JP3261853B2

JP3261853B2 - 反射型液晶表示装置

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Publication number: JP3261853B2
Application number: JP05845094A
Authority: JP
Inventors: 健蔵福吉
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JPH07270774A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は反射型液晶表示装置に係
り、特に、液晶表示装置に入射された光線の有効利用が
図れ、かつコントラストの高い画面表示が可能な反射型
液晶表示装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、絵素毎に電圧の印加を
行える電極が配設された一対の基板とこれ等基板間に封
入された液晶物質とでその主要部が構成され、上記電極
間に電圧を印加することにより液晶物質の配向状態を絵
素毎に変化させてこの液晶物質を透過する光の偏光面を
制御すると共に、偏光フィルムによりその透過・不透過
を制御して画面表示を行うもので、上記一対の基板のう
ち一方の基板として絵素毎にその透過光を各色に着色さ
せるカラーフィルター層を有する基板を適用することに
よりフルカラー画面の表示が可能となる。

【０００３】そして、この種の液晶表示装置としては、
液晶表示装置の背面側に位置する電極板（以下背面電極
板と称する）の裏面若しくは側面に光源（ランプ）を配
置し、背面電極板側から光線を入射させるバックライト
型あるいはライトガイド型のランプ内蔵式透過型液晶表
示装置が広く普及している。

【０００４】しかし、このランプ内蔵式透過型液晶表示
装置においては、そのランプによる消費電力が大きくＣ
ＲＴやプラズマディスプレイ等他の種類のディスプレイ
と略同等の電力を消費するため、液晶表示装置本来の低
消費電力といった特徴を損ない、かつ、携帯先での長時
間の利用が困難となるという欠点を有していた。

【０００５】他方、このようなランプを内蔵することな
く装置の観察者側に位置する電極板（観察者側電極板と
称する）から室内光や自然光等の外光を入射させ、か
つ、この入射光を光反射性背面電極板で反射させると共
に、この反射光で画面表示する反射型液晶表示装置も知
られている。そして、この反射型液晶表示装置ではラン
プを利用しないことから消費電力が小さく、携帯先での
長時間駆動に耐えるという利点を有している。

【０００６】このような反射型液晶表示装置としては、
例えば、図４に示すように背面電極板ａの裏面に金属反
射板ａ３を配置したものが知られている。尚、図４中、
ｂは観察者側電極板、ｃは液晶物質、ｄは偏光フィル
ム、ｅは背面電極板ａと観察者側電極板ｂとを周辺部で
一体化させるシール部材、ｂ２Ｒ、ｂ２Ｇ、ｂ２Ｂは絵
素部に対応する部位に設けられ各部位を透過する光をそ
れぞれ赤、緑、青色に着色させるカラーフィルター層、
ｂ３は絵素間部に対応する部位に設けられこの部位を透
過する光を遮蔽する遮光膜を示している。

【０００７】また、図５に示す反射型液晶表示装置は、
背面電極板ａの電極ａ２を金属薄膜で構成し、この電極
ａ２により入射光を反射させて画面表示するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、画面表示の
ために一対の電極間に電圧を印加した場合、隣接する絵
素と絵素との間の電圧印加状態は不安定になり易いため
絵素間部に対応する上記液晶物質もその配向が乱れ易く
なる。そして、これに起因して絵素間部を透過する透過
光の透過率も安定しなくなるため表示画面のコントラス
トや色純度を劣化させる原因になり易かった。そこで、
上述したように上記基板ｂの絵素間部に対応する部位に
遮光膜ｂ３を設けこの部位の光透過を防止して表示画面
のコントラストや色純度を向上させる方法が採られてい
た。

【０００９】しかし、この遮光膜ｂ３が存在する分、入
射光線の有効利用が図れなくなるため表示画面の明るさ
を低下させる問題があった。例えば画面表示領域中の上
記遮光膜ｂ３が存在しない部位（光透過可能な部位）の
面積Ｘ’と上記画面表示領域の全面積Ｘとの比を開口率
（％）としたとき、ＴＦＴ（Thin Film Transister）を
利用したアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置
においては４０〜５０％程度の極めて低い開口率であ
り、また、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）液晶を利
用した単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置において
もせいぜい７０〜８０％程度の開口率に過ぎない。従っ
て、入射光線の約４０〜８０％が画面表示に利用される
に過ぎず、その分、表示画面の明るさが低下してしまう
問題点があった。

【００１０】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、その課題とするところは、液晶表示装置に
入射された光線の有効利用が図れかつコントラストの高
い画面表示が可能な反射型液晶表示装置を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、絵素毎に電圧の印加を行える透明電極が透明
基板上に配設された観察者側電極板と、この観察者側電
極板に対向して配置されかつ絵素毎に電圧の印加を行え
る電極が配設された光反射性背面電極板と、これ等両電
極板間に封入された液晶物質と、上記観察者側電極板の
外側表面に配置され外部から入射する外光を直線偏光に
変える偏光フィルムとを備え、外光を上記背面電極板で
反射させると共に両電極間に電圧を選択的に印加し液晶
物質の配向状態を絵素毎に変化させて上記直線偏光の透
過・不透過を制御し画面表示する反射型液晶表示装置を
前提とし、上記観察者側電極板における透明基板の絵素
間部に対応する部位にこの部位を透過する透過光を散乱
させる光散乱層を設けると共に、両電極間に電圧が印加
されないときに光反射性背面電極板からの反射光の透過
を防止するノーマリーブラック型表示方式で構成されて
いることを特徴とするものである。

【００１２】この請求項１記載の発明に係る反射型液晶
表示装置によれば、上記透明基板の絵素間部に入射され
た光線は光散乱層により散乱されるため入射光線の一部
の出射方向が絵素部方向へ変化される。そして、絵素間
部に入射された光線の一部が絵素部に入射されて画面表
示に利用されるため、その分、入射光線の有効利用が図
れ明るい表示画面を可能にする。

【００１３】また、この反射型液晶表示装置において
は、観察者側電極板における透明基板の絵素間部に対応
する部位に上記光散乱層が設けられていることからこの
部位に従来における遮光膜が存在しないが、画面表示方
式として両電極間に電圧が印加されないときに光反射性
背面電極板からの反射光の透過を防止するノーマリーブ
ラック型表示方式を採用しているため、電圧が印加され
ることのない上記絵素間部においては常に光透過のない
状態に維持される。従って、透明基板の絵素間部に対応
する部位に従来における遮光膜が存在していなくてもこ
の絵素間部からの光線が画面観察者の視野に入ることが
ないためコントラストの高い画面表示を可能にする。

【００１４】この請求項１に係る発明において上記光散
乱層としては、透明樹脂とこの透明樹脂中に分散され透
明樹脂とその屈折率が異なる散乱材料を含有する塗膜を
利用することができる。

【００１５】尚、請求項１記載の発明に係る反射型液晶
表示装置が偏光板を使用しない［高分子分散型液晶を使
用する液晶表示装置やゲストホスト液晶を使用する液晶
表示装置等が例示される］場合には特に問題ないが、上
記反射型液晶表示装置が偏光板を使用する［ＳＴＮ型液
晶表示装置、ＴＦＴ（ＴＮ）液晶表示装置、ＯＣＢ型液
晶表示装置あるいはＥＣＢ型液晶表示装置等が例示され
る］場合、上記散乱材料が光学的異方性を有すると、こ
れ等異方性散乱材料に入射された光線が偏光分離しかつ
それぞれの偏光がその屈折率に応じた速度で進行するこ
とになるため、偏光板からの出射光線に着色を生じるこ
とがある。このような着色現象を回避するため、上記散
乱材料としては光学的に等方性を有する材料が望まし
い。請求項２及び請求項３に係る発明はこのような技術
的理由によりなされている。

【００１６】すなわち、請求項２に係る発明は、請求項
１記載の発明に係る反射型液晶表示装置を前提とし、上
記光散乱層が、透明樹脂とこの透明樹脂中に分散されか
つ透明樹脂とその屈折率が異なる散乱材料を含有するこ
とを特徴とし、また、請求項３に係る発明は、この請求
項２記載の発明に係る反射型液晶表示装置を前提とし、
上記散乱材料が、光学的に等方性を有する材料により構
成されていることを特徴とするものである。

【００１７】これ等請求項２〜３に係る発明において上
記透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フッ素系
アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
イミド樹脂、あるいはこれ等の共重合樹脂等が利用でき
る。また、エポキシ樹脂にメラミン樹脂を添加したもの
を利用することも可能である。また、これ等の樹脂は熱
硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂ある
いはこれ等硬化方式を併用する樹脂であってよい。

【００１８】また、光学的に等方性を有する上記散乱材
料としては無機物から成る微粒子や有機ポリマーから成
る微粒子等が例示できる。無機物から成る微粒子として
は、等軸晶と呼ばれる立方晶構造を有する微粒子、この
等軸晶に似て複屈折の小さい正方晶構造を有する微粒
子、あるいは非晶質の微粒子が適用でき、等軸晶を有す
る無機微粒子として、例えば、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂、Ｓｒ
Ｆ₂、ＬｉＦ、ＮａＦ等のフッ素化合物、ＭｇＯ、Ｃｅ
Ｏ等の酸化物が利用できる。また、非晶質の微粒子とし
て、例えば、ＳｉＯ₂やガラス粉末が利用できる。ま
た、有機物から成る微粒子としては、アモルファスシリ
コンの他、ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロ
アルコキシ樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン共重合体、ポリフルオロビニリデン、エ
チレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフルオ
ロビニル等の含フッ素ポリマーを利用でき、またその他
のポリマーにフッ素原子やフッ化アルキル基を導入させ
たものであってもよい。また、これ等フッ素化合物や含
フッ素ポリマーの表面に適当な表面処理を施したものを
上記微粒子として適用することも可能である。このよう
な表面処理としては、例えば、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ
₂Ｏ₃、ＺｎＯ、透明樹脂、カップリング剤又は界面活性
剤等を塗布し被覆する処理が挙げられる。また、この
他、アルコールあるいはアミン、有機酸等で表面反応を
生じさせたりする処理も例示できる。

【００１９】尚、この他、光学的に等方性を有する散乱
材料としては相溶性と屈折率が異なる２種以上のポリマ
ーを利用することができる。例えば、光硬化性エポキシ
樹脂中に光硬化性フッ素系アクリルポリマーを分散させ
かつ光照射することにより上記エポキシ樹脂中にフッ素
系アクリルポリマーがエポキシ樹脂から相分離した状態
で分散された光散乱層を形成することができる。

【００２０】また、上記光散乱層のパターンとしては、
マトリクス状（格子状）あるいはストライプ状が例示で
きる。また、これ等パターンの形成方法としては、例え
ば、印刷法や電着法が利用できる。あるいは、フォトリ
ソグラフィ法に従い、感光性樹脂を上記透明樹脂として
使用し、スピンコート法やカーテンコート法等を利用し
て基板上にコートした後、パターン状に露光・現像して
上記光散乱層を形成することも可能である。

【００２１】また、上記光散乱層は、透明樹脂と散乱材
料の他、塗膜形成の簡便化を図るため散乱材料の分散助
材や界面活性剤等の添加剤を含むものであってもよい。
また、表示画面のコントラストやホワイトバランスの向
上のため、黒色又は有彩色の着色剤（例えば、染料）を
若干量含むものであってもよい。

【００２２】次に、画面表示の方式として上記ノーマリ
ーブラック型表示方式を採用した反射型液晶表示装置と
しては、例えば絵素毎に電圧の印加が行える透明電極が
設けられた観察者側電極板と、この観察者側電極板に対
向して配置されかつ絵素毎に電圧の印加が行える電極が
設けられた光反射性背面電極板と、これ等両電極板間に
封入されると共にその液晶分子の観察者側電極板表面に
おける光学軸（ネマティック液晶分子の配列方向により
決せられる）と背面電極板表面における光学軸が互いに
９０度の角度をなしかつ一方の電極板表面から他方の電
極板表面までの間で上記光学軸が連続的に捩じれている
ネマティック液晶と、上記観察者側電極板の外側表面に
配置され外部から入射される外来光を直線偏光に変える
偏光フィルムとでその主要部を構成するものが挙げられ
る。

【００２３】そして、このノーマリーブラック型表示方
式を採用した反射型液晶表示装置は、以下のようにして
画面表示がなされる。

【００２４】すなわち、外部から入射された外来光はま
ず上記偏光フィルムにより直線偏光に変えられてネマテ
ィック液晶に入射する。そして電圧が印加されていない
絵素部においては、上記ネマティック液晶の光学的異方
性に基づき上記直線偏光は円偏光又は楕円偏光に変換さ
れてネマティック液晶を透過し光反射性背面電極板で反
射される。尚、この反射光は、光反射性背面電極板に入
射された上記円偏光又は楕円偏光の偏光面の回転方向と
逆の回転方向を有している。次に、上記反射光は再びネ
マティック液晶を透過して直線偏光（但し、この直線偏
光の偏光面は偏光フィルムを透過してネマティック液晶
に入射された上記直線偏光の偏光面に対し直交してい
る）に変換されこの直線偏光は上記偏光フィルムに吸収
される。他方、電圧が印加されている絵素部において
は、この電圧の印加により上記ネマティック液晶の光学
軸が観察者側電極板の法線方向を向いているため、偏光
フィルムを透過してネマティック液晶に入射された直線
偏光はその偏光面を維持したままネマティック液晶を透
過しかつ光反射性金属電極で反射された後再びネマティ
ック液晶を透過し偏光フィルムを透過して観察者方向へ
出射される。尚、絵素間部に入射された光線は偏光フィ
ルムで直線偏光に変換された後、絵素間部に対応する部
位に設けられた上記光散乱層で散乱される。こうして散
乱された光線の内電圧の印加されている絵素部方向に進
行方向が変化された光線はこの絵素部に入射した光線と
同様に偏光フィルムを透過して観察者方向へ出射され
る。その他の光線は偏光フィルム等に吸収されるため画
面観察者の視野に入ることがない。

【００２５】ここで、上記光反射性背面電極板として
は、例えば、基板の観察者側電極板側の面に光反射性金
属薄膜を有するものが適用でき、この光反射性金属薄膜
を絵素形状に加工して液晶物質を駆動させる電極として
利用することができる。請求項４〜５に係る発明はこの
ような技術的理由に基づいてなされている。

【００２６】すなわち、請求項４に係る発明は、請求項
１、２又は３記載の発明に係る反射型液晶表示装置を前
提とし、上記背面電極板の観察者側電極板側の面に光反
射性金属薄膜を備えることを特徴とし、また、請求項５
に係る発明は、請求項４記載の発明に係る反射型液晶表
示装置を前提とし、上記光反射性金属薄膜が液晶物質の
配向状態を制御する電極であることを特徴とするもので
ある。

【００２７】このような光反射性金属薄膜としては、例
えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、銀合金、
マグネシウム合金等が利用できる。また、上記光反射性
背面電極板として、例えば、基板の観察者側電極板とは
反対側の面に光反射材を有するものを適用することもで
きる。請求項６に係る発明はこのような技術的理由に基
づいてなされている。

【００２８】すなわち、請求項６に係る発明は、請求項
１、２又は３記載の発明に係る反射型液晶表示装置を前
提とし、上記背面電極板の観察者側電極板とは反対側面
に光反射材を備えることを特徴とするものである。

【００２９】このような光反射材としては、例えば、ア
ルミニウム箔が適用できる。

【００３０】次に、観察者側電極板における透明基板の
絵素部に対応する部位にこの部位を透過する光を絵素毎
に各色に着色させるカラーフィルター層を設けることに
より、マルチカラー画面の表示が可能となる。このカラ
ーフィルター層の色彩としては、赤色、緑色、青色の光
の三原色が望ましいが、この他、互いに補色の関係にあ
る３色でもよく、また上記光の三原色に白色を加えた４
色であってもよい。加えて、赤色−シアンの組合せ、緑
色−マゼンタの組合せ、青色−イエローといった２色の
組合せでもよい。

【００３１】このようなカラーフィルター層としては、
透明樹脂バインダーとこの透明樹脂バインダー中に混合
された着色剤とから構成されるものが利用できる。

【００３２】このようなカラーフィルター層としては、
透明樹脂バインダーとこの透明樹脂バインダー中に混合
された着色剤とから構成されるものが利用できる。上記
透明樹脂バインダーとしては、波長分散の小さいものが
好ましく、例えば、アクリル樹脂、アクリルエポキシ樹
脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポアミド樹脂、
ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、あるいはこれ等の共重
合樹脂が利用できる。また、エポキシ樹脂にメラミン樹
脂を添加したものを利用することも可能である。また、
これ等樹脂は熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂、電子線
硬化型樹脂あるいはこれ等硬化方式を併用する樹脂であ
ってよい。

【００３３】また、上記着色剤としては染料若しくは顔
料が適用でき、顔料を適用する場合には透明性の高い微
粒子状の有機顔料が好ましい。このような顔料として
は、例えば、光の三原色の下記赤色顔料、緑色顔料、青
色顔料が使用できる。

【００３４】尚、いずれもＣ．Ｉ．ナンバー（Color In
dex No.）でもって例示する。

【００３５】『赤色顔料』C.I.No.９７、１２２、１４
９、１６８、１７７、１８０、１９２、２１５『緑色顔料』C.I.No.７、３６『青色顔料』C.I.No.１５、１５と１の混合物、１５と
４の混合物、１５と６の混合物、２２、６０、６４また、これ等顔料は有機樹脂による被覆処理が施された
ものや表面処理剤による表面処理が施されたものであっ
てもよい。表面処理剤としては、例えば、カップリング
剤、アルコール、アミン、有機酸等が利用できる。

【００３６】また、上記カラーフィルター層は、透明樹
脂バインダーと着色剤の他、この着色剤を微粒子状で均
一に透明樹脂バインダー中に分散させる分散助剤や界面
活性剤を含有するものであってもよい。そして、上記カ
ラーフィルター層を形成する方法としては、例えば、グ
ラビアオフセット印刷法等の印刷法が適用できる。ま
た、フォトリソグラフィ法を利用することも可能であ
る。すなわち、透明樹脂バインダーとして感光性樹脂を
使用し、これに着色剤を混合して着色感光性樹脂組成物
を調製し、この着色感光性樹脂組成物を透明基板上に塗
布した後露光・現像して透明基板上の各絵素部に対応す
る部位に着色感光性樹脂組成物層を選択的に形成する方
法である。あるいは、透明樹脂バインダーに着色剤を混
合して電着する方法によって形成することも可能であ
る。

【００３７】尚、このカラーフィルター層が、各絵素部
の中央から絵素間部まで延設されたマイクロレンズ形状
を有する場合、絵素部に入射された光線は勿論、絵素間
部に入射された光線をも各絵素部方向へ屈折させること
ができるため、液晶表示の画面表示に利用することが可
能になる。

【００３８】このマイクロレンズとしては、その表面が
球面の一部を構成する形状が望ましい。この場合、上記
マイクロレンズ形状のカラーフィルター層が球面レンズ
の機能を有し、各絵素部に向けて入射された入射光線と
絵素間部に向けて入射された入射光線の全体を各絵素部
の中央方向へ屈折させることが可能となる。また、その
開口率を増大させてより明るい画面表示を可能にさせか
つマイクロレンズ形状のカラーフィルター層の収率や生
産性を増大させるため、その表面が円柱側面の一部を構
成する形状（かまぼこ形状）にすることも可能である。
この場合、マイクロレンズ形状のカラーフィルター層は
円柱レンズの機能を有し、各絵素部に向けて入射された
入射光線と絵素間部に向けて入射された入射光線の全体
を上記円柱形状レンズの軸方向へ屈折させることが可能
となる。尚、上記マイクロレンズ形状のカラーフィルタ
ー層を形成する方法としては、例えば、印刷法やフォト
リソグラフィー法により透明基板上の各絵素部に対応し
た部位にカラーフィルター層を形成した後、このカラー
フィルター層を溶融させてその表面張力によりマイクロ
レンズ形状に変形させる方法が利用できる。

【００３９】次に、本発明に係る観察者側電極板の透明
基板としては、例えば、ガラス板、プラスチックフィル
ム、プラスチックボード等が利用できる。一方、上記光
反射性背面電極板の基板としては、絵素間部からの光反
射を防止するため光吸収性の高い着色されたものが望ま
しく、例えば、黒色の基板が挙げられる。

【００４０】

【作用】請求項１〜６記載の発明に係る反射型液晶表示
装置によれば、観察者側電極板における透明基板の絵素
間部に入射された光線は光散乱層により散乱されるため
入射光線の一部の出射方向が絵素部方向へ変化される。
そして、絵素間部に入射された光線の一部が絵素部に入
射されて画面表示に利用されるため、その分、入射光線
の有効利用が図れ明るい表示画面を可能にする。

【００４１】また、この反射型液晶表示装置において
は、画面表示方式として両電極間に電圧が印加されない
ときに光反射性背面電極板からの反射光の透過を防止す
るノーマリーブラック型表示方式を採用しているため、
電圧が印加されることのない上記絵素間部においては常
に光透過のない状態に維持される。従って、透明基板の
絵素間部に対応する部位に従来における遮光膜が存在し
ていなくてもこの絵素間部からの光線が画面観察者の視
野に入ることがないためコントラストの高い画面表示を
可能にする。

【００４２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。

【００４３】［実施例１］この実施例に係る反射型液晶
表示装置は、図１に示すように観察者側電極板１と、こ
の観察者側電極板１に対向して配置された光反射性背面
電極板２と、これ等両電極板１、２間に封入されたネマ
ティック液晶３と、上記観察者側電極板１の外側表面に
配置され外部から入射される外来光を直線偏光に変える
偏光フィルム４とでその主要部が構成されている。

【００４４】そして、上記観察者側電極板１は、厚さ
０．７ｍｍのガラス基板１１と、このガラス基板１１の
ネマティツク液晶３側の絵素部に対応する部位に設けら
れこの部位を透過する透過光を赤色、緑色及び青色のそ
れぞれ三色に着色させる膜厚２．５μｍのカラーフィル
ター層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと、絵素間部に対応する
部位に設けられ入射光を散乱させる光散乱層（膜厚はカ
ラーフィルター層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと略同一）１
３と、これ等カラーフィルター層１２Ｒ、１２Ｇ、１２
Ｂ及び光散乱層１３を被覆してその表面を平坦にする膜
厚約１μｍのオーバーコート層１４と、このオーバーコ
ート層１４上の絵素部に対応する部位に設けられたスト
ライプパターンの透明電極（膜厚；０．２４μｍ）１５
と、この透明電極１５を一様に被覆した配向膜１６とを
備えている。

【００４５】他方、上記光反射性背面電極板２は、黒色
の基板２１と、この基板２１のネマティック液晶３側の
絵素部に対応した部位にストライプパターン状に設けら
れかつアルミニウムを２重量％含有する銀合金から成る
膜厚０．１μｍの光反射性金属電極２２と、この光反射
性金属電極２２を一様に被覆するように設けられた配向
膜２３とを備えている。

【００４６】尚、液晶の表示部位においてこれ等透明電
極１５及び／又は光反射性金属電極２２上には、上記配
向膜１６、２３を積層する前に０．０２〜０．２μｍ前
後の膜厚で酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化チ
タン、酸化珪素、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸
化アルミニウム、酸化セリウム、あるいはこれ等が混合
された無機酸化物を形成してもよい。透明電極１５及び
光反射性金属電極２２上の無機酸化物の膜は、液晶セル
化において液晶セル内に導電性の異物が混入した場合
に、透明電極１５と光反射性金属電極２２との電気的短
絡を防ぎ、パネル収率にプラスの効果がある。

【００４７】また、上記ストライプパターン状の透明電
極１５と同じくストライプパターン状の光反射性金属電
極２２とは互いに９０度の角度をなす方向に配置されて
おり、その交差位置が絵素部に対応している。更に、ネ
マティック液晶３についてはその液晶分子の配向膜１６
面における光学軸と配向膜２３面における光学軸が互い
に９０度の角度をなしかつ一方の配向膜面から他方の配
向膜面までの間で上記光学軸が連続的に捩じれるように
配置されている。また、偏光フィルム４はこの偏光フィ
ルム４を透過する直線偏光の偏光面が上記配向膜１６表
面におけるネマティック液晶３の光学軸に対し４５度の
角度をなすように配置されている。

【００４８】また、上記カラーフィルター層１２Ｒ、１
２Ｇ、１２Ｂは、有機顔料が分散された屈折率１．５の
アクリル系感光性樹脂により構成されており、また、光
散乱層１３は平均粒径０．２μｍ、屈折率１．４３のフ
ッ化カルシウム微粒子が分散されたアクリル系感光性樹
脂（屈折率１．５）により構成されている。

【００４９】そして、この反射型液晶表示装置は以下の
ような方法で製造されている。

【００５０】まず、ガラス基板１１上に赤色有機顔料が
分散されたアクリル系感光性樹脂を塗布し、周知のフォ
トリソグラフィ法に従い露光、現像処理によりパターニ
ングしてガラス基板１１上の赤色絵素部に対応する部位
に赤色カラーフィルター層１２Ｒを形成した。続いて、
同様の方法により緑色カラーフィルター層１２Ｇ及び青
色カラーフィルター層１２Ｂを順次形成した。

【００５１】次に、フッ化カルシウム微粒子が分散され
たアクリル系感光性樹脂を塗布し、周知のフォトリソグ
ラフィ法に従い露光、現像処理によりパターニングして
上記ガラス基板１１上の絵素間部に対応する部位に光散
乱層１３を形成した。そして、これ等カラーフィルター
層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと光散乱層１３とをオーバー
コート層１４で被覆した後、このオーバーコート層１４
上にＩＴＯをスパッタリング法により成膜しフォトリソ
グラフィ法に従いパターニング処理して透明電極１５を
形成し、更に配向膜１６を形成して観察者側電極板１を
製造した。

【００５２】一方、銀のターゲットとアルミニウムのタ
ーゲットを使用し共スパッタリング方式により黒色の基
板２１上に銀合金の薄膜を成膜した後、フォトリソグラ
フィ法に従いパターニング処理して光反射性金属電極２
２を形成し、更に配向膜２３を形成して光反射性背面電
極板２を製造した。

【００５３】最後に、これ等観察者側電極板１と光反射
性背面電極板２とをその周囲で固定して一体化させた
後、これ等両電極板１、２間にネマティック液晶３を封
入しかつ観察者側電極板１表面に偏光フィルム４を接着
させて上記反射型液晶表示装置を得た。

【００５４】そして、この液晶表示装置はノーマリーブ
ラック型表示方式を採用しており、以下のようにして画
面表示がなされる。

【００５５】すなわち、図２に示すように外部から入射
された外来光ｘ１はまず上記偏光フィルム４で直線偏光
ｘ２に変換され、観察者側電極板１を透過してネマティ
ック液晶３に入射される。

【００５６】そして電圧が印加されていない絵素部にお
いては、上記ネマティック液晶３の光学軸が直線偏光ｘ
２の偏光面と４５度の角度をなしているため、その光学
的異方性に基づき直線偏光ｘ２は円偏光又は楕円偏光ｘ
３に変換されてネマティック液晶３を透過し光反射性金
属電極２２で反射される。尚、この光反射性金属電極２
２で反射された光線ｘ４は、上記円偏光又は楕円偏光ｘ
３の偏光面の回転方向と逆の回転方向を有している。次
に、上記反射光ｘ４は再びネマティック液晶３を通過し
て直線偏光ｘ５（但し、この直線偏光ｘ５の偏光面は上
記直線偏光ｘ２の偏光面に対し直交している）に変換さ
れこの直線偏光ｘ５は上記偏光フィルム４に吸収され
る。

【００５７】他方、電圧が印加されている絵素部におい
ては、この電圧の印加により上記ネマティック液晶３の
光学軸が観察者側電極板１の法線方向を向いているた
め、直線偏光ｘ２はその偏光面を維持したままネマティ
ック液晶３を透過しかつ光反射性金属電極２２で反射さ
れた後再びネマティック液晶３を透過し、偏光フィルム
４を透過して観察者方向へ出射される。

【００５８】尚、絵素間部に入射された光線は偏光フィ
ルム４で直線偏光ｘ２に変換された後、絵素間部に対応
する部位に設けられた上記光散乱層１３で散乱される。
こうして散乱された光線のうち電圧の印加されている絵
素部方向に進行方向が変化された光線はこの絵素部に入
射した光線と同様に偏光フィルム４を透過して観察者方
向に出射される。その他の光線は黒色の基板２１又は偏
光フィルム４に吸収されるため画面観察者の視野に入る
ことがない。

【００５９】［実施例２］この実施例に係る反射型液晶
表示装置は、図３に示すように観察者側電極板１と、こ
の観察者側電極板１に対向して配置された光反射性背面
電極板２と、これ等両電極板１、２間に封入されたネマ
ティック液晶３と、上記観察者側電極板１の外側表面に
配置された位相差フィルム５及び偏光フィルム４とでそ
の主要部が構成されている。

【００６０】そして、上記観察者側電極板１は、厚さ
１．０ｍｍのガラス基板１１と、このガラス基板１１の
ネマティック液晶３側の絵素部に対応する部位に設けら
れこの部位を透過する透過光を、赤色、緑色及び青色の
それぞれ三色に着色させる膜厚２．５μｍのカラーフィ
ルター層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと、絵素間部に対応す
る部位に設けられ入射光を散乱させる光散乱層（膜厚は
カラーフィルター層１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと略同一）
１３と、これ等カラーフィルター層１２Ｒ、１２Ｇ、１
２Ｂ及び光散乱層１３を被覆してその表面を平坦にする
膜厚約０．５μｍのオーバーコート層１４と、このオー
バーコート層１４上の絵素部に対応する部位に設けられ
たストライプパターンの透明電極１５と、この透明電極
１５を一様に被覆した配向膜１６とを備えている。

【００６１】他方、上記光反射性背面電極板２は、透明
基板２１と、この透明基板２１のネマティツク液晶３側
の絵素部に対応する部位にストライプパターン状に設け
られた透明電極２４と、この透明電極２４を一様に被覆
するように設けられた配向膜２３と、透明基板２１のネ
マティツク液晶３側とは反対面に設けられた偏光フィル
ム２５並びに粗面化された反射面を有するアルミニウム
箔から成る光反射層２６とを備えている。

【００６２】尚、上記偏光フィルム４と偏光フィルム２
５とは、偏光フィルム４を透過する直線偏光の偏光面と
偏光フィルム２５を透過する直線偏光の偏光面とが互い
に平行に配置されている。

【００６３】また、カラーフィルター層１２Ｒ、１２
Ｇ、１２Ｂ、光散乱層１３、オーバーコート層１４及び
透明電極１５は、それぞれ実施例１の場合と同様の方法
により形成されており、また、上記透明電極２４は透明
電極１５と同様の方法により形成されたものである。

【００６４】

【発明の効果】請求項１〜６に係る発明によれば、観察
者側電極板における透明基板の絵素間部に入射された光
線は光散乱層により散乱されその一部が絵素部に入射さ
れて画面表示に利用されるため、その分、入射光線の有
効利用が図れる。

【００６５】また、画面表示方式として両電極間に電圧
が印加されないときに光反射性背面電極板からの反射光
の透過を防止するノーマリーブラック型表示方式を採用
しており、電圧が印加されることのない上記絵素間部に
おいては常に光透過のない状態に維持されるため、透明
基板の絵素間部に対応する部位に遮光膜が存在しなくて
もこの絵素間部からの光線が画面観察者の視野に入るこ
とがない。

【００６６】従って、明るくかつコントラストの高い画
面表示を可能にする効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１に係る反射型液晶表示装置の断面図。

【図２】実施例１に係る液晶表示装置の表示方式を示す
説明図。

【図３】実施例２に係る反射型液晶表示装置の断面図。

【図４】従来例に係る反射型液晶表示装置の断面図。

【図５】従来例に係る反射型液晶表示装置の断面図。

【符号の説明】

１観察者側電極板１１ガラス基板１２Ｒカラーフィルター層１２Ｇカラーフィルター層１２Ｂカラーフィルター層１３光散乱層１５透明電極２背面電極板２１基板２２光反射性金属電極３ネマティック液晶４偏光フィルム

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絵素毎に電圧の印加を行える透明電極が透
明基板上に配設された観察者側電極板と、この観察者側
電極板に対向して配置されかつ絵素毎に電圧の印加を行
える電極が配設された光反射性背面電極板と、これ等両
電極板間に封入された液晶物質と、上記観察者側電極板
の外側表面に配置され外部から入射する外光を直線偏光
に変える偏光フィルムとを備え、外光を上記背面電極板
で反射させると共に両電極間に電圧を選択的に印加し液
晶物質の配向状態を絵素毎に変化させて上記直線偏光の
透過・不透過を制御し画面表示する反射型液晶表示装置
において、上記観察者側電極板における透明基板の絵素間部に対応
する部位にこの部位を透過する透過光を散乱させる光散
乱層を設けると共に、両電極間に電圧が印加されないと
きに光反射性背面電極板からの反射光の透過を防止する
ノーマリーブラック型表示方式で構成されていることを
特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】上記光散乱層が、透明樹脂とこの透明樹脂
中に分散されかつこの透明樹脂とその屈折率が異なる散
乱材料を含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】上記散乱材料が、光学的に等方性を有する
材料により構成されていることを特徴とする請求項２記
載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】上記背面電極板の観察者側面に光反射性金
属薄膜を備えることを特徴とする請求項１、２又は３記
載の反射型液晶表示装置。
【請求項５】上記光反射性金属薄膜が液晶物質の配向状
態を制御する電極であることを特徴とする請求項４記載
の反射型液晶表示装置。
【請求項６】上記背面電極板の観察者側とは反対側面に
光反射材を備えることを特徴とする請求項１、２又は３
記載の反射型液晶表示装置。