JP4165069B2 - 液晶表示装置、電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関し、特に反射層若しくは半透過反射層を備えた反射型若しくは半透過反射型の液晶表示装置、並びにその液晶表示装置を備えた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、反射層若しくは半透過反射層を用いた反射型若しくは半透過反射型の液晶表示装置が提案され、反射層として例えば金属薄膜を用いたもの、半透過反射層として例えばコレステリック液晶を用いたものが知られている。金属薄膜としては反射率の高いＡｌ，Ａｇ等が用いられたものがあり、この場合、入射された太陽光、照明光等の外光を液晶層を介して反射させ、液晶層の駆動に基づく反射表示を行っている。
【０００３】
また、コレステリック液晶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、この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、このようなコレステリック液晶を具備する反射板を用いることにより、特定の波長の光を選択的に反射する一方、それ以外の光を透過し、半透過反射型の表示を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような反射型若しくは半透過反射型の液晶表示装置においては、ブラックマトリクスにて区画された複数のドット表示領域が形成され、各ドット表示領域毎に光の三原色のいずれかが可能とされており、赤、緑、青の各色３つのドット表示領域が集合して画素が形成されている。ここで、上記ドット表示領域を区画形成するブラックマトリクスは、その形成領域において黒表示を行うものであって、例えば顔料を含んで構成した樹脂遮光膜が用いられている。
【０００５】
ブラックマトリクスとして上記のような樹脂遮光膜を用いた場合、この樹脂遮光膜は光を吸収する遮光膜であるものの、僅かに光が透過する惧れがある。仮に光が遮光膜で透過してしまうと、その透過に起因して光漏れが生じ、コントラスト低下の一因となる場合がある。
【０００６】
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、各ドット表示領域の境界において、確実にドット表示領域間の混色を防止し、コントラスト低下を防止ないし抑制することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とし、さらにはこの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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、互いに対向配置された一対の基板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、平面内に、境界領域を隔てて複数のドット表示領域を備え、前記一対の基板間に対し所定の回転方向の円偏光のみを入射させることが可能な特定円偏光入射手段を備えるとともに、円偏光を少なくとも反射させることが可能な反射手段を備え、反射手段が、ドット表示領域と境界領域とにおいて反射後の円偏光の回転方向を異ならせることが可能な反射回転方向相違手段を具備することを特徴とする。
【０００８】
この場合、特定円偏光入射手段から一対の基板間に入射された所定回転方向の円偏光が、反射手段にて反射される際、ドット表示領域と境界領域とにおいて反射後の円偏光の回転方向が異なるように反射可能となため、少なくともドット表示領域において反射された円偏光を上記特定円偏光入射手段にて出射される構成とした場合、境界領域において反射された円偏光は上記特定円偏光入射手段にて出射されない構成とすることが可能となる。すなわち、特定円偏光入射手段にて、ドット表示領域において反射された円偏光を出射させ、そのドット表示領域において明表示を行い、境界領域において反射された円偏光を出射させず、その領域において暗表示を行うことが可能となる。したがって、この少なくとも明表示を行う領域を表示に寄与する表示領域（画素領域）として、暗表示を行う領域を表示に寄与しない非表示領域、すなわちブラックマトリクスとして用いることが可能となる。なお、ドット表示領域において例えば入射された円偏光の回転方向を、液晶層の配向態様に基づき変換可能とすることで、該ドット表示領域において任意に明暗表示を行うことが可能である。このような構成は簡便に形成可能である上、ブラックマトリクスにおいて透過が生じ難く、光漏れにより生じ得るコントラストの低下を防止ないし抑制することが可能となる。なお、このブラックマトリクスにおける透過に基づくコントラスト低下の態様は、反射表示においては、例えばブラックマトリクスを透過した光が反射され明表示に供される場合であり、例えば半透過反射表示においては、例えば透過表示時にブラックマトリクスを透過した光が明表示に供される場合である。以上のことから、本発明により、反射表示を少なくとも行う液晶表示装置において、例えばブラックマトリクスを樹脂遮光膜にて構成した場合よりもコントラスト低下が生じ難い構成を実現することが可能となる。なお、本発明において円偏光とは、楕円偏光を含んだものとして定義する。
【０００９】
具体的には、上記反射手段が、所定の回転方向を持つ円偏光のうち少なくとも一部を反射させることが可能で、反射後の円偏光の回転方向と反射前の円偏光の回転方向とを同一にすることが可能な第１反射層と、少なくとも円偏光を反射させることが可能で、反射後の円偏光の回転方向と反射前の円偏光の回転方向とを異ならせることが可能な第２反射層とを含み、これら第１反射層と第２反射層が、それぞれドット表示領域と境界領域のいずれかの領域において形成されているものとすることができる。
【００１０】
この場合、第１反射層が反射前後における円偏光の回転方向を同一にすることが可能とされ、第２反射層が反射前後における円偏光の回転方向を異なるものとすることが可能とされているため、確実に境界領域においてブラックマトリクスとしての暗表示を行うことが可能となる。また、第１反射層を、所定回転方向の円偏光の一部を反射し、一部を透過する構成とした場合、この第１反射層は半透過反射層として機能するものとなる。例えば、第１反射層が形成された領域において例えば入射された円偏光の回転方向を、液晶層の配向態様に基づき変換可能とすることで、該ドット表示領域において任意に反射又は透過の表示を行うことが可能である。この場合、反射表示時には上記同様、第２反射層がブラックマトリクスとしての機能を担うこととなる。一方、透過表示時には、例えば上記反射表示時とは異なる方向から入射され得る光源光を第１反射層が透過させることにより透過表示を行うことが可能で、第２反射層においては、上記反射表示時とは異なる方向から入射され得る光源光を反射することでブラックマトリクスとしての機能を担わせることができる。したがって、本発明によると、反射表示、透過表示のいずれにおいてもコントラストの高い表示を行うことが可能となる。なお、ドット表示領域において上記液晶層の駆動態様に基づき、第１反射層に入射される円偏光の回転方向を制御可能とすることで、該ドット表示領域において明暗表示を行うことが可能となる。
【００１１】
また、第１反射層が、ドット表示領域と境界領域とに跨って形成され、第２反射層が境界領域においてのみ形成されるとともに、第１反射層が、一対の基板のうちの一方の基板と液晶層との間に設けられ、ドット表示領域における反射手段として少なくとも機能する一方、第２反射層が、第１反射層よりも一対の基板のうちの他方の基板側に設けられ、境界領域における反射手段として機能しているものとすることができる。
【００１２】
この場合、例えば第２反射層により境界領域において、第１反射層への円偏光の入射を防止することが可能となり、この境界領域における第１反射層の反射に基づく表示を防止することが可能となる。したがって、ドット表示領域においては第１反射層のみによる反射表示を、境界領域においては第２反射層のみによる反射表示を実現することが可能となり、コントラストの高い反射表示を実現可能となる。
【００１３】
なお、第１反射層は、コレステリック液晶を主体として構成することができる。コレステリック液晶は、そのらせん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おり、さらに反射時には円偏光の回転方向が反射前後において異なることを特徴としている。したがって、このようなコレステリック液晶を本発明の第１反射層として用いることが可能である。
【００１４】
一方、第２反射層は、Ｃｒ，Ｔａ，Ａｇ，Ａｌの中から選択される１種又は２種以上の金属膜を主体として構成することができる。このような金属膜は光源光に対して遮光性が高く、また偏光解消がなく、円偏光の回転方向を反射前後において異ならせることができるので、本発明の第２反射層として用いるのに適している。なお、金属膜以外にも、例えば無機酸化物を主体として構成される誘電体ミラー等を第２反射層として用いることも可能である。
【００１５】
次に、本発明の液晶表示装置においては、液晶層に対して一方の基板側から円偏光を入射させる特定円偏光入射手段たる第１円偏光入射手段と、他方の基板側から上記一方の基板側からの円偏光と同一回転方向の円偏光を入射させる特定円偏光入射手段たる第２円偏光入射手段と、液晶セルに対して他方の基板側から光を入射させる照明装置とが設けられるとともに、上記液晶層を選択電界印加状態、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反転させないものとすることができる。
【００１６】
このような構成によると、他方の基板側に設けられた照明装置により第１反射層が設けられた領域において半透過反射表示が可能となり、この半透過反射表示においても第２反射層をブラックマトリクスとして機能させることが可能で、その場合、コントラストの高い表示が可能となる。
【００１７】
なお、特定円偏光入射手段は、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円偏光に変換する位相差板とを有しているものとすることができる。この場合、偏光板により直線偏光が得られ、その直線偏光が位相差板を通過することで円偏光が得られ、一対の基板において偏光板の偏光軸方向と位相差板の位相差を同じものとすることで、両基板で同じ回転方向の円偏光を得ることが可能である。
【００１８】
次に、本発明の電子機器は上記構成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、コントラストの高い表示部を備えた電子機器を提供可能となる。
【００１９】
なお、本明細書において「主体」とする成分とは、対象部の構成成分のうち最も含有率の高い成分のことを言うものとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［液晶表示装置］
（第１実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本実施形態の液晶表示装置の部分断面構造を示す図で、この場合、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。
【００２１】
本実施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（図示略）を介して対向配置され、これら上基板１４、下基板１３、シール材に囲まれた空間にＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶からなる液晶層（位相変調用液晶層）１６が封入されており、液晶セル１１の後面側（下基板１３の下方側）にバックライト１２が配置されている。
【００２２】
なお、図１の液晶表示装置１０では、上基板１４がアクティブマトリクス駆動を行うための駆動手段たるスイッチング素子が配設された素子基板、下基板１３がこれに対向する対向基板とされている。また、上基板１４が配設された側が表示が行われる前面側で、本実施形態ではこれを上側とし、下基板１３が配設された側がバックライト１２が配設された背面側で、本実施形態ではこれを下側とする。
【００２３】
下基板１３及び上基板１４は、ガラスやプラスチックなどの透光性材料を主体として構成されており、下基板１３の外面側（液晶層１６が形成されているのとは反対側）には、位相差板（１／４波長板）２７、下偏光板２８が下基板１３からこの順に設けられている。一方、上基板１４の外面側（液晶層１６が形成されているのとは反対側）にも、位相差板（１／４波長板）３５、上偏光板３６が上基板１４からこの順に設けられている。
【００２４】
下基板１３の内面側（液晶層１６が形成されている側）には、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、さらに半透過反射層１８の上層には金属反射層３００が例えば網目状に所定のパターンで配設されている。そして、金属反射層３００及び金属反射層３００の間隙に位置する半透過反射層１８上には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる共通電極２５が全面ベタ状に形成されている。
【００２５】
一方、上基板１４の内面側（液晶層１６が形成されている側）には、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる画素電極３２が所定のマトリクスパターンで配設されている。なお、金属反射層３００は、Ａｌを主体として構成されており、円偏光を反射することが可能であって、特に反射前後の円偏光の回転方向が異なることが特徴である。金属反射層３００としては、例えばＡｌ，Ｃｒ，Ｔａ，Ａｇの中から選択される１種又は２種以上のものを主体として構成することも可能である。
【００２６】
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（液晶セル１１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。
【００２７】
上記上偏光板３６は一方向（本実施形態では図示横方向）の直線偏光のみを透過させ、位相差板３５は、上偏光板３６を透過した直線偏光を円偏光に変換する。したがって、上偏光板３６及び位相差板３５は、一対の基板間（すなわち液晶セル１１内部）に所定回転方向の円偏光のみを入射させるための特定円偏光入射手段として機能している。また、下偏光板２８は一方向（本実施形態では図示横方向）の直線偏光のみを透過させ、位相差板２７は、下偏光板２８を透過した直線偏光を円偏光に変換する。したがって、下偏光板２８及び位相差板２７も同じく特定円偏光入射手段として機能している。
【００２８】
液晶層１６は、共通電極２５及び画素電極３２との間に電圧が印加された状態（選択電界印加状態「ＯＮ」）では、紙面縦方向（垂直方向）に配向し、電圧が印加されない状態（非選択電界印加状態）「ＯＦＦ」では、紙面横方向（水平方向）に配向するものとされている。なお、「非選択電界印加状態」、「選択電界印加状態」は、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧未満であるとき」、「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧以上であるとき」を意味している。このような液晶層１６においては、選択電界印加の状態に応じて入射光の位相を変調することが可能である。すなわち、本実施形態においては、選択電界印加状態では入射した円偏光を、その位相を変調することなく入射時と同回転の円偏光で通過させ、非選択電界印加状態には入射した円偏光を、その位相を変調し入射時とは逆回転の円偏光に変換して通過させる。
【００２９】
また、本実施形態の液晶表示装置１０では、基板面内において画素電極３２がマトリクス状に形成された領域、すなわち網目状の金属反射層３００にて区画された領域がドット表示領域Ｄ１とされ、画素電極３２間、すなわち金属反射層３００が形成された領域が境界領域たるブラックマトリクス領域（ＢＭ領域）Ｄ２とされている。
【００３０】
次に、コレステリック液晶を主体として構成される半透過反射層１８は、特定の回転方向の円偏光のうち所定の光量を透過させ、残余の光量を反射させる構成とされている。本実施形態では、右回転の円偏光の約５０％を透過させ、約５０％を反射させる構成（透過と反射の比率が概ね１：１）で、左回転の円偏光は１００％透過させるものとされている。これは、コレステリック液晶がそのらせんピッチに応じた波長の色光を反射し、らせんピッチ以外の波長の色光を透過する性質を備えていることに基づくものである。
【００３１】
図６は、図１の半透過反射層１８の詳細な構成を示すための説明図である。本実施形態の液晶表示装置１０では、半透過反射層１８が、異なるらせんピッチを備えたコレステリック液晶層が複数積層された構成を具備しており、それぞれ赤色反射コレステリック液晶層１８Ｒと、緑色反射コレステリック液晶層１８Ｇと、青色反射コレステリック液晶層１８Ｂとされている。そして、この複数のコレステリック液晶層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが、各層毎に各々らせんピッチに応じた異なる波長の色光が反射される反射板として構成されている。具体的には、赤色反射コレステリック液晶層１８Ｒではらせんピッチが約６００ｎｍに反射極大をもつコレステリック液晶を、緑色反射コレステリック液晶層１８Ｇでは約５５０ｎｍ、青色反射コレステリック液晶層１８Ｂでは約４５０ｎｍに反射極大をもつコレステリック液晶を主体として構成され、その波長の色光が各層で反射される。
【００３２】
したがって、半透過反射層１８にて反射された光は、各ドット表示領域Ｄ１毎に、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各三原色の混色による白表示が可能となる。なお、このようならせんピッチの異なる各コレステリック液晶層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが積層した半透過反射層１８は、以下の方法により形成することができる。すなわち、例えばコレステリック液晶を所定の基板面に対し均一に塗布し、これに所定強度の紫外線を照射しする。そして、さらにコレステリック液晶を塗布し、異なる強度の紫外線を照射した後、もう一層のコレステリック液晶を塗布し、さらに異なる強度の紫外線を照射する。ここで、各層においては、紫外線強度に応じて液晶分子のらせんピッチを異なるものとすることができ、これによりらせんピッチの異なる各コレステリック液晶層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが形成される。なお、紫外線強度の代わりに、紫外線波長、熱などを各層毎に異なるものとし、液晶分子のらせんピッチを各層毎に変化させることも可能である。
【００３３】
次に、本実施形態の液晶表示装置１０においては、上基板１４側から入射される太陽光、照明光等の外光は、上偏光板３６及び位相差板３５を通過して右回りの円偏光となり、その右回り円偏光が液晶層１６に入射される。ここで、ドット表示領域Ｄ１において共通電極２５と画素電極３２との間に電圧が印加されている場合（選択電界印加時）、液晶層１６はＯＮ状態となって右回り円偏光をそのまま右回り円偏光として通過させるものとされている。
【００３４】
また、共通電極２５と画素電極３２との間に電圧が印加されていない場合（非選択電界印加時）、液晶層１６はＯＦＦ状態となって右回り円偏光を左回り円偏光に変換して通過させるものとされている。なお、ＢＭ領域Ｄ２においては、常に電圧が印加されることがないため、液晶層１６は常にＯＦＦ状態であって、右回り円偏光を左回り円偏光に変換して通過させるものとされている。
【００３５】
ドット表示領域Ｄ１において液晶層１６が選択電界印加状態にある場合、上偏光板３６、位相差板３５を介して入射した外光は、その選択電界印加状態の液晶層１６を通過した後も右回り円偏光となる。この液晶層１６を通過した後の右回り円偏光は半透過反射層１８に入射し、その入射した右回り円偏光のうち、約５０％の光量が透過され、約５０％の光量が反射される。そして、反射された約５０％の右回り円偏光は、再び右回りのまま選択電界印加状態の液晶層１６、上基板１４、位相差板３５、上偏光板３６を経て反射表示に供される。
【００３６】
また、ドット表示領域Ｄ１において液晶層１６が非選択電界印加状態にある場合、上偏光板３６、位相差板３５を介して入射した外光は、その非選択電界印加状態の液晶層１６を通過した後は左回り円偏光となる。この液晶層１６を通過した後の左回り円偏光は半透過反射層１８に入射し、半透過反射層１８においては左回りの円偏光は反射されないため、下基板１３側に透過され、下偏光板２８にて吸収されるため表示に供されない。したがって、ドット表示領域Ｄ１においては、液晶層１６の選択電界の印加状態に応じて反射表示における明暗表示を行うことが可能となる。
【００３７】
なお、ＢＭ領域Ｄ２において入射される外光は、上偏光板３６、位相差板３５により右回り円偏光のみが入射され、この右回り円偏光は、電圧印加の行われない液晶層１６を通過するため、左回り円偏光に変換される。液晶層１６で左回りに変換された円偏光は金属反射層３００により反射され、この金属反射層３００にて再び右回り円偏光に変換される。反射により右回りとなった円偏光は、電圧印加の行われない液晶層１６を通過することにより左回りに変換され、この左回り円偏光が上基板１４、位相差板３５経て上偏光板３６にて吸収される。したがって、このＢＭ領域Ｄ２においては反射表示時には常に暗表示が行われ、金属反射層３００は反射表示においてコントラスト向上に寄与するブラックマトリクスとして機能している。
【００３８】
一方、照明装置１２から液晶セル１１に入射される光源光（内部光源光）は、下偏光板２８及び位相差板２７を経て右回りの円偏光となり、半透過反射層１８に下側から入射される。ここでも外光の場合と同様に、半透過反射層１８に入射した右回り円偏光のうち約５０％の光量が反射されるとともに、約５０％の光量が透過され、この透過された約５０％の右回り円偏光が、液晶層１６側に入射される。
【００３９】
この場合も、ドット表示領域Ｄ１において液晶層１６が選択電界印加状態にある場合、下偏光板２８、位相差板２７を介して入射した光源光は右回り円偏光となって半透過反射層１８を通過し、さらに選択電界印加状態の液晶層１６を通過して右回り円偏光の状態で、上基板１４、位相差板３５、上偏光板３６を経て透過表示に供される。
【００４０】
また、ドット表示領域Ｄ１において液晶層１６が非選択電界印加状態にある場合、下偏光板２８、位相差板２７を介して入射した光源光は右回り円偏光となって半透過反射層１８を通過し、さらに非選択電界印加状態にある液晶層１６を通過して左回り円偏光となった後に、上基板１４、位相差板３５を経て、上偏光板３６にて吸収されるため表示に供されない。したがって、ドット表示領域Ｄ１においては、液晶層１６の選択電界の印加状態に応じて透過表示における明暗表示を行うことが可能となる。
【００４１】
なお、ＢＭ領域Ｄ２において照明装置１２から入射される光源光は、下偏光板２８、位相差板２７により右回り円偏光のみが入射され、この右回り円偏光は、半透過反射層１８において約５０％が透過された後、金属反射層３００にて反射される。金属反射層３００にて反射されると左回り円偏光に変換され、この左回り円偏光が半透過反射層１８、下基板１３、位相差板２７を経て、下偏光板２８に吸収される。したがって、このＢＭ領域Ｄ２においては、金属反射層３００は照射装置１２から透過表示を行う際に、照明装置１２からの入射光に対する遮光層として機能し、透過表示においてコントラスト向上に寄与するブラックマトリクスとして機能している。
【００４２】
次に、半透過反射層１８は、ドット表示領域Ｄ１とＢＭ領域Ｄ２とに跨って形成され、且つ下基板１３と液晶層１６との間に設けられている。一方、金属反射層３００は、ＢＭ領域Ｄ２においてのみ形成され、半透過反射層１８よりも上基板１４側に設けられている。したがって、金属反射層３００により、ＢＭ領域Ｄ２において円偏光が半透過反射層１８へ入射することが防止される。すなわち、ドット表示領域Ｄ１においては半透過反射層１８のみによる反射表示（明表示、暗表示のいずれか）を、ＢＭ領域Ｄ２においては金属反射層３００のみによる反射表示（暗表示）を実現することが可能となり、コントラストの高い反射表示を実現可能となる。
【００４３】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置１０では、ドット表示領域Ｄ１を区画するＢＭ領域Ｄ２が金属反射層３００を備え、この金属反射層３００が、ドット表示領域Ｄ１における半透過反射層１８とにおいて、液晶層１６の選択電界状態に応じて、反射後の円偏光の回転方向を異ならせることができ、ＢＭ領域Ｄ２をブラックマトリクスとし、ドット表示領域Ｄ１を表示に寄与する画素領域とすることが可能である。すなわち、コレステリック液晶を含む半透過反射層１８においては、反射前後の円偏光の回転方向が同一となり、金属反射層３００においては、反射前後の円偏光の回転方向が異なるものとなるため、液晶層１６の選択電界印加状態により、上偏光板３６において、ＢＭ領域Ｄ２（金属反射層３００）で反射された円偏光を吸収し、ドット表示領域Ｄ１（半透過反射層１８）で反射された円偏光を透過させることが可能となる。
【００４４】
ここで、反射された円偏光が上偏光板３６を透過可能なドット表示領域において、液晶層１６の選択電界印加状態に基づいて円偏光の回転方向制御を行うことにより、任意の濃淡表示を行うことが可能であるとともに、ＢＭ領域Ｄ２においてブラックマトリクスを具備させているためコントラストの高い反射表示が可能となる。さらに、この金属反射層３００にて構成したブラックマトリクスは、半透過反射層１８への光の透過を確実に防止することが可能なため、一層コントラストの高い表示が可能な構成となっている。
【００４５】
なお、本実施形態に示した半透過反射層１８は、図７のような構成とすることもできる。すなわち、平面内において異なるらせんピッチを備えたコレステリック液晶領域が、ドット表示領域Ｄ１内で複数形成された構成を具備しており、それぞれ赤色反射コレステリック液晶領域１８Ｒと、緑色反射コレステリック液晶領域１８Ｇと、青色反射コレステリック液晶領域１８Ｂとされている。そして、この複数のコレステリック液晶領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが、各領域毎に各々らせんピッチに応じた異なる波長の色光が反射される反射板として構成されている。具体的には、赤色反射コレステリック液晶領域１８Ｒではらせんピッチが約６００ｎｍに反射極大をもつコレステリック液晶を、緑色反射コレステリック液晶領域１８Ｇでは約５５０ｎｍ、青色反射コレステリック液晶領域１８Ｂでは約４５０ｎｍに反射極大をもつコレステリック液晶にて構成され、その波長の色光が各領域で反射される。
【００４６】
したがって、半透過反射層１８にて反射された光は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各三原色の混色による白表示が可能となる。なお、このような半透過反射層１８は、以下の方法により形成することができる。すなわち、例えばコレステリック液晶を所定の基板面に対し均一に塗布し、これに紫外線を照射する。ここで、所定領域毎に紫外線強度が異なるように強度分布をもって露光するものとし、その強度に応じて所定領域毎に液晶分子のらせんピッチを異なるものとすることができ、この所定領域が上記各コレステリック液晶領域１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂとして構成される。なお、この場合も、紫外線強度の代わりに、紫外線波長、熱などをドット毎に分布をもたせ、液晶分子のらせんピッチを所定領域毎に変化させることも可能である。
【００４７】
以下、本発明の構成を適用可能な液晶表示装置について異なる実施形態を示す。
（第２実施形態）
図２は、本発明の構成を適用した液晶表示装置１００の部分断面構造を示す図で、この場合、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、第１実施形態の液晶表示装置１０と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。この場合の液晶表示装置１００は、上基板１４の液晶層１６側にカラーフィルタ３０が設けられている。
【００４８】
カラーフィルタ３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが基板面方向に繰り返し形成されたもので、各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、１つのドット表示領域Ｄ１にいずれか１つが配設された構成とされ、さらに各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの間隙領域（色素層が形成されていない領域）は、ＢＭ領域Ｄ２に対応して形成されている。また、カラーフィルタ３０の液晶層１６側には各色素層３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによってできた段差を平坦化するための平坦化膜（オーバーコート）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画素電極３２が形成されている
【００４９】
カラーフィルタ３０においては入射された色光のうち所定波長の色光が吸収される。例えば、Ｒ（赤）に対応する色素層３０Ｒでは、Ｒ（赤）に対応する波長の補色となる色光の波長が吸収され、Ｇ（緑）に対応する色素層３０Ｇでは、Ｇ（緑）に対応する波長の補色となる色光の波長が吸収され、Ｂ（青）に対応する色素層３０Ｂでは、Ｂ（青）に対応する波長の補色となる色光の波長が吸収される。したがって、例えばＲ（赤）に対応する色素層３０Ｒを透過した右回り円偏光の波長は約６００〜６５０ｎｍとなる。
【００５０】
このように、本発明の構成を具備した液晶表示装置１００にカラーフィルタ３０を採用することにより、コントラストの高いカラー表示を実現することが可能となる。なお、カラーフィルタ３０は、図３に示すように、下基板１３の液晶層１６側、具体的には半透過反射層１８の液晶層１６側に設けることも可能である。
【００５１】
さらに、図４に示すように、金属反射層３００は、上基板１４の液晶層１６側に設けたカラーフィルタ３０の間隙領域（色素層が形成されていない領域）に形成することもできる。この場合、上偏光板３６及び位相差板３５を介して入射した外光は、ＢＭ領域Ｄ２においては液晶層１６を通過することなく、金属反射層３００にて回転方向を反転させて反射され、左回り円偏光となって上偏光板３６にて吸収される。
【００５２】
（第３実施形態）
図５は、本発明の構成を適用した液晶表示装置１０３の部分断面構造を示す図で、この場合、パッシブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置の例である。なお、第１実施形態の液晶表示装置１０と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。この場合の液晶表示装置１０３は、下基板１３の液晶層１６側、すなわち半透過反射層１８及び金属反射層３００の液晶層１６側には、絶縁膜２６を介して平面視短冊状の複数の走査電極２５が形成され、図５の紙面垂直方向に伸びるように、且つ図５の紙面左右方向に相互に離間してドット表示領域Ｄ１に対応するように形成されている。一方、上基板１４の液晶層１６側には平面視短冊状の複数の信号電極３２が、図５の紙面左右方向に伸びるように、且つ図５の紙面垂直方向に相互に離間してドット表示領域Ｄ１に対応するように形成され、上下の電極３２、２５は平面視９０゜に交差するように配置されている。
【００５３】
このような液晶表示装置１０３にあっても、第１実施形態の液晶表示装置１０と同様にドット表示領域Ｄ１において、反射表示及び透過表示を兼備した表示形態をとることができ、ＢＭ領域Ｄ２においては金属反射層３００を用いてブラックマトリクスの機能を発現することが可能である。したがって、第１実施形態と同様、コントラストの高い表示を実現することが可能である。なお、このようなパッシブマトリクス方式の半透過反射型液晶表示装置においても、図２〜図４に示したような構成のカラーフィルタ３０及び金属反射層３００を適用することが可能である。
【００５４】
［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８は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図８において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の本発明に係る液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００５５】
図９は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の本発明に係る液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００５６】
図１０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１０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は上記の本発明に係る液晶表示装置を用いた液晶表示部を示している。
【００５７】
図８〜図１０に示す電子機器は、上記実施形態の液晶表示装置１０，１００〜１０３を用いているので、コントラストの高い表示を実現することが可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反射表示又は半透過反射表示を行う液晶表示装置において、円偏光の回転方向を反射前後で同一とする半透過反射層を備えた複数のドット表示領域と、このドット表示領域の境界であって、円偏光の回転方向を反射前後において異ならせる金属反射層を備えたＢＭ領域（境界領域）とを具備させたため、液晶層の選択電界印加状態に応じ、各領域において少なくとも異なる回転方向の反射光を得ることが可能となり、半透過反射層又は金属反射層のいずれか一方にブラックマトリクスとしての機能を具備させることが可能となる。したがって、確実に表示領域における混色を防止し、コントラストの低下を防止ないし抑制することが可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態としての液晶表示装置の部分断面構造を模式的に示す図。
【図２】 異なる実施形態の液晶表示装置について部分断面構造を模式的に示す図。
【図３】 異なる実施形態の液晶表示装置について部分断面構造を模式的に示す図。
【図４】 異なる実施形態の液晶表示装置について部分断面構造を模式的に示す図。
【図５】 異なる実施形態の液晶表示装置について部分断面構造を模式的に示す図。
【図６】 コレステリック液晶層を備えた半透過反射層の構成について示す説明図。
【図７】 図６の変形例を示す説明図。
【図８】 本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図。
【図９】 本発明に係る電子機器の他の例を示す斜視図。
【図１０】 本発明に係る電子機器のさらに他の例を示す斜視図。
【符号の説明】
１０，１００〜１０３ 液晶表示装置
１１ 液晶セル
１３ 下基板
１４ 上基板
１６ 液晶層
１８ 半透過反射層
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ コレステリック液晶層（コレステリック液晶領域）
２７ 位相差版
２８ 下偏光板
３５ 位相差板
３６ 上偏光板
３０ カラーフィルタ
３００ 金属反射層
Ｄ１ ドット表示領域
Ｄ２ 境界領域

Claims (5)

1. 互いに対向配置された一対の基板間に液晶層が挟持され、反射手段と、境界領域によって区画された複数のドット表示領域と、を備えた液晶セルを有する液晶表示装置であって、
   前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶層とは反対側に、所定の回転方向の円偏光を前記液晶層に入射させる第１円偏光入射手段と照明装置とを備え、
   前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶層とは反対側に、前記所定の回転方向の円偏光を前記液晶層に入射させる第２円偏光入射手段を備え、
   前記反射手段は、第１反射層と第２反射層とを含み、
   前記第１反射層は、前記所定の回転方向の円偏光のうち少なくとも一部を反射するとともに、反射後の円偏光の回転方向と反射前の円偏光の回転方向とが同一となる、コレステリック液晶を主体として構成された半透過反射層であり、
   前記第２反射層は、少なくとも円偏光を反射するとともに、反射後の円偏光の回転方向と反射前の円偏光の回転方向とが異なる金属反射層又は誘電体ミラーであり、
   前記第２反射層が設けられた領域が前記境界領域とされ、
   前記第１反射層は、前記一対の基板のうちの一方の基板と前記液晶層との間に設けられるとともに、前記ドット表示領域と前記境界領域とに跨って形成され、
   前記第２反射層は、前記第１反射層と前記液晶層との間に設けられることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２反射層が、Ｃｒ，Ｔａ，Ａｇ，Ａｌの中から選択される１種又は２種以上の金属膜を主体として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶層が選択電界印加状態、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回転方向を反転させ、他方の状態において回転方向を反転させないものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記第１円偏光入射手段と前記第２円偏光入射手段とが、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ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１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。

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