by passing through the upper quarter-wave plate 35. Since this linearly polarized light can pass through the upper polarizing plate 36, it returns to the outside (the observer side), and the liquid crystal display device performs bright (red) display.
[0056]
Conversely, when performing dark display in the reflection mode (second from the right in FIG. 3), when the liquid crystal is turned off, the liquid crystal layer 16 has a phase difference of λ / 2, so that the light enters from the upper substrate 14 side. The transmitted right circularly polarized light becomes the left circularly polarized light when transmitted through the liquid crystal layer 16. In FIG. 3, the cholesteric liquid crystal forming the transflective layer 18 reflects only a part of the right circularly polarized light, so that the left circularly polarized light passes through the transflective layer 18. After that, the light passes through the lower quarter-wave plate 27 and changes to linearly polarized light having a polarization axis perpendicular to the paper surface. This linearly polarized light is absorbed by the lower polarizing plate 28, and is transmitted to the outside (observer side). Without returning, the liquid crystal display device is darkly displayed.
[0057]
On the other hand, when performing display in the transmission mode, light emitted from the backlight 12 enters the liquid crystal cell 11 from outside the lower substrate 13, and this light becomes light that contributes to display. Here, when performing the dark display in the transmission mode (right end in FIG. 3), almost the same operation as in the reflection mode occurs from the lower substrate side toward the upper substrate side. That is, in FIG. 3, since the lower substrate side is also provided with the lower polarizing plate 28 and the lower quarter-wave plate 27 similar to the upper substrate side, right circularly polarized light enters the liquid crystal layer 16 from the lower substrate side. , 20% of the light is transmitted through the transflective layer 16. Here, if the liquid crystal is in the OFF state, the liquid crystal becomes left-handed circularly polarized light when it reaches the upper substrate side, and changes to linearly polarized light having a polarization axis perpendicular to the paper by transmitting through the upper quarter-wave plate 35, Since this linearly polarized light is absorbed by the upper polarizing plate 36, it is not emitted to the outside (observer side), and the liquid crystal display device is displayed in a dark state.
[0058]
When performing bright display in the transmission mode (second from the left in FIG. 3), light incident from the lower substrate side is transmitted through the lower polarizer 28 to become linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface, Next, the light passes through the lower quarter-wave plate 27 and is emitted as right circularly polarized light. 20% of the emitted light can pass through the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal, and further pass through the dye layer of the color filter layer 30, and is emitted as red right circularly polarized light. When the liquid crystal is in the ON state, 20% of the right circularly polarized light reaches the upper substrate 14 while maintaining the polarization state. Thereafter, the right-handed circularly polarized light is transmitted through the upper quarter-wave plate 35 to be changed to linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface. ), The liquid crystal display device is displayed bright (red).
[0059]
On the other hand, in the bright display in the transmission mode, 80% of the right circular deflection is reflected by the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal. At this time, as described above, since the cholesteric liquid crystal has the property of not changing the rotating direction of the reflected circularly polarized light, the reflected light is right circularly polarized light. Therefore, when the right-handed circularly polarized light subsequently passes through the lower quarter-wave plate 27, it becomes linearly polarized light having a polarization axis parallel to the paper surface, and this linearly polarized light passes through the lower polarization plate 28 having a transmission axis parallel to the paper surface. can do. In this way, when linearly polarized light having the same polarization axis as the transmission axis of the lower polarizing plate 28 is emitted from the lower substrate side, this light is reflected by the reflecting plate 40 provided in the backlight 12 so that the liquid crystal cell Side can be re-introduced and reused for display.
[0060]
As described above, in the liquid crystal display device of the present embodiment, the same display mode can be used at the time of reflection and at the time of transmission. In particular, when attention is paid to bright display in the transmission mode, the conventional transflective liquid crystal display device has As described above, part of the light incident from the lower substrate side is not absorbed by the upper polarizing plate, and substantially all of the light transmitted through the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal contributes to display. On the other hand, light reflected by the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal can be reused for display.
Therefore, the liquid crystal display device of the present embodiment can maximize the use of circularly polarized light transmitted through the transflective layer 18 made of cholesteric liquid crystal, and can reuse the circularly polarized light reflected by the transflective layer 18 for display. Together with the effect, it is possible to improve the brightness of the transmissive display while maintaining the brightness of the reflective display, and to realize a transflective liquid crystal display device with excellent visibility.
[0061]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the scanning line driver IC 45 electrically connected to the scanning lines 32 provided on the lower substrate 13 is provided with the transflective layer 18 having a plurality of cholesteric liquid crystal layers. Since the electronic components, such as the scanning line driver IC 45, are not mounted on the cholesteric liquid crystal layer by mounting in the non-existing area, the scanning line driver IC 45 and the scanning lines 25 connected thereto are securely connected. The conduction can be achieved, and the yield and the quality of the product can be improved.
[0062]
In the liquid crystal display device of the above embodiment, the transflective layer 18 having a plurality of cholesteric liquid crystal layers reflects a part of the white circularly polarized light in the same rotation direction as the spiral direction, and transmits a part of the white circularly polarized light. A case has been described in which a color filter having a function of selectively reflecting color light having different wavelengths according to the helical pitch of liquid crystal molecules is provided for each of predetermined regions obtained by dividing the display region of the liquid crystal cell 11. May be provided with a cholesteric liquid crystal layer.
[0063]
[Electronics]
An example of an electronic device including the liquid crystal display device of the above embodiment will be described.
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 5, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a liquid crystal display unit using the above-described liquid crystal display device.
[0064]
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 6, reference numeral 1100 denotes a watch main body, and reference numeral 1101 denotes a liquid crystal display unit using the above liquid crystal display device.
[0065]
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. 7, reference numeral 1200 denotes an information processing device, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing device main body, and reference numeral 1206 denotes a liquid crystal display unit using the above liquid crystal display device.
[0066]
The electronic device shown in FIGS. 5 to 7 does not have electronic components such as the scanning line driver IC 32b mounted on the inner surface of the lower substrate 13 provided with the cholesteric liquid crystal layer. Since the liquid crystal display device 10 of the present embodiment, which can reliably conduct the first conductive portion such as 32, is provided in the liquid crystal display portion, the continuity between the electronic component and the first conductive portion connected thereto is provided. It is possible to provide an electronic device with improved reliability, which can reduce a reduction in yield due to a defect.
In addition, by providing the liquid crystal display device 10 of the present embodiment in which the frame width is symmetrical to the left and right, the width of both sides (for example, left and right) of the liquid crystal display unit using the liquid crystal display device 10 is made uniform. It is possible to realize a good-looking electronic device.
In addition, by providing the liquid crystal display device 10 of the present embodiment in the liquid crystal display portion, it is possible to realize an electronic device having a display portion capable of obtaining a bright display in the transmission mode.
[0067]
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the transflective film 18 having the cholesteric liquid crystal layer is provided below the seal material 15 as shown in FIG. It is good also as composition which did. With such a configuration, it is possible to improve the yield and the quality of the product due to good adhesion between the upper substrate and the lower substrate.
The present invention is not limited to an active matrix type transflective liquid crystal display device using a TFD as a switching element as in the above embodiment, but a transflective type using a thin film transistor (Thin Film Transistor) as a switching element. The present invention can be applied to a liquid crystal display device, a transflective liquid crystal display device of a passive matrix type, and is not limited to a transflective liquid crystal display device, and can be applied to a reflective liquid crystal display device. The present invention is not limited to a color liquid crystal display device, but can be applied to a monochrome liquid crystal display.
[0068]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the liquid crystal display device of the present invention, the electronic component is mounted on the outside of the sealing material of the lower substrate provided with the reflective layer having the cholesteric liquid crystal layer or the transflective layer, Since a plurality of cholesteric liquid crystal layers do not exist under the electronic component, solder balls or the like are required when mounting an electronic component for connection to a conductive portion formed on a substrate provided with the cholesteric liquid crystal layer. Can be prevented from being inferior due to the conductive material immersing into the cholesteric liquid crystal layer side. According to the electronic device provided with such a liquid crystal display device, there is no reduction in yield due to poor conduction between the conductive portion formed on the substrate provided with the cholesteric liquid crystal layer and the electronic component connected thereto, An electronic device including a liquid crystal display device with improved reliability can be provided.
[0069]
Further, according to the liquid crystal display device of the present invention provided with the transflective layer having a cholesteric liquid crystal layer that reflects a part of the elliptically polarized light having a predetermined rotation direction and transmits a part, And a liquid crystal display device having improved visibility and excellent visibility. Further, according to the electronic device provided with such a liquid crystal display device, it is possible to provide an electronic device provided with the liquid crystal display device having a bright display in the transmission mode and excellent visibility.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the liquid crystal cell of the liquid crystal display device according to the first embodiment, as viewed from the upper substrate side.
FIG. 3 is a diagram illustrating a display principle of the liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a display principle of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 6 is a perspective view showing another example of the electronic apparatus according to the invention.
FIG. 7 is a perspective view showing still another example of the electronic apparatus according to the invention.
FIG. 8 is a partial sectional structural view showing an example of a conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
10 Liquid crystal display device
11 Liquid crystal cell
12 Backlight (lighting device)
13 Lower substrate
14 Upper substrate
15 Sealing material
16 Liquid crystal layer
18 transflective film
25 Data line (second conductive part)
26 pixel electrode
27 Lower quarter wave plate
28 Lower polarizing plate
30 color filter layer
31 Flattening film
32 scanning lines (first conductive part)
32a Connection wiring section
35 Upper 1/4 wavelength plate
36 Upper polarizing plate
45 IC for scanning line driver (electronic parts)
1000 Mobile phone body (electronic equipment)
1001, 1101, 1206 Liquid crystal display
1100 Clock body (electronic equipment)
1200 Information processing device (electronic equipment)

Claims (10)

互いに対向してシール材によって貼り合わ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、
前記下基板と前記第１の導電部との間に、所定の回転方向を持つ楕円偏光のうちの少なくとも一部を反射させるコレステリック液晶層を有する反射層が設けられ、
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、前記下基板内面側の前記シール材の外側に電子部品が実装され、前記コレステリック液晶層が、少なくとも前記電子部品の実装領域を除く領域に設けられたことを特徴とする液晶表示装置。A liquid crystal display device having a liquid crystal cell in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate bonded to each other by a sealant,
A reflection layer having a cholesteric liquid crystal layer that reflects at least a part of elliptically polarized light having a predetermined rotation direction is provided between the lower substrate and the first conductive unit,
An upper substrate-side elliptically polarized light incidence means for injecting elliptically polarized light from the upper substrate side to the liquid crystal layer is provided, and the liquid crystal layer is incident in one of a selected electric field applied state and a non-selected electric field applied state. Invert the polarity of the circularly polarized light, and do not change the polarity in the other state, an electronic component is mounted outside the sealing material on the inner surface side of the lower substrate, the cholesteric liquid crystal layer, at least the electronic component A liquid crystal display device provided in an area excluding a mounting area. 前記コレステリック液晶層は、さらに前記シール材の形成領域を除く領域に設け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。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the cholesteric liquid crystal layer is further provided in a region excluding a region where the sealing material is formed. 前記反射層は、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であり、前記下基板側から楕円偏光を入射させる下基板側楕円偏光入射手段が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。The reflective layer is a semi-transmissive reflective layer having a cholesteric liquid crystal layer that reflects part of elliptically polarized light having a predetermined rotation direction and transmits part of the elliptically polarized light. 3. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a substrate-side elliptically polarized light incidence means. 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３に記載の液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 3, further comprising an illuminating device that causes light to enter the liquid crystal cell from the lower substrate side. 5. 前記上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１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。The upper substrate-side elliptically polarized light incidence means includes a polarizing plate that transmits linearly polarized light in one direction and a phase difference plate that converts linearly polarized light transmitted through the polarizing plate to elliptically polarized light. 5. The liquid crystal display device according to any one of 4. 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乃至５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。3. The lower substrate-side elliptically polarized light incidence means includes a polarizing plate that transmits linearly polarized light in one direction and a phase difference plate that converts linearly polarized light transmitted through the polarizing plate into elliptically polarized light. 6. The liquid crystal display device according to claim 5. 前記コレステリック液晶層が、前記液晶セルの表示領域内を分割した所定の領域毎に液晶分子のらせんピッチに応じた波長の異なる色光を選択的に反射させる反射型カラーフィルタとして機能するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。The cholesteric liquid crystal layer functions as a reflective color filter that selectively reflects color light having different wavelengths according to the helical pitch of liquid crystal molecules for each of predetermined regions obtained by dividing the display region of the liquid crystal cell. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein: 前記反射層又は半透過反射層と、前記第１の導電部との間に、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層が設けられたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶表示装置。8. A color filter layer having a plurality of dye layers containing pigments of different colors is provided between the reflective layer or the transflective layer and the first conductive portion. The liquid crystal display device according to claim 1. 前記反射層又は前記半透過反射層は、液晶分子のらせんピッチが異なる複数のコレステリック液晶層を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶表示装置。9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflection layer or the transflective layer has a plurality of cholesteric liquid crystal layers having different helical pitches of liquid crystal molecules. 10. 請求項１乃至９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。An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to claim 1.
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