JP2003177384A - 反射型液晶表示装置およびその製造方法、反射透過型液晶表示装置 - Google Patents
反射型液晶表示装置およびその製造方法、反射透過型液晶表示装置Info
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Abstract
液晶表示装置において、明るさを犠牲にすることなく、
液晶配向を安定化させる。 【解決手段】 第1の基板と、第1の基板に対向して設
けられ、表面に凹凸が形成された第2の基板と、第2の
基板上に前記凹凸を覆うように形成され、コンタクトホ
ールを介して第2の基板上に形成されたスイッチング素
子と電気的に接続され、前記凹凸に対応した凹凸を有す
る反射電極と、第1の基板と第2の基板との間に設けら
れた負の誘電率異方性を有する液晶層とよりなる垂直配
向モード反射型液晶表示装置において、前記コンタクト
ホールを反射電極の中心に配置し、第2の基板をこれに
垂直な方向から見た場合に、前記コンタクトホールに重
なる位置に、液晶層中の液晶分子の配向を制御する構造
物を配置する。
Description
携帯端末等の低消費電力機器に用いられる反射型液晶表
示装置に関する。
ような環境光を取り込み、反射板で観測者側に反射させ
て表示を行う液晶表示装置である。
としないため低消費電力であり、携帯端末等に広く用い
られている。反射型液晶表示装置で明るく、鮮明な表示
を得るには白表示では環境光を多く取り込んで観測者側
に反射させ、黒表示では取り込んだ光を観測者側に反射
させない工夫が必要になる。
表示モードとして相転移型ゲスト・ホスト(GH)モー
ド(D. L. White and G. N. Taylar: J. Appl. Phys. 4
5, pp.4718, 1974)を使った液晶表示装置が提案されて
いる。GHモード液晶表示装置は偏光板を必要としない
ため明るい白表示を得られる好ましい特徴を有する。し
かしGHモード液晶表示装置では黒表示も明るく、コン
トラスト比が5〜6程度にとどまる問題点を有してい
る。
たツイステッド・ネマティック(TN)モード(特開平
6−11711号公報など)が提案されている。
には正の誘電率異方性を有する液晶をツイストさせた水
平配向型液晶素子であり、入射した環境光を偏光板で直
線偏光に変え、得られた直線偏光を可視光波長のほぼ1
/4のリタデーションを有する液晶層もしくは位相差板
中を通すことにより、前記偏光板を通過した入射光と前
記偏光板に戻る反射光との間で偏光面の方位を90度回
転させる。
回転した反射光を偏光板で吸収することで黒表示が得ら
れる。このモードは偏光板を用いるため白表示の明るさ
はGHモードの40%程度であるが、黒表示をより暗く
出来るため、12〜14程度のコントラスト比を達成で
きる。
する手段として位相差板の遅相軸を液晶分子のアンカリ
ング方位と概ね一致させ、位相差板のリタデーション
を、残留した液晶層のリタデーション分だけ減ずること
により、黒表示を補償する技術(特開平11−3117
84号公報)が提案されている。これによりコントラス
ト比は16〜18程度まで改善する。
は明るさとコントラスト比で規定され、明るければ低い
コントラスト比でも見やすく、暗くければ高いコントラ
ストが要求される(テレビジョン学会誌Vol.50, No.8,
pp1091〜1095, 1996を参照)。GHモードの表示に相当
する視認性を、GHモードの明るさの40%程度にしか
ならない単一の偏光板を使う方式の液晶表示装置で実現
するには、コントラスト比で12程度が必要となるが、
上記技術を用いればTNモードのコントラスト比は16
〜18程度となり、この要件を満足することができる。
またGHモード液晶表示装置より材料的な信頼性も高い
ことから、反射型液晶表示装置では、単一の偏光板を用
いたTNモードの液晶表示装置が主流となっている。
反射型液晶表示装置では、液晶層をツイスト構造にする
ためラビング処理を上下基板で異なる方位に行ってお
り、液晶層のアンカリング方位は上下基板で一致してい
ない。前記特開平11−311784号公報の技術で
は、位相差板の遅相軸を上下基板のアンカリング方位の
ほぼ中間に合わせ、アンカリング方位の合成ベクトルを
補償する。しかし、これは上下基板に残留した液晶層の
リタデーションを個別に補償するものではなく、従っ
て、十分な黒表示の補償は得られない。
た垂直配向(VA)モードの反射型液晶表示装置が提案
されている(特開平6−337421号公報を参照)。
動作はTNモードと逆であるが、入射した環境光を偏光
板で直線偏光に変え、可視光波長のほぼ1/4のリタデ
ーションを有する液晶層もしくは位相差板で方位を90
度回転させ、偏光板にそれを吸収させて黒表示を行う点
は同じである。しかし、位相差板で方位を90度回転さ
せる場合、電圧無印加で黒表示となるため、TNモード
のように基板界面にアンカリングした液晶層がスイチン
グしないで残ることはなく、原理的にコントラスト比を
高く出来る利点を有する。
はコントラスト比が高く、表示の視認性においても最も
優れているが、液晶分子の配向制御には課題が残ってい
る。VAモード液晶表示装置では垂直配向膜を用いる
が、垂直配向膜をラビングすると部分的に垂直配向性が
低下することがあり、それが輝度むらとなって筋状の表
示欠陥が発生する。このため、VAモード液晶表示装置
では、配向制御はラビング以外により実現する必要があ
り、特開平10−301112号公報に記載の技術で
は、対向基板側に反射電極を斜めに横切るスリットを配
置し、電圧印加時に上下の基板間で発生する斜め電界に
より配向制御を行っている。
はスイッチングしないため画素全体では反射率が低下
し、例えコントラスト比が高くなっても表示の見やすさ
はさほど改善しない。従って、VAモードを偏光板1枚
方式の反射型液晶表示装置に適用するには反射率を犠牲
にしない手段が求められていた。
光源環境により視認性を大きく左右される問題点を有し
ていおり、特に暗い光源環境下においては、視認性が非
常に悪くなってしまう。この点については、バックライ
トを使用する透過型の液晶表示装置の方が、暗い光源環
境下においてもコントラストが高く、優れた視認性が得
られる好ましい特徴を有している。しかし、透過型液晶
表示装置では、明るい光源環境下において視認性が著し
く低下してしまい、表示品位が反射型の液晶表示装置に
おけるよりも悪くなる。
来より反射型液晶表示装置にフロントライトを組合せる
方式や、半透過型反射膜を用いた反射型液晶表示装置が
提案されている。しかし、フロントライトを使う方式で
は、暗い光源環境下において得られるコントラスト比が
直視型の透過型液晶表示装置よりも低くなってしまう問
題点がある。また、明るい光源環境下では、フロントラ
イトによる光吸収のため、通常の反射型液晶表示装置よ
りも表示が暗くなる問題が生じる。
の目的に一般に金属薄膜が用いられるが、金属薄膜は吸
収係数が大きく、光利用率が劣る。さらに、半透過の金
属膜を形成しようとする場合、一般に30nm程度の膜
厚のAl膜を用いるが、面内膜厚変動による透過率の変
動が大きく、大面積で均一な半透過薄膜を形成するのが
困難である。上記問題を解決する手法として、反射型液
晶表示装置において、画素中央部に透明電極(ITO)
で形成した光透過用の窓を形成する方式が特開平11-
281972号公報に提案されている。この方式を用い
ることにより、上記問題は解決し、反射透過両用の液晶
パネルを形成することができる。
に凹凸を形成し、さらに透過領域に穴を空け段差を形成
する必要がある。さらに、透明電極(ITO)と反射電
極(Al)の両方を形成する必要があり、Alパターン
とITOパターンとのコンタクト部で発生する電池効果
による腐食を防ぐため、バリアメタルの形成が必要にな
り、液晶表示装置の製造プロセスが煩雑となり、製造コ
ストも高くなる問題がある。
光学スイッチングが液晶層のリタデーションを使って行
われるため、透過領域においては液晶層のリタデーショ
ンが可視光波長の1/2になるようにセル厚を設定し、
反射領域においては液晶層のリタデーションが可視光波
長の1/4になるようにセル厚を設定する必要があっ
た。しかし、このような構成では、セル厚の半分に近い
厚い平坦化膜を形成し、これに透過領域に対応した深い
窓を形成する工程が必要であり、製造が困難であった。
新規で有用な液晶表示装置を提供することを概括的課題
とする。
と高いコントラスト比とを実現できる反射型液晶表示装
置およびその製造方法を提供することにある。
でき、優れた特性を有する反射透過型液晶表示装置を提
供することにある。
第1の基板と、前記第1の基板に対向して設けられ、表
面に凹凸が形成された第2の基板と、前記第2の基板上
に前記凹凸を覆うように形成され、コンタクトホールを
介して前記第2の基板上に形成されたスイッチング素子
と電気的に接続され、前記凹凸に対応した凹凸を有する
反射電極と、前記第1の基板と第2の基板との間に設け
られた負の誘電率異方性を有する液晶層とよりなる垂直
配向モードの反射型液晶表示装置において、前記コンタ
クトホールを前記反射電極の中心に配置し、さらに前記
第2の基板をこれに垂直な方向から見た場合に、前記コ
ンタクトホールに重なる位置に、液晶層中の液晶分子の
配向を制御する構造物を配置したことを特徴とする反射
型液晶表示装置により、解決する。
凸が形成されないため反射率が低下するコンタクトホー
ル形成部分に対応して配向制御構造物を形成するため、
配向制御構造物に起因する反射率の低下を最小限に抑制
することが可能である。
め電界により内側に倒れる画素電極の縁辺部ではなく中
心に形成し、かかる中心に対応して前記構造物を形成す
ることにより、画素を前記中心および中心を通る対角線
により、液晶分子の配向方向の異なる、上下左右の四つ
の領域に分割することが可能になる。このような構成で
は、前記対角線上においては配向方向の異なる液晶分子
が相互に干渉して配向方向がずれることになるが、可視
光波長の約1/4のリタデーションを有する位相差板を
設けて液晶層に入射する光を円偏光とすることにより、
反射光の方位角依存性を解消することが可能で、方位角
のずれによる反射率の低下を抑制することが可能であ
る。
と、前記第1の基板に対向して設けられ、表面に反射能
を有する凹凸が形成された第2の基板と、前記第1およ
び第2の基板の間に設けられた負の誘電率異方性を有す
る液晶層と、前記第1および第2の基板の間に設けられ
た光重合性ポリマ構造物を挟持してなる垂直配向モード
の反射型液晶装置の製造方法であって、前記基板の法線
方向に光を照射し、前記凸凹により基板面内方向に光を
反射して前記ポリマ構造物を構成する化合物を光重合さ
せる工程を含み、前記化合物を光重合する工程では、前
記凸凹の形状により基板面内の反射強度に指向性を持た
せ、前記指向性に対応する方位に化合物の光重合を行う
ことを特徴とする反射型液晶表示装置の製造方法によ
り、解決する。
重合性ポリマ構造物により電圧印加時の液晶配向を安定
化することが可能になる。このような光重合性ポリマ構
造物では、液晶層中に分散した光重合性ポリマに電圧を
印加しながら光照射を行うことにより任意の方位にポリ
マ鎖が形成され、ポリマ鎖と液晶分子の親和力により、
電圧印加時の液晶配向が安定化する。本発明では、前記
凹凸が、斜め方向に入射する光を観測者の方に反射させ
るように設計されているが、このような基板に対して法
線方向に光を照射すると、入射光は基板面内方向に反射
される。そこで、前記光重合性ポリマを基板法線方向に
垂直に入射させた光により光重合させることにより、前
記液晶層中に、前記凹凸の反射特性、すなわち反射強度
の指向性に対応したポリマ鎖を形成することが可能にな
る。電圧印加時の液晶分子は、このようにして形成され
た光重合性ポリマに沿って配向するため、配向が安定化
する。
と、前記第1の基板に対向して設けられ、表面に反射能
を有する凹凸が形成された第2の基板と、前記第1の基
板と第2の基板との間に設けられた負の誘電率異方性を
有する液晶層と、前記第1の基板と第2の基板の表面に
形成された垂直配向膜とよりなる垂直配向モードの反射
型液晶表示装置において、前記垂直配向膜中における全
ジアミン成分に対する垂直配向成分の比率を25%以上
にしたこと特徴とする反射型液晶表示装置により、解決
する。
ジアミン成分に対する垂直配向成分の比率を25%以上
に設定することにより、反射型液晶表示装置の基板が表
面に反射能を有する凹凸を有する場合であっても、十分
なコントラスト比を確保することが可能である。
と、前記第1の基板に対向して設けられ、基板表面に反
射能を有する凹凸が形成された第2の基板と、前記第1
および第2の基板の間に保持された負の誘電率異方性を
有する液晶層とよりなる垂直配向モードの反射型液晶表
示装置において、前記第1の基板外側に偏光板を配置
し、その吸収軸を前記凸凹による反射強度が極大となる
方位に略平行に配置したことを特徴とする反射型液晶表
示装置により、解決する。
凹凸による反射強度が極大となる方位に略平行に設定す
ることにより、液晶表示装置のコントラスト比を向上さ
せることが可能になる。これは、偏光板の吸収軸方位が
ヨウ素や2色性染料などの偏光成分が配列している方向
であるため他の方位よりも光吸収効率が高いことを利用
しており、本発明では、このような偏光板の光吸収効率
が高い方位、すなわち吸収軸の方位を、前記凹凸からの
反射強度が大きい方位に一致させることにより、黒表示
の明るさをさらに抑制、すなわち暗くしている。勿論、
このような偏光板の吸収軸方位では白表示も暗くなって
しまうが、表面に反射能を有する凹凸が形成された基板
を使う反射型液晶表示装置では、全方位から取り込まれ
た光が基板の法線方向に反射されるため、これによる反
射率の低下はごくわずかである。すなわち、本発明によ
れば、反射型液晶表示装置の明るさを犠牲にすることな
く、コントラスト比を向上させることが可能になる。
と、前記第1の基板に対向して設けられ、反射能を有す
る凹凸を形成された第2の基板と、前記第1の基板と第
2の基板との間に保持された、正又は負の誘電率異方性
を有する液晶層と、前記第1の基板の外側に配設された
偏光板とよりなる反射型液晶表示装置において、前記第
1の基板と前記偏光板との間に、前記第1の基板の面に
対して垂直な方向に負の屈折率異方性を有する位相差板
を配設し、前記位相差板のx,y,z軸方向の屈折率を
それぞれnx,ny,nz、前記液晶層の厚さをdlc、
前記液晶層中における異常光と常光との屈折率差をΔn
として、前記位相差板のリタデーションdf・{(nx
+ny)/2−nz}の値を、0.4≦[df・{(nx
+ny)/2−nz}]/(dlc・Δn)≦0.7の範
囲に設定したことを特徴とする反射型液晶表示装置によ
り、解決する。
凸が形成された基板を使った反射型液晶表示装置におい
て、前記凹凸が、界面反射を生じない範囲でできるだけ
広い角度から環境光を取り込めるように最適化された場
合について、黒表示の際に生じる漏れ光を実質的に完全
に補償することが可能になる。
と、前記第1の基板に対向するように設けられた第2の
基板と、前記第1の基板の、前記第2の基板に面する側
に設けられた透明電極と、前記第2の基板の、前記第1
の基板に面する側に設けられ、開口部を有する反射電極
と、前記第1の基板と第2の基板との間に挟持され、液
晶層を含み、光の散乱能を散乱状態と非散乱状態との間
で変化させる散乱層と、前記第1の基板、前記第2の基
板および前記散乱層とにより構成される液晶パネルの外
側に、前記液晶パネルを挟持するように設けられた一対
の偏光子とよりなり、前記一対の偏光子の少なくとも一
方は、円偏光子よりなることを特徴とする反射透過型液
晶表示装置により、解決する。
イッチングを、ポリマ分散液晶の散乱状態と非散乱状態
との間での状態遷移により実現するため、液晶層のリタ
デーションを使って光学スイッチングを行う従来の反射
透過型液晶表示装置のように、透過領域において光学ス
イッチングに必要な液晶層の厚さを確保するために光窓
開口部を有する厚い平坦化膜を形成する必要がなく、ま
た平坦膜表面に表面散乱形状を形成する必要もなく、さ
らに前記光窓開口部に対応した透明電極を形成する必要
もなくなる。本発明では、単にスリットなどの光通路を
有する反射電極を設けるだけで十分である。このため本
発明によれば、反射透過型液晶表示装置の製造が簡素化
される。
明の第1実施例による反射型液晶表示装置10の1画素
分の領域を示す平面図および断面図である。
示装置10は、概略的には下側ガラス基板11と、これ
に対向する上側ガラス基板14と、間に封入された負の
誘電率異方性を有する液晶層13とよりなり、前記下側
ガラス基板はTFT11A、およびこれに協働するゲー
ト電極11B,データ電極11Cを担持する。前記ガラ
ス基板11としては、透過型液晶表示パネルのTFT基
板を使うことが可能で、その場合には、前記ガラス基板
11上にITOなどの透明導電体よりなる画素電極11
Dが、前記TFT11Aに電気的に接続された状態で形
成される。
B,データ電極11Cは樹脂等の絶縁膜11Eにより覆
われており、前記絶縁膜11E上にはレジストパターン
よりなる凹凸パターン12が形成されている。
射電極12Aにより覆われており、前記反射電極12A
は前記画素領域の中央部において前記画素電極11D
と、前記絶縁膜11E中に形成されたコンタクトホール
11Fにより電気的に接続されている。
2に対応する凹凸パターンを形成するが、コンタクトホ
ール11Fに対応する部分には凹凸パターンは形成され
ておらず、このため画素領域の中央部に平坦な領域が形
成される。
に対面する側に対向電極14Aが一様かつ連続的に形成
されており、前記対向電極14A上には、前記コンタク
トホール11Fに対応する部分に、液相層13よりも小
さな誘電率を有する樹脂材料あるいは誘電体材料よりな
り、液晶層13中の液晶分子13Aの配向方向を制御す
る配向制御構造物12Bが、突起の形で形成されてい
る。
ン12および反射電極12Aを覆うように垂直分子配向
膜12Cが形成されており、また前記基板14上にも、
前記対向電極14Aおよび配向制御構造物12Bを覆う
ように別の垂直分子配向膜12Dが形成されている。
晶層13中の液晶分子13Aを、前記液晶層13に駆動
電界が印加されていない非駆動状態において、図2中に
点線で示したように前記基板11あるいは14に略垂直
な方向に配向させようとするが、図1,2の実施例によ
る液晶表示装置10では画素領域の中央部に前記配向制
御構造物12Bを形成しているため、液晶分子は前記配
向制御構造物12Bの方向にチルトし、その結果、前記
画素領域中には、図3に矢印で示す方向に液晶分子がチ
ルトしたドメインA〜Dが形成される。
リタデーションが約100nmのTAC(トリアセテー
トセルロース)膜15が形成され、前記TAC膜15上
には可視光波長の約1/4のリタデーションを有する位
相差板16と偏光板17とが順次積層されている。
は、前記反射電極12Aと対向電極14Aとの間に駆動
電圧を印加しない非駆動状態においては、前記偏光板1
7に斜めに入射する環境光が偏光板17により直線偏光
に変換され、さらにこれが1/4波長位相差板16によ
り円偏光に変換されて液晶層13に入射する。このよう
な非駆動状態では前記液晶層13中において液晶分子は
図2に示すように基板11あるいは14に略垂直に配向
しており、液晶層13中に入射した前記円偏光は反射電
極12Aにより反射され、液晶層13およびTAC膜1
5,1/4波長位相差板16を順次逆方向に通過するこ
とにより、当初の偏光面に対して90°回転した偏光面
を有する直線偏光に変換される。このようにして得られ
た直線偏光は、前記偏光板17により遮断される。
Aとの間に駆動電圧が印加された場合、液晶層13中の
液晶分子13Aは液晶層13に略平行に、、もしくは傾
斜して配向し、前記1/4波長位相差板16およびTA
C膜15を通って液晶層13に入射した円偏光は、液晶
層13が生じるリタデーションにより直線偏光に変換さ
れ、反射電極12Aで反射された後、前記1/4波長位
相差版16およびTAC膜15を逆方向に通過し、前記
偏光板17を通過した入射光と同じ偏光面を有する直線
偏光に変換され、偏光板17を通って出射する。
では、反射電極12Aにコンタクトホール11Fが形成
されている結果、コンタクトホール11Fに対応する部
分においては凹凸パターン12が形成されず、従って基
板14に対して斜めに入射した環境光は、前記反射電極
12Aのコンタクトホール形成部分においては観測者の
方に反射されることがない。このため図1,2の構成の
反射型液晶表示装置10では、画素領域中心部の反射率
が低下する問題が避けられない。
失が最小になるように一般に透明な樹脂により形成され
るが、それでも前記配向制御構造物12Bによる光損失
は避けられない。
向制御構造物12Bを画素領域の中央に形成し、コンタ
クトホール11Fを、画素領域端のTFT11C近傍に
形成したような構成では、画素領域内に反射率の低い部
分が、前記基板14に垂直な方向から見た場合に複数個
所に形成されてしまい、得られる表示の明るさが大きく
損われてしまう。これに対し、図1,2に示す液晶表示
装置10では、基板14に垂直な方向から見た場合に前
記配向制御構造物12Bがコンタクトホール11Fと重
なるため、反射率の低下が最小限に抑制される。
表示装置10では突出部を形成する配向制御構造物12
Bに対応して、コンタクトホール11F形成領域に凹部
が、前記配向制御構造物12Bの高さに対応する幅およ
び深さで形成されるため、このような配向制御構造物形
成領域においても他の領域とほとんど同一の液晶セル厚
が維持される。
の製造工程について説明する。
型液晶表示装置用に製造された、TFT11Aおよびゲ
ート電極11B,データ電極11C,透明画素電極11
Dを担持する基板をTFT基板11として使い、前記T
FT基板11上に前記TFT11A、ゲート電極11
B,データ電極11Cおよび透明画素電極11Dを覆う
ようにポジ型レジスト膜を約1.2μmの厚さにスピン
コートにより塗布し、レジスト層を形成する。
坦な表面を有しており、90℃で30分間プリベークを
行った後、画素中心のコンタクトホール形成位置以外の
領域に凹凸パターンを形成するマスクを使って紫外光照
射を行う。このようにして露光されたレジスト層を現像
処理し、さらに135℃で40分間の第1ベーク処理、
200℃で60分間の最終ベーク処理を行うことで、前
記凹凸パターン12が形成される。
2上にAl膜を蒸着し、さらにフォトリソグラフィー工
程により前記Al膜をパターニングすることにより、画
素領域に対応した反射電極12Aが形成される。
にして形成される。
4Aを覆うように、誘電率が3.2のポジ型感光性透明
樹脂を、約1.2μmの厚さでスピンコートにより塗布
する。次にこのようにして形成された樹脂層を90℃で
30分間プリベークした後、マスクを使って紫外光露光
を行う。さらに現像処理、ポスト露光処理、130℃で
2分間の第1ベーク処理および220℃で6分間の最終
ベーク処理を行うことにより、前記配向制御構造物12
Bを画素領域の中央部に形成する。
14の表面に、それぞれ前記凹凸パターン12および反
射電極12Aを覆うように、また前記対向電極14Aお
よび配向制御構造物12Bを覆うように、側鎖型ジアミ
ンを垂直配向成分として含む垂直分子配向膜12Cおよ
び12Dを塗布する。
よび14を、径が3μmのスペーサを介して積層し、間
の空隙に負の誘電率異方性(Δε=−3.5)を有し異
常光と常光の屈折率差Δnが0.067の液晶を注入し
て、垂直配向モードの液晶パネルを形成する。
膜15と位相差板16と偏光板17とを順次積層するこ
とにより、所望の反射型液晶表示装置10が完成する。
示装置において、垂直配向膜12C,12D中の垂直配
向成分(側鎖型ジアミン)の全アミン成分に対する比率
を5%、10%、25%と変化させた場合の黒表示状態
を示す図である。
直配向成分の比率が5%および10%の場合には大々的
な光漏れが生じており、これに伴ってコントラスト比が
低下する。これに対し、前記垂直配向膜中の垂直配向成
分の比率が25%の場合には光漏れがわずかであり、こ
のことから、反射型液晶表示装置10において垂直配向
膜12C,12D中における垂直配向成分の比率は25
%以上であるのが好ましいことが結論される。
ルトすると生じるものであるが、生じた光漏れが人間に
視認されるのは、液晶分子のチルト角があるしきい値を
超えた場合であると考えられている。表面に凹凸が形成
されない透過型の液晶表示装置では、垂直配向膜中の垂
直配向成分は5%もあれば十分なコントラスト比が得ら
れるが、図5の結果は、表面に凹凸パターン12が形成
される反射型の液晶表示装置10では、垂直配向成分の
割合を25%以上に設定しないと十分なコントラスト比
が確保できないことを意味している。
射型液晶表示装置10について、基板法線方向から見た
白表示状態での反射率(明るさ)とコントラスト比を、
積分球光源を使って測定した結果を、比較例1および比
較例2による反射型液晶表示装置の結果と比較しながら
説明する。ただし前記比較例1では前記配向制御構造物
12Bの代わりに対向電極14Aに斜めスリットが形成
されており、また比較例2では前記対向基板14上に前
記配向制御構造物12Bと同様な配向制御構造物が2.
0μmの高さで形成されている。
において垂直配向膜12C,12D中の垂直配向成分
(側鎖型ジアミン)の全ジアミン成分に対する割合を5
%〜50%の範囲で変化させているが、いずれの場合
も、比較例1,2より優れた明るさが実現されているこ
とがわかる。またコントラスト比も、垂直配向膜中の垂
直配向成分が25%以上である場合、23以上になるこ
とがわかる。TNモード反射型液晶表示装置の場合の明
るさが13%程度、コントラスト比が最大で18程度で
あることを考えると、本実施例の反射型液晶表示装置1
0はTNモード反射型液晶表示装置よりも優れた表示特
性を示すことがわかる。
るさは本実施例の液晶表示装置10の明るさよりも30
%も低下しているが、この原因は、対向電極中に形成し
たスリット近傍において液晶層がスイッチングしないこ
とによるものと考えられる。また比較例2において明る
さが8%程度低下しているが、この原因は、配向制御構
造物の高さが本実施例のものよりも高く、従って構造物
上における液晶層のリタデーションが、凹凸パターン1
2上のリタデーションよりも減少することに起因すると
考えられる。
装置10において、前記配向制御構造物12Bとして、
液晶層13の誘電率よりも大きな誘電率を有する材料を
使う場合には、図6に示すように、前記配向制御構造物
12Bを、前記TFT基板11の側に、前記導体プラグ
11Fに対応して形成された凹部を埋めるように形成す
ることにより、所望の画素領域中央に向って傾斜する液
晶分子の配向を実現することが可能である。 [第2実施例]次に、本発明の第2実施例による反射型
液晶表示装置20について説明する。
成を示す。ただし図7中、先に説明した部分には同一の
参照符号を付し、説明を省略する。
表示装置20は先の反射型液晶表示装置10と類似した
構成を有するが、先の実施例において基板11あるいは
14上に形成されていた配向制御構造物12Bが省略さ
れている。
では、液晶層13中に配向性を有するポリマ鎖13Bが
形成されており、かかるポリマ鎖13Bの作用により、
液晶分子13Aが画素領域の中央部に向ってチルトす
る。ただし図7中、符号13Bは前記ポリマ鎖を概略的
に示すものであり、ポリマ鎖の具体的な構造あるいは個
々のポリマ鎖を示すものではない。
T基板11上に凹凸パターン12を、図8に示すように
凸部が基板の縦方向あるいは横方向に延在する細長い形
状に形成し、また前記分子配向膜12C,12Dを、垂
直配向成分の比率が25%の垂直配向膜を使って形成す
る。
およそ図3に示したドメイン領域A〜Dの各々に対応し
て形成されており、それぞれの領域A〜Dにおいて、領
域の外縁に沿って縦方向あるいは横方向に延在するよう
に形成されている。
mのスペーサを介して積層し、間の空隙に、紫外線照射
によりポリマー鎖を形成する樹脂を0.3重量%混合さ
れた液晶を注入し、これを液晶層13とする。本実施例
では、前記ポリマー鎖を形成する樹脂として、I線の照
射強度が2000mJ/cm2以上になった場合に光重
合が生じる樹脂を使う。
装置では、前記TFT基板11上に縦方向あるいは横方
向に延在する凸部により凹凸パターン12を形成するこ
とにより、前記凹凸パターン12が形成する反射光の反
射強度が、図8に示すように基板の縦方向および横方向
において、斜め方向よりも2倍程度増大する。これに対
し、図1の凹凸パターン12では、図9に示すように反
射光の強度に指向性は生じない。
置に4Vの駆動電圧を印加し、この状態で基板14に垂
直に、前記凹凸パターン12による反射光の光量が、液
晶層13中、縦方向および横方向において2000mJ
/cm2以上となるように、紫外光を照射する。このよ
うな紫外光照射により形成された縦方向および横方向へ
の反射光により、前記液晶層13中には、基板の縦方向
および横方向に延在するポリマー鎖13Bが形成され、
前記垂直配向膜12C,12Dおよびかかるポリマー鎖
13Bの作用により、液晶分子13Aの配向方向が図2
に示すように規制される。
置について、明るさとコントラスト比を測定したとこ
ろ、先の実施例1の場合と同等の結果が得られた。
12の形状を最適化し、液晶層13中に光重合性化合物
を導入することにより、紫外光照射で液晶層13中にお
いて光強度が大きくなる任意の方向に、光重合性化合物
を重合させることが可能になる。 [第3実施例]図10は、本発明の第3実施例による反
射型液晶表示装置30の構成を示す。ただし図中、先に
説明した部分に対応する部分には同一の参照符号を付
し、説明を省略する。
施例の特徴と第2実施例の特徴を合わせた構成となって
おり、前記ガラス基板14には配向制御構造物12Bが
形成されている一方、前記凹凸パターン12を構成する
各々の凸部は図8に示したような基板の縦方向あるいは
横方向に延在する細長い形状を有し、前記液晶層13中
には光重合ポリマー鎖13Bが形成されている。
光板17の吸収軸方位を基板の縦方向に設定し、位相差
板の遅相軸方位を偏光板17の吸収軸方位に対して45
°ずらした。
射型液晶表示装置30の白表示状態の明るさとコントラ
スト比を、偏光板17の吸収軸の方位を、前記基板の縦
方向から45°ずらして形成した、同様な反射型液晶表
示装置(比較例3)について得られた明るさおよびコン
トラスト比と比較して示す。
はほとんど変わらないが、本実施例によりコントラスト
比が改善されていることがわかる。これは、本実施例に
おいて、偏光板17の吸収軸を前記凹凸パターン12に
よる反射強度が極大となる方向に配向させることによ
り、黒表示がより暗くなることによるものと考えられ
る。 [第4実施例]図11は、本発明の第4実施例による反
射型液晶表示装置40の構成を、図12は図11の反射
型液晶表示装置40中における光線の伝搬の様子を示
す。また図12には、光線の光路長に影響する部分のみ
を示し、その他の部分の図示は省略している。
装置40は、概略的には下側ガラス基板41と、これに
対向する上側ガラス基板44と、間に封入された負の誘
電率異方性を有する液晶層43とよりなり、前記下側ガ
ラス基板は図示を省略したTFT、およびこれに協働す
るゲート電極41Cや図示されていないデータ電極を担
持する。前記ガラス基板41としては、透過型液晶表示
パネルのTFT基板を使うことが可能で、その場合に
は、前記ガラス基板41上にITOなどの透明導電体よ
りなる画素電極41Dが、前記TFTに電気的に接続さ
れた状態で形成される。
41Cは樹脂等の絶縁膜41Eにより覆われており、前
記絶縁膜41E上にはレジストパターンよりなる凹凸パ
ターン42が形成されている。
射電極42Aにより覆われており、前記反射電極42A
は前記画素領域の好ましくは中央部において前記画素電
極41Dと、前記絶縁膜41E中に形成されたコンタク
トホール41Fにより電気的に接続されている。
に対面する側に対向電極44Aが一様かつ連続的に形成
されている。
ン42および反射電極42Aを覆うように垂直分子配向
膜42Cが形成されており、また前記基板44上にも、
前記対向電極44Aを覆うように別の垂直分子配向膜4
2Dが形成されている。
晶層43中の液晶分子43Aを、前記液晶層43に駆動
電界が印加されていない非駆動状態において、前記基板
41あるいは44に略垂直な方向に配向させようとする
が、前記基板41上には凹凸パターン42が形成されて
いるため、前記凹凸パターン12に接する液晶分子は図
12に示すようにチルトする。
TAC(トリアセテートセルロース)膜よりなる位相差
板45が形成され、さらに前記位相差板45上には1/
4波長板46および偏光板47が積層されている。
前記液晶層43を構成する液晶分子43Aは負の誘電率
異方性を有するものに限定されるものではなく、正の誘
電率異方性を有するものであってもよい。一方液晶分子
43Aは、非駆動状態において基板41,44の面に略
垂直な方向に配向しており、従って液晶表示装置40は
反射型の垂直配向液晶表示装置である。
直配向液晶表示装置10〜30では、環境光が斜め入射
することにより、また液晶分子13Aが凹凸パターン1
2によりチルトさせられるため、非駆動状態においても
液晶層13はリタデーションを有し、所望の完全な黒表
示は得られない。従って、非駆動状態において黒表示を
得るためには、非駆動状態における液晶層13のリタデ
ーションを、位相差板等により補償する必要がある。
は、垂直配向した液晶層のリタデーションを、位相差板
を使って補償する技術が、すでに英国特許146297
8号公報や特開平10−153802号公報に提案がな
されている。これらの提案では、位相差板の厚さをd
f、位相差板のx方向、y方向、z方向への屈折率をn
x,ny,nz、液晶層の厚さをdlc、液晶層中におけ
る異常光と常光との間の屈折率差をΔnとして、式df
{(nx+ny)/2−nz}で与えられる位相差板のリ
タデーションを、液晶層のリタデーションdlc・Δn
に略等しくなるように設定する。
置の技術では、位相差板は黒表示状態において斜め方向
から入射する光の通過を阻止し、視野角特性を改善する
ために使われているものであり、反射型の垂直配向液晶
表示装置に適用しても、黒表示状態を補償することがで
きない。
直配向液晶表示装置では、できるだけ多くの環境光を取
り込んで、これを観測者の方に反射するように設計され
ている。
射角θ1で入射した環境光は、空気と位相差板45の屈
折率比で決まる屈折角θ2で屈折され、さらに液晶層4
3に屈折角θ3で入射する。
は、図12に図示を省略している垂直分子配向膜42D
の作用により、液晶分子43Aは、前記液晶層43に駆
動電界が印加されない非駆動状態においては、基板44
の面に略垂直な方向に配向が規制されている。このた
め、入射光は前記液晶層43の基板44との界面近傍に
おいては、液晶分子に対してθ3の角度で入射する。液
晶層43の屈折率は約1.5で位相差板45の屈折率と
ほとんど同じであるため、前記入射角θ3は入射角θ2と
ほとんど等しいとみなすことができる。
は、先の実施例でも説明したように、基板44に対して
斜めに入射する環境光を基板44に対して垂直な方向に
出射させる必要があり、このためTFT基板41上に凹
凸パターン42が形成されている。
を、断面が二等辺三角形となる円錐により近似している
が、前記凹凸パターン42上においては液晶分子43A
は、配向方向が、前記凹凸パターン42を覆う垂直分子
配向膜42Cの作用により、前記凹凸パターン42が基
板41の面に対して角度ζで形成する斜面に対して垂直
に規制される。すなわち、前記液晶層43中において
は、液晶分子43Aはチルト角を、前記基板44との界
面における0°の値から前記凹凸パターン42上におけ
るζまで、徐々に増加させる。そこで、前記液晶層43
の基板41との界面近傍においては、液晶分子43Aに
入射する入射光の入射角は、液晶分子43Aの凹凸パタ
ーン42により誘起されたチルトにより、前記角度θ3
よりも角度ζだけ減少する。
に入射した入射光は前記凹凸パターン42に入射角ζで
入射し、反射角ζで反射され、その結果、前記凹凸パタ
ーン42上において配向規制されている液晶分子43A
に入射角ζで再び入射する。
ては液晶分子43Aは基板41の面に垂直に配向方向が
規制されているため、液晶分子43Aは配向方向を基板
41から44に向って徐々に変化させていく。これに伴
い、液晶分子43Aに入射する反射光の入射角も徐々に
減少し、前記基板44との界面においてはゼロになる。
ーン42に到達するまでの往路光路長のうち、位相差板
45中の光路長部分は、図12中に示すようにdv/c
osθ2で与えられるが、これはθ2≒θ3であることを
考えると、おおよそdv/cos2ζに等しくなる(d
v/cosθ2≒dv/cos2ζ)。また液晶層13
中における入射光の光路長部分は、dlc/cos2ζ
で与えられる。これに対し、前記凹凸パターン42で基
板41の主面に垂直方向に反射された反射光の光路長
は、液晶層43中においてはdlc、位相差板45中に
おいてはdvとなる。
反射型液晶表示装置40では入射光の光路長と反射光の
光路長とが異なるため液晶表示装置が非駆動状態にあっ
てもリタデーションが発生し、その大きさが入射角θ1
および凹凸パターン42のなす角度ζに依存することに
なる。
液晶層43中における異常光と常光との屈折率差Δnが
0.067であり、凹凸パターン42の傾斜角分布(傾
斜角ζとその存在の割合)から求まる平均傾斜角<ζ>
が13°で、入射光の入射角θ1が25°である場合、
非駆動状態、すなわち駆動電界が印加されていない状態
における液晶層43のリタデーションは、以下の表3の
場合Aに示すように、33nmとなる。
9°の場合(B)、7.7°の場合(C)および7.5
°の場合(D)が例示されている。
おいてこのような液晶層43の斜め方向のリタデーショ
ンを補償するには、前記位相差板45として、基板に垂
直な方向に負の誘電率異方性を有する膜を使うことが考
えられる。
板面に平行な方向と垂直な方向の屈折率差{(Nx+N
y)/2−Nz}が0.0006のもの(位相差)、
0.0013のもの(位相差)、0.0017のもの
(位相差)、0.0024のもの(位相差)を使っ
た場合の、斜め方向へのリタデーション値および補償率
を例示している。
する位相差板45を使って行う斜め方向へのリタデーシ
ョン補償について説明する。
誘電率異方性を有する位相差板45の屈折率楕円体を、
また図13(B)は、正の誘電率異方性を有する液晶層
43の屈折率楕円体を示す。また図14(A)は、図1
3(A)の屈折率楕円体をY−Z面で切った状態を、さ
らに図14(B)は図13(B)の屈折率楕円体をY−
Z面で切った状態を示す。以下の議論では、位相差板4
5および液晶層43のいずれにおいても、面内における
屈折率異方性はないものと仮定する(Nx=Ny)。
(A),14(B)を参照するに、X−Y面に対し、入
射角θで入射した光の常光屈折率および異常光屈折率
は、X軸回りでXY平面を−θ回転させた平面で屈折率
楕円体を切断した切り口に形成される楕円の長軸と短
軸、あるいは短軸と長軸に相当する。
入射光が基板法線方向(Z軸方向)から角度θだけ傾斜
して入射した場合、Y方向およびZ方向への見かけの屈
折率Ny’,Nz’は、
のリタデーションの値、および各位相差板について示さ
れている補償率は、このようにして求められた見かけの
屈折率Nx’,Ny’,Nz’および入射角θを使って計
算されており、従って入射光の斜め入射の効果が取り入
れられている。
では十分な補償を実現することができないが、位相差
板およびでは、ほぼ100%に近い、最適な補償を
行うことが可能であるのがわかる。
ながら液晶層のリタデーションdlc・Δnにより変化
し、液晶層のリタデーションが変化すると、これに比例
して変化させる必要がある。一般にリタデーションの値
は基板面に平行もしくは垂直な方向における値で表され
るため、位相差板のリタデーションも、斜め方向への実
効的な値ではなく基板面に平行または垂直方向の値で示
すのが好ましい。そこで、上記の結果に基づいて位相差
板の好ましいリタデーションを規定すると、平均傾斜角
ζが13°の反射板Aの場合、 0.5≦[df・{(Nx+Ny)/2−Nz}]/(d
lc・Δn)≦0.7 の範囲となる。この範囲であれば、位相差板のリタデー
ションは最適値から10%程度ずれることがあるが、そ
れでもなお黒表示の補償として顕著な効果が得られる。
射板B〜Dを使った場合には、非駆動状態において液晶
層43は11〜16nmの範囲のリタデーションを有
し、これに対応する位相差板としては位相差板が適当
である。この場合も、最適値からの許容範囲を考える
と、好ましい位相差板のリタデーションは、 0.4≦[df・{(Nx+Ny)/2−Nz}]/(d
lc・Δn)≦0.6 となる。
晶表示装置40として好ましいリタデーションの範囲
は、 0.4≦[df・{(Nx+Ny)/2−Nz}]/(d
lc・Δn)≦0.7 であると結論される。
取り込む入射角θ1が過小になってしまい、環境光を効
率的に取り込むことが困難になる。
して、面内方向に10nm程度、垂直方向に50nm程
度のリタデーションを有するTAC膜を積層して使うの
が好都合である。これにより、安い費用で黒表示の実質
的に完全な補償を実現することが可能になる。
膜を有するが、この防湿膜は1/4波長板46と偏光板
47との間に配設されるため、位相差板45が示すよう
な補償効果は得られない。これについては後述する。
/4波長板46が位相差板45と偏光板47との間に配
設されている。このような1/4波長板46は液晶層4
3よりも波長分散性が小さい。そこで、このような波長
分散性の小さい位相差板を偏光板47と液晶層43との
間に配置し、偏光面の90°回転を行うことにより、波
長分散性の少ない、すなわち一部の可視光波長が漏れな
い、優れた黒表示を実現することができる。その際、前
記1/4波長板46、すなわち前記第2の位相差板は、
位相差板45、すなわち第1の位相差板の外側に配置す
るのが好ましく、位相差板45と液晶層43との間に配
置するのは好ましくない。位相差板45の屈折率楕円体
は方位角依存性を有しており、1/4波長板46を位相
差板45と液晶層43との間に配置してしまうと、偏光
板を透過した直線偏光の光で補償することになり、ある
方位では効果的な補償が行われるが、ある方位では行わ
れなくなり、全体として補償効果が小さくなってしま
う。これに対し、前記1/4波長板46を位相差板45
の外側に形成しておいた場合、1/4波長板46を透過
した円偏光の光で補償することになり、方位角依存性の
影響を受けなくなる。すなわち、円偏光の光は全方位で
等価であるため、例え位相差板45の屈折率楕円体に方
位角依存性があっても、全方位の和として光学補償が行
われることになる。
は面内遅相軸を有するため、このように1/4波長板4
6と積層した場合、1/4波長板46のリタデーション
特性が影響される。例えばそれぞれの遅相軸を平行に配
置した場合、基板面に平行な方向のリタデーションが位
相差板45と1/4波長板46との和になり、これらを
直交して配向すると、差になる。そこで前記1/4波長
板46として1/2波長板と1/4波長板との積層によ
る波長分散性が最小化された素子を使った場合、位相差
板45の面内遅相軸が前記積層1/4波長板46の面内
遅相軸からずれると、積層構造に位相差板45が実効的
に含まれてしまい、波長分散特性に影響が出てしまう。
5の面内遅相軸を、前記積層1/4波長板を構成する1
/2波長板あるいは1/4波長板の面内遅相軸に一致さ
せるのが好ましい。この場合には、リタデーションの増
減以外の影響は生じない。
とを、それぞれの面内遅相軸が略平行になるように配置
し、さらに面内リタデーションの和が可視光波長のほぼ
1/4になるようにすることで、位相差板45の面内リ
タデーションにより生じる1/4波長板46のリタデー
ション作用のずれが抑制され、完全な黒表示の補償が可
能になる。
な積層構造の素子である場合、位相差板45の面内遅相
軸は積層構造を構成する1/4波長板あるいは1/2波
長板のいずれかの面内遅相軸に合わせればよい。また1
/4波長板と位相差板45の面内リタデーションの和が
1/4波長になるように、あるいは1/2波長板と位相
差板45の面内リタデーションの和が1/2波長になる
ように、リタデーションの調整を行う。この場合には、
必ずしも位相差板45と積層1/4波長板46の面内リ
タデーションの和が可視光波長の1/4になるわけでは
ないが、積層1/4波長板46が全体として可視光波長
の1/4の面内リタデーションを有するようにどちらか
の位相差板のリタデーションが調整されておれば、同様
の意味となる。
造工程について説明する。
膜を約1μmの厚さでスピンコートし、90℃,30分
間のプリベークの後、前記凹凸パターン42に対応する
マスクを使って前記レジスト膜を紫外光により露光し
た。さらにこれを現像し、135℃で40分間ベーク処
理し、さらに200℃で60分間最終ベーク処理するこ
とにより、前記平均傾斜角<ζ>が7.7°の凹凸パタ
ーン42を形成した。なお、凹凸パターン42の傾斜角
は、ベーク温度および時間を変えることで任意に設定で
きる。
ーン42表面にAl膜42Aを200nmの厚さに蒸着
した。
基板41および対向基板42に垂直分子配向膜42Cお
よび42Dを塗布し、3μm径のスペーサを介して貼り
合わせ空パネルを形成した。
の間の空隙に負の誘電率異方性(Δε=−3.5)を有
し、異常光と常光との屈折率差Δnが0.067の液晶
を注入し、液晶パネルを形成した。
ョンが10nmで垂直方向のリタデーションが47nm
の2軸性のTAC膜を前記位相差板45として2枚積層
し、面内遅相軸の方位を85°に設定して形成し、この
上に面内リタデーションWが135nmの1/4波長板
と面内リタデーションが250nmの1/2波長板と
を、それぞれ140°および85°の遅相軸方位に積層
することにより、積層1/4波長板46を形成した。さ
らに前記1/4波長板46上に偏光板47を、吸収軸方
位が75°になるように形成する。
表示装置40では積層1/4波長板を1/4波長板46
として使うことにより、波長分散性を抑制することが可
能である。また位相差板45の面内遅相軸を、積層1/
4波長板46中の1/2波長板の面内遅相軸に一致させ
ることにより、1/2波長板の面内リタデーションの値
を位相差板45の面内リタデーションの分だけ減少さ
せ、1/4波長板46全体として視感度の高い緑波長
(540nm)において1/2波長に相当する面内リタ
デーションを実現している。一方、前記位相差板45は
電圧印加時における液晶層のリタデーションを補償する
ために設けられた負の屈折率異方性を有する位相差板で
あり、位相差板45の面内リタデーションdf・{(N
x+Ny)/2−Nz}は、液相層43の面内リタデーシ
ョンdlc・Δnに対して、 df・{(Nx+Ny)/2−Nz}/(dlc・Δn)
=0.47 となる。
射型液晶表示装置40について、所定の駆動電圧を印加
して白表示および黒表示を行い、得られた白および黒表
示について、積分球光源を用いた分光輝度計により反射
率を測定した結果を示す(実施例4)。積分球光源は全
角度、全方位に光が出射する拡散光源であり、室内照明
や太陽光などの環境光に近い照明が得られる。
置40の黒表示反射率は0.53,白表示反射率は1
2.64となり、24.1のコントラスト比が実現され
ていることがわかる。
果も示してある。
波長板46の積層順序を逆転し、前記基板44上に最初
に積層1/4波長板46の1/4波長板を、次に積層1
/4波長板46の1/2波長板を積層し、前記位相差板
45を前記1/2波長板上に積層している。各々の膜4
4〜47および凹凸パターン42の構成を含む液晶層4
3の構成自体は先の実施例4と同じである。
液晶表示装置において、積層1/4波長板46の上部層
を構成する1/2波長板を面内リタデーションが270
nmの一軸性フィルムとしている。また積層1/4波長
板46中の1/4波長板を、その遅相軸が液晶層のアン
カリング方位(ラビング方位)と一致するように配置
し、これにより、面内リタデーションを、実施例4の場
合の1/4波長板よりも20nm減少させている。
置において位相差板45を省略し、また積層1/4波長
板46中の1/2波長板として、面内リタデーションが
270nmの一軸性フィルムを使っている。
に水平配向膜を塗布し、径が3μmのスペーサを介して
これらを貼り合せた後、間の空隙に正の誘電率異方性
(Δε=6.0)を有し異常光と常光の屈折率差Δnが
0.067の液晶を封入した。すなわち、比較例7の装
置はTNモードの反射型液晶表示装置である。
た、本実施例による反射型液晶表示装置40においては
黒表示の反射率が他の液晶表示装置のいずれよりも低
く、その結果として、他の装置のいずれよりも高いコン
トラスト比が得られているのがわかる。
本実施例(実施例4)による垂直配向反射型液晶表示装
置40について黒表示状態での反射率およびコントラス
ト比を、前記液晶表示装置40をスポット光源を使い2
5°の入射角で照射した場合についてそれぞれ示す。ま
た図15、16中には、同様な測定を、前記実施例6の
装置に対して行った場合を比較のため示している。
射型液晶表示装置40では、全方位角について黒反射率
が比較例よりも低下し、コントラスト比が向上している
ことがわかる。一般に単一の偏光板を使った反射型液晶
表示装置では、黒表示の反射率は偏光板の吸収軸方位に
対応する方位角で最も低くなり、透過軸方位に対応する
近傍の方位角で最も高くなる傾向がある。
が偏光板47の吸収軸方位に対応する255°近傍の方
位角において最小になっており、またコントラスト比が
最大になっているのがわかる。
置40および比較例6の液晶表示装置で、偏光板の吸収
軸方位における黒表示および白表示の反射率およびコン
トラスト比の方位角依存性を比較して示す。
に対応する255°近傍の方位角において比較例よりも
黒表示の反射率が18%も減少していることがわかる。
また、この方位においてはコントラスト比も48.7%
から67.5%まで増大しているのがわかる。 [第5実施例]次に、本発明の第5実施例による反射透
過型液晶表示装置について説明する。
0の概略的構成を示す。
装置50は概略的には一対のガラス基板51,52と、
間に封入された液晶層53とよりなっており、前記ガラ
ス基板52の内面には一様に透明電極52Aが形成され
ている。一方、前記ガラス基板51の内面には平坦化膜
51Aが形成されており、前記平坦化膜51A中には透
過光窓として開口部51aが形成されている。
る反射電極51Bが形成されており、また前記開口部5
1aにおいては前記基板51上に透明電極51Cが形成
されている。
4が、また前記基板52の外側には別の円偏光子55が
形成されている。
50では、光学スイッチングを液晶層53のリタデーシ
ョンを変調することにより実現しているが、このために
は前記ガラス基板52を通って入射し、反射電極51B
で反射されて出射する光の液晶層53中における光路長
と、前記基板51から光学窓51aを通って液晶層53
に入射し、液晶層53およびガラス基板52を通過して
出射する光の光路長とが等しい必要があり、従って前記
平坦化膜51Aを液晶層53の厚さの1/2の厚さに形
成する必要がある。
うとすると、基板51上に厚い平坦化膜51Aを形成す
る工程と、前記平坦化膜51A上に反射電極51Bを形
成する工程と、光学窓51aを形成する工程と、前記基
板51上に光学窓51aに対応して透明電極51Cを形
成する工程とが、通常の透過型液晶表示装置の製造工程
に加えて必要になり、製造工程が非常に複雑になってし
まう。
では、Al反射電極51BとITOなどよりなる透明電
極51Cとの境界部に、電池効果による腐食を阻止する
ためにバリアメタル層51bを設ける工程がさらに必要
になる。
した本発明の第5実施例による反射透過型液晶表示装置
60の構成を示す。
概略的には一対のガラス基板61,62と、間に封入さ
れたポリマネットワーク液晶層63とよりなり、前記ガ
ラス基板62の内面には一様に透明電極62Aが形成さ
れている。
ト状開口部61aを有する反射電極パターン61Aが形
成されており、前記液晶層63を構成するポリマネット
ワーク液晶としては、例えば特開平5−27228号公
報に記載されたものを使うことが可能で、駆動電界が印
加されていない非駆動状態において光学的に透明な状態
をとり、駆動電界が印加されている駆動状態において散
乱状態をとることを特徴とする。
光子64が、ガラス基板62の外側には直線偏光子65
が設けられる。
型液晶表示装置60の、それぞれ黒表示状態および白表
示状態における動作を説明する図である。
態における反射モード動作を、右側は透過モード動作を
示しており、反射モード動作では液晶パネル前面からの
入射光は直線偏光子65により直線偏光に変換され、さ
らに遅相軸が偏光板65の吸収軸に対して45°になる
ように形成され、入射光の約1/4波長のリタデーショ
ンを有する非散乱状態の液晶層63により円偏光に変換
される。なお、液晶層63の非散乱状態におけるリタデ
ーションは入射光波長、すなわち可視光波長λの1/4
に限定されるものではなく、λ/4+0.5n;n=
0,1,2…、nは自然数)であってもよい。
61Aにより円偏光の状態で反射され、液晶層63中を
逆の経路で通過する際に、当初の偏光面に対して直交す
る偏光面を有する直線偏光に変換される。そこで、この
ようにして液晶層63を出射する直線偏光状態の反射光
は前記直線偏光板65により遮断され、所望の黒表示が
得られる。
に液晶パネル前面から入射する入射光は前記円偏光板6
4を通る際に円偏光に変換され、さらに前記反射電極6
1A中の光学窓61aを通って液晶層63中に導入され
る。
射円偏光は液晶層63を通過する際に、先の反射円円偏
光の場合と同様に、直線偏光子65の吸収軸に対して直
交する偏光面を有する直線偏光に変換される。これによ
り、液晶層63中を透過する透過光も直線偏光子65に
より遮断されることになる。
液晶層63は散乱状態にあり、従って前記直線偏光子6
5を通過して液晶層63中に入射する直線偏光は液晶層
63中において散乱され、散乱された状態で反射電極6
1Aにより反射される。このような散乱光は液晶層63
中を反射光として逆方向に通過する際にも散乱を受け、
その結果、前記入射側直線偏光子65には、吸収軸に平
行な偏光面を有する偏光成分のみならず、様々な偏光面
を有する偏光成分が入射する。
分のうち、吸収軸に垂直な偏光面を有する成分が、直線
偏光の形で通過し、所望の白表示が得られる。
子64を通って入射する入射光は前記液晶層63中にお
いて散乱され、散乱により形成された偏光成分のうち、
偏光子65の吸収軸に直交する偏光面を有する偏光成分
が、偏光子65を通過する。
では、図17の従来の反射透過型液晶表示装置50にお
けるのような厚い平坦化膜51Aや表面散乱形状を有す
る電極51B、さらに光学窓51aに対応した透明電極
51Cを形成する必要がなく、単にスリット状にパター
ニングされた反射電極61Aを基板61の内面に形成す
るだけでよい。また、反射電極61Aは透明電極とコン
タクトすることがなく、従ってバリアメタル層を形成す
る必要もない。このため、装置製造が非常に容易にな
り、反射透過型液晶表示装置の製造費用を大きく低下さ
せることが可能になる。
との間における状態の遷移を光学的スイッチングに利用
する液晶表示装置では、視野角が制限されることがな
く、非常に優れた視野角特性を実現できる。
層が入射光の1/4波長のリタデーションを有していた
が、本発明の別の態様として、図20に示すように液晶
層のリタデーションが非常に小さい場合の構成がある。
ただし図20中、先に説明した部分に対応する部分には
同一の参照符号を付し、説明を省略する。
装置70では液晶層63の代わりに、非散乱状態におけ
る面内リタデーションが、散乱層として使われる液晶の
複屈折Δnとセル厚dの積Δn・dに比べて小さく、好
ましくはおおよそ無視できるようなポリマ分散型液晶層
73が使われ、これに伴って直線偏光子65が円偏光子
66に置き換えられている。
過型液晶表示装置70の、それぞれ黒表示状態および白
表示状態における動作を説明する図である。
状態における反射モード動作を、右側は透過モード動作
を示しており、反射モード動作では液晶パネル前面から
の入射光は円偏光子66により円偏光に変換され、さら
に非散乱状態にありリタデーションが実質的に無視でき
る程度に小さい液晶層73中を円偏光のまま通過する。
反射電極61Aにより円偏光のまま反射され、液晶層7
3中を円偏光のまま逆の経路で通過する。さらに前記液
晶層73を通過した円偏光は円偏光板66に逆の経路で
入射し、遮断される。
にパネル裏面から入射する入射光は前記円偏光板64を
通る際に円偏光に変換され、さらに前記反射電極61A
中の光学窓61aを通って液晶層73中に導入される。
射円偏光は円偏光のまま液晶層73を通過し、先の反射
円円偏光の場合と同様に、円偏光子66により遮断され
る。
晶層73は散乱状態にあり、従って前記円偏光子66を
通過して液晶層73中に入射する円偏光は液晶層73中
において散乱され、散乱された状態で反射電極61Aに
より反射される。このような散乱光は液晶層73中を反
射光として逆方向に通過する際にも散乱を受け、その結
果、前記入射側円偏光子66には様々な偏光面を有する
偏光成分が入射する。
分のうち、吸収軸に垂直な偏光面を有する成分が通過
し、所望の白表示が得られる。
子64を通って液晶パネル裏面から入射する入射光は前
記液晶層73中において散乱され、散乱により形成され
た偏光成分のうち、偏光子66の吸収軸に直交する偏光
面を有する偏光成分が、偏光子66を通過する。
では、図17の従来の反射透過型液晶表示装置50にお
けるのような厚い平坦化膜51Aや表面散乱形状を有す
る電極51B、さらに光学窓51aに対応した透明電極
51Cを形成する必要がなく、単にスリット状にパター
ニングされた反射電極61Aを基板61の内面に形成す
るだけでよい。また、反射電極61Aは透明電極とコン
タクトすることがなく、従ってバリアメタル層を形成す
る必要もない。このため、装置製造が非常に容易にな
り、反射透過型液晶表示装置の製造費用を大きく低下さ
せることが可能になる。
との間における状態の遷移を光学的スイッチングに利用
する液晶表示装置では、視野角が制限されることがな
く、非常に優れた視野角特性を実現できる。
液晶表示装置50と本発明の反射透過型液晶表示装置6
0,70との間での製造工程の比較を示す。
程が不要になり、また平坦化膜51Aの表面に凹凸パタ
ーン51Bを形成する工程が不要になり、さらに光学窓
領域に透明電極51Cを形成する工程が不要になる。
るだけでよく、反射透過型液晶表示装置の製造工程が実
質的に簡素化される。
置60あるいは図20の反射透過型液晶表示装置70の
ように、対向基板62上に一様な透明対向電極62Aを
有し反射電極61Aとしてスリット形状の電極パターン
を使った構成の液晶表示装置では、液晶層63あるいは
73に駆動電界を印加する際に、図22〜24に示すよ
うにいくつかの駆動モードが考えられる。
ードとよばれる駆動方式であり、櫛型の反射電極の隣接
する一対の電極指の間に駆動電圧を印加する。これに対
し図23は、前記IPSモードと区別するために仮に縦
電界方式あるいはSモードとよぶ駆動方式であり、前記
対向電極62と反射電極61Aとの間に駆動電圧を印加
する。さらに図24は仮に片側縦電界方式あるいはsS
モードとよぶ駆動方式で、IPSモードとSモードとを
組合せた駆動方式になっている。すなわち図24の駆動
モードでは対向電極62と一つの電極指が第1の電位に
駆動され、前記電極指の両側の電極指が第2の電位に駆
動されている。
式に使われる反射電極61Aの構成例を、図25(B)
は図22のIPSモードあるいは図24のsSモード駆
動方式に使われる反射電極61Aの構成例を示す。
1上にはTFT61Tおよびゲート電極61G,データ
電極61Dが形成されており、透過領域61aに対応し
たスリットを有する電極が反射電極61Aとして形成さ
れている。
基板61上に同様なTFT61T,ゲ−ト電極61G,
データ電極61Dのほかに、複数の櫛型電極61A1お
よび61A2が交互に形成されており、前記櫛型電極6
1A1は共通にTFT61Tに接続され、前記櫛型電極
61A2は共通にコモンライン61Cに接続されてい
る。電極61A1と電極61A2との間には、透過領域6
1aに対応した隙間が形成されている。
TFT基板を前記基板61として使い、5μm径のスペ
ーサを介して基板61および62を貼り合せることによ
り、図18の液晶表示装置18を、IPS駆動方式、S
モード駆動方式およびsSモード駆動方式のそれぞれに
ついて作製した。その際、前記基板61および62上に
水平配向膜を形成し、これに液晶分子がスリット方向に
直交する方向にホモジニアス配向するようにラビングを
行った。さらに基板61と62との間の空隙にUVキュ
アラブル液晶と複屈折Δnが0.2306で誘電率異方
性Δεが15.1の液晶とを混合した混合液晶を封入
し、さらに紫外光照射を行うことにより、液晶層63中
にポリマネットワーク散乱層を形成した。
過型液晶表示装置60について、印加電圧と透過率の関
係を、電極パターン61Aの幅Eを4μmに設定し、ス
リット61aの幅Gを様々に変化させながら測定した結
果を示す。図26中、電極幅スリット幅Gはμm単位で
示してある。また透過率は非駆動状態での透過率により
規格化されている。
動電圧が低下しており、またSモード駆動方式を使った
場合に、最も駆動電圧を低下させることができるのがわ
かる。
(A)あるいは(B)に示す構成のTFT基板を基板6
1として使い、図18の反射透過型液晶表示装置60を
形成した。
板62の表面にPVAあるいは可溶性ポリイミドよりな
る水平分子配向膜を形成し、液晶分子がホモジニアス配
向するようにラビング処理を行った後、基板61および
62を径が2.3μmのスペーサを介して貼り合せ、空
隙に複屈折Δnが0.067のネマチック液晶に重合開
始材を含むUVキュラブル液晶を10重量%加えた混合
液晶を封入した。これに紫外光照射を行い、リタデーシ
ョンが154nmのポリマネットワーク液晶を形成し
た。さらに、対向基板62の外側に、直線偏光板65を
透過軸は液晶配向方位から略45°になるように形成
し、さらに基板61の外側に円偏光板64を形成した。
示装置60を製作することが可能になった。
(A)あるいは(B)に示す構成のTFT基板を基板6
1として使い、図20の反射透過型液晶表示装置70を
形成した。
板62を、径が6μmのスペーサを介して貼り合せ、空
隙に複屈折Δnが0.23の液晶にUV硬化樹脂モノマ
を20重量%加えた混合液晶を封入し、これに紫外光照
射を行い、ポリマ分散型液晶73を形成した。さらに、
TFT基板61の外側および対向基板62の外側に、円
偏光板64および66を形成することにより、駆動電圧
を印加しない非駆動状態で白表示が得られ、駆動状態で
黒表示が得られる反射透過型液晶表示装置70が形成さ
れた。
(A)あるいは(B)に示す構成のTFT基板を基板6
1として使い、図20の反射透過型液晶表示装置70を
形成した。
板62表面にPVAあるいは可溶性ポリイミドよりなる
垂直配向膜を形成し、径が5μmのスペーサを介して貼
り合せ、空隙に複屈折Δnが0.23の液晶に重合開始
剤を含むUVキュアブル液晶を10重量%加えた混合液
晶を封入し、これに紫外光照射を行い、ポリマネットワ
ーク液晶73を形成した。さらに、TFT基板61の外
側および対向基板62の外側に、円偏光板64および6
6を形成することにより、駆動電圧を印加しない非駆動
状態で黒表示が得られ、駆動状態で白表示が得られる反
射透過型液晶表示装置70が形成された。
置60あるいは図20の反射透過型液晶表示装置70に
カラーフィルタCFを設ける際の構成例を示す。
てパネル前面から入射し、反射電極61Aで反射される
光は対向基板62の内側に形成されたカラーフィルタC
Fを往復で2回通過するのに対し、TFT基板61を通
ってパネル裏面から入射する光はカラーフィルタCFを
一度通過するだけである。
一様であると、反射光と透過光とで色度が異なってしま
う。
フィルタCFのうち、透過領域61aに対応する部分C
F1においてカラーフィルタCFの厚さを他の部分の2
倍に増大させて透過光および反射光がいずれも同一の色
度を有するようにしている。
フィルタCFを基板61上に形成し、カラーフィルタC
Fの厚さを、反射電極61Aを使って調整している。
61上に反射電極61Aの厚さの倍の厚さに形成するこ
とで、前記透過領域61a上におけるカラーフィルタC
Fの厚さを前記電極61A上における厚さの2倍に設定
することが可能である。図29の構成では、このような
カラーフィルタCFの膜厚の調整が自己整合的になさ
れ、特別なパターン工程を行う必要がない。
射電極61Aの下に、レジスト膜等により、反射電極6
1Aに整合した形状のパターン61Bを形成する。かか
る構成によれば、反射電極61Aが図28の場合よりも
基板61上の高い位置に形成される。図29の構成は、
特に反射電極61Aの厚さが薄く、図28の構成では反
射光を十分に着色できない場合に特に有効である。
明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な
変形・変更が可能である。 (付記) (付記1) 第1の基板と、前記第1の基板に対向して
設けられ、表面に凹凸が形成された第2の基板と、前記
第2の基板上に前記凹凸を覆うように形成され、コンタ
クトホールを介して前記第2の基板上に形成されたスイ
ッチング素子と電気的に接続され、前記凹凸に対応した
凹凸を有する反射電極と、前記第1の基板と第2の基板
との間に設けられた負の誘電率異方性を有する液晶層と
よりなる垂直配向モードの反射型液晶表示装置におい
て、前記コンタクトホールを前記反射電極の中心に配置
し、さらに前記第2の基板をこれに垂直な方向から見た
場合に、前記コンタクトホールに重なる位置に、液晶層
中の液晶分子の配向を制御する構造物を配置したことを
特徴とする反射型液晶表示装置。
上に形成されることを特徴とする付記1記載の反射型液
晶表示装置。
板の、前記第2の基板に面する側に設けられることを特
徴とする付記1記載の反射型液晶表示装置。
板に垂直な方向から見た場合、前記コンタクトホールの
大きさと概ね同じ大きさを有することを特徴とする付記
1〜3のうち、いずれか一項記載の反射型液晶表示装
置。
に前記コンタクトホールにより形成される段差に対応す
る高さを有することを特徴とする付記1〜4のうち、い
ずれか一項記載の反射型液晶表示装置。
板に対向して設けられ、表面に反射能を有する凹凸が形
成された第2の基板と、前記第1および第2の基板の間
に設けられた負の誘電率異方性を有する液晶層と、前記
第1および第2の基板の間に設けられた光重合性ポリマ
構造物を挟持してなる垂直配向モードの反射型液晶装置
の製造方法であって、前記基板の法線方向に光を照射
し、前記凸凹により基板面内方向に光を反射して前記ポ
リマ構造物を構成する化合物を光重合させる工程を含
み、前記ポリマを光重合する工程では、前記凸凹の形状
により基板面内の反射強度に指向性を持たせ、前記指向
性に対応する方位に前記化合物の光重合を行うことを特
徴とする反射型液晶表示装置の製造方法。
板に対向して設けられ、表面に反射能を有する凹凸が形
成された第2の基板と、前記第1の基板と第2の基板と
の間に設けられた負の誘電率異方性を有する液晶層と、
前記第1の基板と第2の基板の表面に形成された垂直配
向膜とよりなる垂直配向モードの反射型液晶表示装置に
おいて、前記垂直配向膜中における全ジアミン成分に対
する垂直配向成分の比率を25%以上にしたこと特徴と
する反射型液晶表示装置。
板に対向して設けられ、基板表面に反射能を有する凹凸
が形成された第2の基板と、前記第1および第2の基板
の間に保持された負の誘電率異方性を有する液晶層とよ
りなる垂直配向モードの反射型液晶表示装置において、
前記第1の基板外側に偏光板を配置し、その吸収軸を前
記凸凹による反射強度が極大となる方位に略平行に配置
したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
板に対向して設けられ、反射能を有する凹凸を形成され
た第2の基板と、前記第1の基板と第2の基板との間に
保持された、正又は負の誘電率異方性を有する液晶層
と、前記第1の基板の外側に配設された偏光板とよりな
る反射型液晶表示装置において、前記第1の基板と前記
偏光板との間に、前記第1の基板の面に対して垂直な方
向に負の屈折率異方性を有する位相差板を配設し、前記
位相差板のx,y,z軸方向の屈折率をそれぞれnx,
ny,nz、前記液晶層の厚さをdlc、前記液晶層中に
おける異常光と常光との屈折率差をΔnとして、前記位
相差板のリタデーションdf・{(nx+ny)/2−n
z}の値を、 0.4≦[df・{(nx+ny)/2−nz}]/(d
lc・Δn)≦0.7 の範囲に設定したことを特徴とする反射型液晶表示装
置。
の基板に平行な方向に遅相軸を有することを特徴とする
付記9記載の反射型液晶表示装置。
相差板との間に、前記第1の基板の面に平行な方向に正
の屈折率異方性を有し、リタデーションが可視光波長の
約1/4となる別の位相差板を配設したことを特徴とす
る付記9記載の反射型液晶表示装置。
の位相差板は、前記第1の基板に平行な方向に遅相軸を
有することを特徴とする付記11記載の反射型液晶表示
装置。
の位相差板の、前記第1の基板に平行な方向のリタデー
ションの和が、可視光波長の約1/4に設定されている
ことを特徴とする付記12記載の反射型液晶表示装置。
基板に対向するように設けられた第2の基板と、前記第
1の基板の、前記第2の基板に面する側に設けられた透
明電極と、前記第2の基板の、前記第1の基板に面する
側に設けられ、開口部を有する反射電極と、前記第1の
基板と第2の基板との間に挟持され、液晶層を含み、光
の散乱能を散乱状態と非散乱状態との間で変化させる散
乱層と、前記第1の基板、前記第2の基板および前記散
乱層とにより構成される液晶パネルの外側に、前記液晶
パネルを挟持するように設けられた一対の偏光子とより
なり、前記一対の偏光子の少なくとも一方は、円偏光子
よりなることを特徴とする反射透過型液晶表示装置。
れも円偏光子よりなることを特徴とする付記14記載の
反射透過型液晶表示装置。
は、直線偏光子であることを特徴とする付記14記載の
反射透過型液晶表示装置。
おいて、可視光波長域の略λ/4位相差板(0.5n+
λ/4;n=0,1,2,・・・nは自然数)に相当す
るリタデーションを有することを特徴とする付記14〜
16のうちいずれか一項記載の反射透過型液晶表示装
置。
における面内リタデーションが、前記散乱層を構成する
液晶層の複屈折Δnとセル厚dの積Δn・dよりも小さ
いことを特徴とする付記14記載の反射透過型型液晶表
示装置。
形状を有することを特徴とする付記14〜18のうち、
いずれか一項記載の反射透過型液晶表示装置。
の基板のいずれか一方にカラーフィルタを備え、前記カ
ラーフィルタは、前記反射電極に対応する反射領域と、
前記開口部に対応する透過領域において異なる色純度を
有することを特徴とする付記14〜19のうち、いずれ
か一項記載の反射透過型液晶表示装置。
記反射電極上に設けられていることを特徴とする付記2
0記載の反射透過型液晶表示装置。
示装置において、表示の明るさを減じることなく液晶層
中に液晶分子の配向を制御する配向制御構造物を形成す
ることが可能になる。また垂直配向膜中の垂直配向成分
の割合を最適化することにより、コントラスト比が向上
する。さらに本発明によれば、反射型垂直配向液晶表示
装置において、液晶層中に紫外光照射により、環境光を
観測者の方に反射させる凹凸反射パターンに、液晶の配
向方向を、所望のドメイン構造に従って安定化させるポ
リマ鎖などの構造を、紫外光露光により容易に形成する
ことが可能になる。
射面を有する反射型液晶表示装置において、液晶層に斜
めに入射し観測者方向に反射される光に生じるリタデー
ションを、液晶層および位相差板により、斜め入射の効
果および凹凸反射面に起因する液晶分子のチルトの効果
をも含めて補償することが可能になり、黒表示の反射率
を最小化し、高いコントラスト比を実現することが可能
になる。
装置において、散乱状態を変化させる散乱層を使うこと
により、簡単な構造で広い視野角特性を有し、製造の容
易な反射透過型液晶表示装置を実現することが可能にな
る。
表示装置の画素領域の構成を示す平面図である。
を示す図である。
成されるドメイン構造を示す図である。
較例の構造を示す図である。
示の例を示す図である。
を示す図である。
の構成を示す断面図である。
じる反射光の指向性を示す図である。
じる反射光の指向性を示す図である。
晶表示装置の構成を示す断面図である。
置の構成を示す断面図である。
る入射光の反射を示す図である。
液晶表示装置において使われる位相差板および液晶層の
屈折率楕円体の例を示す図である。
(B)の屈折率楕円体の切り口を示す図である。
黒表示状態における反射率の方位角依存性を、比較例と
比較して示す図である。
コントラスト比の方位核依存性を、比較例と比較して示
す図である。
図である。
示装置の第1の構成を示す図である。
表示装置の動作原理を説明する図である。
示装置の第2の構成を示す図である。
表示装置の動作原理を説明する図である。
ある。
ある。
す図である。
T基板の構成例を示す図である。
性を示す図である。
るカラーフィルタの構成を示す図である。
るカラーフィルタの別の構成を示す図である。
るカラーフィルタのさらに別の構成を示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向して設けられ、表面に凹凸が形成
された第2の基板と、 前記第2の基板上に前記凹凸を覆うように形成され、コ
ンタクトホールを介して前記第2の基板上に形成された
スイッチング素子と電気的に接続され、前記凹凸に対応
した凹凸を有する反射電極と、 前記第1の基板と第2の基板との間に設けられた負の誘
電率異方性を有する液晶層とよりなる垂直配向モードの
反射型液晶表示装置において、 前記コンタクトホールを前記反射電極の中心に配置し、
さらに前記第2の基板をこれに垂直な方向から見た場合
に、前記コンタクトホールに重なる位置に、液晶層中の
液晶分子の配向を制御する構造物を配置したことを特徴
とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記構造物は、前記第2の基板に垂直な
方向から見た場合、前記コンタクトホールの大きさと概
ね同じ大きさを有することを特徴とする請求項1記載の
反射型液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記構造物は、前記反射電極に前記コン
タクトホールにより形成される段差に対応する高さを有
することを特徴とする請求項1または2記載の反射型液
晶表示装置。 - 【請求項4】 第1の基板と、前記第1の基板に対向し
て設けられ、表面に反射能を有する凹凸が形成された第
2の基板と、前記第1および第2の基板の間に設けられ
た負の誘電率異方性を有する液晶層と、前記第1および
第2の基板の間に設けられた光重合性ポリマ構造物を挟
持してなる垂直配向モードの反射型液晶装置の製造方法
であって、 前記基板の法線方向に光を照射し、前記凸凹により基板
面内方向に光を反射して前記ポリマ構造物を構成する化
合物を光重合させる工程を含み、 前記化合物を光重合する工程では、前記凸凹の形状によ
り基板面内の反射強度に指向性を持たせ、前記指向性に
対応する方位に化合物の光重合を行うことを特徴とする
反射型液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項5】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向して設けられ、表面に反射能を有
する凹凸が形成された第2の基板と、 前記第1の基板と第2の基板との間に設けられた負の誘
電率異方性を有する液晶層と、 前記第1の基板と第2の基板の表面に形成された垂直配
向膜とよりなる垂直配向モードの反射型液晶表示装置に
おいて、 前記垂直配向膜中における全ジアミン成分に対する垂直
配向成分の比率を25%以上にしたこと特徴とする反射
型液晶表示装置。 - 【請求項6】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向して設けられ、基板表面に反射能
を有する凹凸が形成された第2の基板と、 前記第1および第2の基板の間に保持された負の誘電率
異方性を有する液晶層とよりなる垂直配向モードの反射
型液晶表示装置において、 前記第1の基板外側に偏光板を配置し、その吸収軸を前
記凸凹による反射強度が極大となる方位に略平行に配置
したことを特徴とする反射型液晶表示装置。 - 【請求項7】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向して設けられ、反射能を有する凹
凸を形成された第2の基板と、 前記第1の基板と第2の基板との間に保持された、正又
は負の誘電率異方性を有する液晶層と、 前記第1の基板の外側に配設された偏光板とよりなる反
射型液晶表示装置において、 前記第1の基板と前記偏光板との間に、前記第1の基板
の面に対して垂直な方向に負の屈折率異方性を有する位
相差板を配設し、 前記位相差板のx,y,z軸方向の屈折率をそれぞれn
x,ny,nz、前記液晶層の厚さをdlc、前記液晶層
中における異常光と常光との屈折率差をΔnとして、前
記位相差板のリタデーションdf・{(nx+ny)/2
−nz}の値を、 0.4≦[df・{(nx+ny)/2−nz}]/(d
lc・Δn)≦0.7 の範囲に設定したことを特徴とする反射型液晶表示装
置。 - 【請求項8】 第1の基板と、 前記第1の基板に対向するように設けられた第2の基板
と、 前記第1の基板の、前記第2の基板に面する側に設けら
れた透明電極と、 前記第2の基板の、前記第1の基板に面する側に設けら
れ、開口部を有する反射電極と、 前記第1の基板と第2の基板との間に挟持され、液晶層
を含み、光の散乱能を散乱状態と非散乱状態との間で変
化させる散乱層と、 前記第1の基板、前記第2の基板および前記散乱層とに
より構成される液晶パネルの外側に、前記液晶パネルを
挟持するように設けられた一対の偏光子とよりなり、 前記一対の偏光子の少なくとも一方は、円偏光子よりな
ることを特徴とする反射透過型液晶表示装置。
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