JP3631067B2 - Reflective liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図12に、一般的な反射型液晶表示装置Xのほぼ1画素分の断面図を示す。
【0003】
図12に示すように、透明な第1のガラス基板101と透明な第2のガラス基板103とが、ある間隔を隔てて相互に平行になるように対向配置されている。
【0004】
第1のガラス基板101と第2のガラス基板103との間に、液晶材Eが充填されている。
【0005】
第1のガラス基板101上に、薄膜トランジスタ(以下「TFT」と称す。)110が形成されている。
【0006】
TFT110のゲート電極105が反射型液晶表示装置Xの走査線に接続されている。TFT110のドレイン電極146が反射型液晶表示装置Xの信号線に接続されている。TFT110のソース電極144が反射電極(画素電極)112と接続されている。
【0007】
反射電極112上を含む全画素領域に配向膜128aが形成される。
【0008】
第2のガラス基板103上に(図では下面に)透明な共通電極154が形成される。共通電極154上に(図では下面に)配向膜128bが形成される。加えて、TFT110の上を覆うように第2のガラス基板103上に遮光膜152が形成されている。
【0009】
第2の基板103の外側から入射する入射光が、反射電極112によって反射される。反射電極112と共通電極154との間に信号電圧を印加すると液晶材の配向が信号に応じて変化する。反射光の強度が変化し、液晶表示が可能となる。第2のガラス基板103の外側(第1のガラス基板101とは反対側)に、ある距離を隔てて、偏光板PLが配置されている。
【0010】
偏光板PLを挟んで第2のガラス基板103側から観察すると、白黒表示(第2のガラス基板103と共通電極154との間にカラーフィルタが形成されている場合には、カラー表示)を認識することができる。
【0011】
反射型液晶表示装置は、バックライトを必要としない。直視型の液晶表示装置の作成に向いている。透過型液晶表示装置と比較して、低消費電力化、薄型・コンパクト化、軽量化が可能である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記の反射型液晶表示装置Xを直視パネルに用いた場合、反射光は、偏光板PLを通過するために、原理的に光の利用率が1/2以下になる。
【0013】
そのため、ある程度以上の明るい表示(高い反射率)を得ることが難しかった。
【0014】
偏光板を使用しない反射型液晶表示装置としてポリマー分散(PolymerDispersion)液晶を用いた反射型液晶表示装置も提案されている。
【0015】
この反射型液晶表示装置では、液晶材中に紫外線(UV)硬化型樹脂を混合して形成したポリマー分散液晶材(PDLC)を、第1の基板と第2の基板との間に充填する。ポリマー分散液晶材にUV光を照射して樹脂の硬化を行う。紫外線を照射することによりUV硬化型樹脂が硬化する。
【0016】
ポリマー分散液晶材を用いた反射型液晶表示装置では、UV照射により重合させた樹脂中に残留したモノマーの影響、液晶材のUV照射による劣化など、液晶パネルの信頼性を低下させる問題が生じる。加えて、従来の液晶表示装置の製造工程とは異なる工程を含むため、製造工程上の互換性が低下し、生産性が悪くなるという問題も生じていた。
【0017】
本発明は、偏光板を使用せずに明るい表示(高い反射率)を得る高品位の反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0018】
加えて、本発明は、従来の液晶表示装置の製造工程と高い互換性を有する反射型液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、対向面が間隔を隔てて対向する反射型液晶表示装置用の第1および第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に充填され、液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層中に分散される、積層構造を有する多数の粒子とを有し、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なり、前記多数の粒子が前記第1及び/又は第2の基板上に層状に分布している反射型液晶表示装置が提供される。
【0020】
本発明の他の観点によれば、対向面が間隔を隔てて対向する反射型液晶表示装置用の第1および第2の基板と、前記第1の基板上に形成された反射電極と前記第2の基板の対向面上に形成された透明電極と、前記対向面上にそれぞれ形成され、前記反射電極面上に形成される第1の配向膜と前記透明電極透面上に形成される第2の配向膜と、前記反射電極と前記透明電極との間に電圧を印加することのできる電圧印加手段と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に充填され、液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層中に分散される、着色された積層構造を有する多数の粒子とを有し、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なる
反射型液晶表示装置が提供される。
【0021】
【発明の実施の形態】
発明者は、液晶層を形成する液晶分子の配向の違いにより光学的異方性(屈折率の異方性)が生じる現象を利用し、液晶層を形成する液晶分子の中に、光学的性質がほぼ等方的な多数の粒子を分散させ、分散粒子により反射型液晶表示装置の入射光を散乱させて光の反射率を向上させることを考えた。
【0022】
本発明の実施の形態による反射型液晶表示装置について説明する前に、発明者が行った反射型液晶表示装置の動作原理に関する予備的考察について図1及び図2に基づいて説明する。
【0023】
本考察においては、液晶層を構成する液晶材中に粒子を分散させる。粒子の光学的性質は等方的とする。
【0024】
図1(a)は、入射光17に対する液晶の平均屈折率nlcと粒子の屈折率npの差が大きい場合の液晶表示の原理を示す図であり、図1(c)は、入射光17に対する液晶の平均屈折率nlcと粒子の屈折率npの差が小さい場合の液晶表示の原理を示す図である。図1(b)は、図1(a)の液晶層E内の光学的な様子を模式的に示したものである。図1(d)は、図1(c)の液晶層E内の光学的な様子を模式的に示したものである。
【0025】
図1(a)、(c)に示す反射型液晶表示構造Aは、ある間隔を隔てて相互に対向配置される第1のガラス基板1および透明な第2のガラス基板3と、第1及び第2のガラス基板1、3間に充填された液晶層Eとを含む。
【0026】
第1のガラス基板1の表面上に、例えばAl膜により反射電極5が形成されている。反射電極5の上面に、樹脂製の水平配向膜7が形成されている。
【0027】
第2のガラス基板3の表面上(図1では下方の面)に、インジウム錫オキサイド(ITO)膜により透明電極11が形成されている。透明電極11の表面上(図1では下方の面)に樹脂製の水平配向膜15が形成されている。
【0028】
液晶材Eの中に多数の粒子Pが分散している。粒子Pは、ほぼ球状の形状をしている。粒子Pの屈折率は等方的であり、光学的異方性を示さない。粒子Pの屈折率は、平均屈折率npで表すことができる。
【0029】
図1(b)に示すように、液晶材E中の液晶分子の屈性率の平均値(平均屈折率)nlc(例えばne=1.77)と粒子Pの平均屈折率np(例えば、np=1.53)との差が大きい場合には、光は液晶材Eと粒子Pとの界面において散乱を起こしやすい。
【0030】
図1(a)に示すように、第2のガラス基板3の法線方向から第2のガラス基板3を透過して反射型液晶表示構造A内に入射する入射光17(白抜きの矢印で示す。以下、単に「入射光」と称する。)は、粒子Pにより散乱する。
【0031】
粒子Pによる散乱光19は、前方への散乱光19aと後方への散乱光19bの2種類の散乱光に分類できる。
【0032】
入射光17の一部は、反射電極5により反射されるが、粒子の密度が高い場合には、入射光17の大部分は、粒子Pにより散乱される。入射光17に対して前方散乱(入射光の角度からのずれが90度以内の散乱)と後方散乱(入射光の角度からのずれが90度以上の散乱)とが起こりうる。前方散乱の場合には、他の粒子により散乱されるか、反射電極5により反射されて進行方向を変化させ、第2のガラス基板3から、その法線方向に対して斜めの方向に出射される。(図において、出射光は斜線を施した矢印で示す。)
後方散乱が起こる場合も、光は、第2のガラス基板3からその法線方向に対して斜めの方向に反射される。
【0033】
粒子Pに起因する散乱光19が出射光となり、反射型液晶表示装置X外の観察位置O(ガラス基板3の法線方向に対して斜めの方向)から観察され、反射型液晶表示装置は白を表示する。
【0034】
図1(c)、(d)に示すように液晶材Eの屈性率の平均値(平均屈折率)nlc(例えば、ne=1.525)と粒子Pの平均屈折率np(例えば、np=1.53)との差が小さい場合、図1(d)に示すように、液晶材Eと粒子Pの屈折率の差が小さいので、光学的な界面はほぼ消滅し、入射光17が液晶材Eと粒子Pとの界面で散乱する確率は非常に低い。
【0035】
図1(c)に示すように、反射型液晶表示構造X内に入射する入射光17は、粒子Pにより散乱することなく、第1のガラス基板1の上面に形成された反射電極5により反射される。
【0036】
反射光は、反射型液晶構造の外部の観察位置O(ガラス基板3の法線方向に対して斜めの方向)から観察されず、反射型液晶表示装置は黒を表示する。
【0037】
図2に、液晶材E中での粒子Pによる光の散乱角θと、規格化された散乱強度との関係を示す。
【0038】
αは、粒子Pのサイズパラメータである。α=2πR/λで表される。Rは粒子Pの半径、λは液晶中での入射光の波長である。
【0039】
図2に示すように、粒子の半径Rが小さい場合、例えば、α=0.1、α=1では、散乱角度θが−180度から+180度までの広い範囲にわたって角度依存性はあるものの、ほぼ平均した散乱強度を示す。粒子の半径Rが大きくなると、例えば、α=10の場合、散乱角度θが−30度から+30度の範囲で、ほぼ正規分布に近い散乱強度を示す。
【0040】
粒径が非常に大きい場合、(例えば、α=100の場合)、光の散乱角θの分布は、非常に狭い。
【0041】
粒子による散乱を積極的に利用するため、粒子Pの径としては、R<5λ/πの条件を満たすことが望ましい。液晶分子EMの平均屈折率は1.6程度である。粒子半径Rとしては、可視光線の長波長側の限界波長である780nmの値を上記の式に代入して求めた、R={5×(780/1.6)}/πより短い波長、すなわち780nm以下の半径を有する粒子を用いるのが好ましい。
【0042】
液晶材E中の液晶分子は屈折率異方性をもっている。液晶材E中に分散された粒子Pの平均屈折率npとに対して、液晶分子の常軸の屈折率noと異常軸の屈折率neのいずれかの屈折率との比を1以外の値に設定する。
【0043】
常軸の屈折率noと異常軸の屈折率neのうち、粒子Pの屈折率npと異なる屈折率が入射光に対して有効になるように液晶分子を配列すれば、図1(b)に示すように粒子Pの表面が光学的界面を形成し、入射光は粒子Pにより散乱する。
【0044】
常軸の屈折率noと異常軸の屈折率neのうち、粒子Pの屈折率npと同程度の屈折率が入射光に対して有効になるように液晶分子を配列すれば、図1(d)に示すように粒子Pと液晶とは光学的にほぼ同等の媒質となり、光学的界面は弱まるか、又は消滅する。
入射光が粒子Pにより散乱する確率は低くなる。
【0045】
例えば、粒子Pの平均屈折率npと液晶分子の常軸の屈折率noをほぼ等しくし、粒子Pの平均屈折率npと液晶分子の異常軸の屈折率neを異なる値にする反射型液晶表示装置の構造を形成し、液晶の配向を電界の印加により制御できるようにすれば、電極間に電圧を印加するか否かにより白黒表示を行うことが可能となる。
【0046】
図1に示す原理を用いて反射型液晶表示装置を動作させる場合において、観測される反射光の強度を上げて明るい表示を実現するためには、液晶分子の屈折率の異方性Δn=ne−noを大きくすることが好ましい。観測位置における白の表示と黒の表示との差を大きくし、表示画面をより鮮明にすることができる。また、粒子Pの径を小さくし、液晶材E中での粒子の密度を上げれば、散乱光の強度が高くなり、表示画面がより鮮明になる。
【0047】
以上の考察に基づき、実際に反射型液晶表示装置を製造するための、実験を行った。
【0048】
図3に、液晶中において入射光を分散するための構造の一部を例示する。
【0049】
図3に示す構造は、第1のガラス基板1上に、例えばAlによる反射電極5を形成し、さらにその上に、例えばポリイミド樹脂により配向膜7を形成した構造である。
【0050】
配向膜7の上に、高分子により形成される粒子Pが、多数堆積されている。
【0051】
図3の構造は以下の工程により実現される。
【0052】
粒子Pは、日本ペイント製のスチレン・アクリルの2重構造を有する球状の粒子である。粒子の平均粒径は340nm、平均屈折率npは1.53である。
【0053】
スチレン・アクリルの2重構造(積層構造)を有する粒子を、イソプロピールアルコール(IPA)中に分散させる。
【0054】
粒子Pを分散したIPAを、スピンコーターを用いてガラス基板上にコーティングする。第1のガラス基板1上には、予め、反射電極5と配向膜7とが形成されている。
【0055】
IPAを蒸発させることにより、第1のガラス基板1上にスチレン・アクリルの2重構造を有する粒子Pが、ほぼ均一な厚さと平面上の密度分布で堆積され、粒子膜を形成する。
【0056】
図4に、上記工程で形成された構造の表面の様子を示す。50倍の表面顕微鏡観察を行った場合の様子を示したものである。
【0057】
基板上に大小の島状の領域(梨地で示す。)に粒子が存在する。大きな島状の領域は、比較的多数の粒子が基板表面と同じ方向に接した状態を表している。小さな島状の領域は、比較的少数の粒子が基板上において基板表面と同じ方向に接した状態を表している。島状の領域以外は、粒子が存在しない状態を表している。
【0058】
高さ方向(基板に対して法線方向)に関しては、基板上に1から2粒子程度が堆積している。基板上に、ほぼ均一な厚さの粒子膜が形成されている。
【0059】
粒子膜は、第1のガラス基板1、第2のガラス基板3のいずれか一方、又は両方の基板に形成することが可能である。
【0060】
図5は、第1の基板1上にのみ粒子膜を形成した様子を示す。
【0061】
図6は、第2の基板3上にのみ粒子膜を形成した様子を示す。
【0062】
図7は、第1の基板1及び第2の基板3上の両方に、粒子膜を形成した様子を示す。
【0063】
尚、第1の基板1と第2の基板3との間隔が、例えば5μmであるのに対して、粒子層の実効的な厚さは、0.5μm程度である。図7に示す構造においても、厚さ5μmの液晶層全体に粒子Pがほぼ均一に分散されているわけではない。
【0064】
本明細書においては、液晶層中に粒子Pがほぼ均一に分散している場合だけでなく、図5から図7までに示される状態をも含めて「液晶層に粒子が分散している」と表現する。
【0065】
図8から図12に基づき、本発明の第1の実施の形態による反射型液晶表示装置について説明する。
【0066】
図8に示す装置は、図1の反射型液晶装置の構造に、電源21とスイッチ25と(電圧印加手段)を加えたものである。第1のガラス基板1の表面に反射電極5、水平配向膜7aが形成されている。第2のガラス基板3の表面に、透明電極、水平配向膜15aが形成されている。液晶分子EMとしては、Δεが正のネマチック液晶が用いられる。
【0067】
液晶中に分散させた粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの常軸の屈折率noとが同程度で、粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率neが異なる。液晶の常軸の屈折率noは1.525、異常軸の屈折率neは1.77である。粒子Pの平均屈折率npは、1.53である。
【0068】
図8(a)は、スイッチ23をオフした状態を示す。第1のガラス基板1側の反射電極5と第2のガラス基板3側の透明電極11との間に電圧を印加しない状態を示す。
【0069】
第1及び第2のガラス基板1、3上に水平配向膜7a及び15aが形成されているため、電圧を印加しない状態における液晶分子EMの配置は、基板面と液晶分子Eの長軸が延在する方向とが平行な状態に配置される。
【0070】
この状態では、第2のガラス基板3の外側から、基板表面の法線方向に入射する入射光に対し、液晶の異常軸の屈折率neが支配的であり、かつ、異常軸の屈折率neは粒子Pの屈折率と異なる。入射光は粒子Pにより散乱し、出射光の強度が高くなる。第2のガラス基板3の法線方向に対して斜め方向の観察位置からは、白の表示が観察される。
【0071】
図8(b)はスイッチ25をオンした状態を示す。第1のガラス基板1側の反射電極5と第2のガラス基板3側の透明電極11との間に電圧を印加した状態を示す。
【0072】
液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対してほぼ垂直方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの常軸の屈折率noとがほぼ等しい。図1(c)の場合と同じく、入射光が粒子Pにより散乱する確率が低い。観察位置からは、黒が観察される。
【0073】
粒子Pを液晶中に分散させたことにより、観測位置における表示、特に白の表示が鮮明になる。
【0074】
本明細書において、液晶分子の常軸の屈折率noと異常軸の屈折率neのうちいずれか一方と粒子の平均屈折率npとがほぼ等しい場合とは、以下の場合を言う。
【0075】
常軸の屈折率noと異常軸の屈折率neの値のうち、粒子の屈折率npとの差が小さい方の屈折率が例えばnoである場合に、noとnpとの差の絶対値をΔnと定義すると、noとnpとがほぼ等しいとは、例えば、Δn<0.02であり、好ましくはΔn<0.01である。
【0076】
本明細書において、液晶分子の常軸の屈折率(no)と異常軸の屈折率(ne)のうちいずれか一方と粒子の平均屈折率(np)とが屈折率が異なる場合とは、以下の場合をいう。
【0077】
常軸の屈折率noと異常軸の屈折率neの値のうち、粒子の屈折率npとの差が大きい方の屈折率が例えばneである場合に、neとnpとの差の絶対値をΔnと定義すると、neとnpとが異なるとは、例えば、Δn>0.05であり、好ましくはΔn>0.1であり、より好ましくはΔn>0.2である。
【0078】
図9(a)に、図5の構造、すなわち、第1のガラス基板上に粒子膜が形成されている構造を図8の装置に適用した場合の、反射率(反射光の強度/入射光の強度)の印加電圧による変化を示す。図9(b)に図7の構造、すなわち、両側のガラス基板上に粒子膜が形成されている構造を図8の装置に適用した場合の、反射率(反射光の強度/入射光の強度)の印加電圧による変化を示す。
【0079】
図9(a)に示すように、片側のガラス基板にのみ粒子膜を形成した場合には、印加電圧約1.5V程度において、反射率として約18.5%の値が得られた。
【0080】
一方、図9(b)に示すように、第1のガラス基板上に粒子膜を形成した場合には、印加電圧が約1.5V程度において、反射型液晶表示装置の反射率として約42.5%の高い値が得られた。
【0081】
両方の基板に粒子膜を形成すると、入射光の分散確率が増加し、反射率も高くなる。
【0082】
反射型液晶装置の構造の製造方法を簡単に説明する。
【0083】
第1のガラス基板上に反射電極、配向膜を形成する。第2のガラス基板上に透明電極、配向膜を形成する。
【0084】
電極及び配向膜が形成された第1および第2のガラス基板上のいずれか一方又は両方の表面に粒子膜を形成する。
【0085】
第1のガラス基板上に、例えば粒径5μmのスペーサ粒子を多数配置し、第2のガラス基板の外周部上に、エポキシ樹脂によるシール材を形成する。
【0086】
この状態で第1のガラス基板と第2のガラス基板とを張り合わせて液晶パネルを形成する。
【0087】
第1のガラス基板と第2のガラス基板との間に形成された空間を真空に排気する。
【0088】
液晶パネルを液晶材(例えば、ネマチック液晶を用い、その異常軸の屈折率ne=1.771、常軸の屈折率no=1.525とする。)中に漬ける。液晶材が注入口から第1のガラス基板と第2のガラス基板との間に形成された空間に注入される。注入口を塞ぎ、大気圧に戻す。
【0089】
図10に、両側のガラス基板に粒子膜を形成した場合の、反射型液晶表示装置Bの約1画素分に相当する断面図を示す。
【0090】
図11に、反射型液晶表示装置Bの全体の平面図を示す。
【0091】
図10に示すように、透明な第1のガラス基板1と透明な第2のガラス基板3とが、ある間隔を隔てて相互に平行になるように対向配置されている。
【0092】
第1のガラス基板1と第2のガラス基板3との間に、液晶材Eが充填されている。
【0093】
第1のガラス基板1上に、薄膜トランジスタ(以下「TFT」と称す。)10が形成されている。
【0094】
TFT10のゲート電極55が反射型液晶表示装置Bの走査線に接続されている。TFT10のドレイン電極46が反射型液晶表示装置Bの信号線に接続されている。TFT10のソース電極44が反射電極(画素電極)5と接続されている。
【0095】
反射電極5上を含む全画素領域に配向膜7が形成される。
【0096】
第2のガラス基板3上に(図では下面に)、例えばインジウム錫酸化物(ITO)により、透明な共通電極11が形成される。共通電極11上に(図では下面に)配向膜15が形成される。加えて、TFT11の上を覆うように第2のガラス基板3上に遮光膜52が形成されている。
【0097】
配向膜7及び配向膜15上に、粒子膜61及び65が形成されている。
【0098】
図11に示すように、反射型液晶表示装置Bは、画像を表示するための概略長方形の表示部Fと、表示部Fの周辺に配置され、表示部Fを駆動する周辺回路Cとを含む。
【0099】
表示部Fに、複数の画素PXが、マトリックス状に配置されている。
【0100】
表示部Fに、複数本の信号線63、63、63、・・・が列方向に、複数本の走査線65、65、65、・・・が行方向に走っている。
【0101】
1つの画素PXには、ソース、ゲート、ドレインを有する画素用TFT10と、電極5、11と液晶材とで構成される(図10)液晶セル71と、蓄積容量77と、が含まれる。画素TFT10のドレインには、信号線63が接続される。画素TFT10のゲートGには、走査線65が接続される。画素TFT10のソースと接地端子GNDとの間には、液晶セル71と蓄積容量77とが並列に接続される。
【0102】
周辺回路Cは、信号線63を駆動する信号線駆動回路C1と、走査線65を駆動する走査線駆動回路C2とを含む。
【0103】
走査線65によって選択されたTFT10のドレインDの電位を信号線63により変化させ、これによりドレインDと接地(GND)との間の電位差により、液晶分子の配列状態を例えば図8(a)と図8(b)とに示すように変化させる。
【0104】
配向膜7及び配向膜15(図10)は、水平配向膜が用いられる。液晶の屈折率と粒子の屈折率の関係は、ne>np、かつ、no≒npである。
【0105】
反射電極5と共通電極11との間に電圧を印加した場合に、第2の基板3の外側から入射する入射光が、粒子膜61、65に含まれる粒子Pによって散乱する。
【0106】
散乱光が反射電極5によって反射され、反射光が第2のガラス基板3の外側から観察される。
【0107】
反射電極5と共通電極11との間に印加される電圧を0にすると、粒子Pによる散乱の確率が低くなり、反射光の強度が低くなる。
【0108】
上記の反射型液晶表示装置においては偏光板が不要なため、反射光の強度が高く、明るい表示が可能である。
【0109】
次に、上記第1の実施の形態の変形例を示す
図13は、図8に対応する図である。
【0110】
第2のガラス基板3の下面に透明電極を挟んで垂直配向膜15aが形成されている。液晶分子EMとして、Δεが負のネマチック液晶が用いられる。
【0111】
図13(a)はスイッチ25をオフした状態を示す。
【0112】
第1のガラス基板1側の反射電極5と第2のガラス基板3側の透明電極11との間に電圧を印加しない状態における液晶分子EMと粒子Pとの配列を示す。
【0113】
図13(b)はスイッチ25をオンした状態を示す。第1のガラス基板1側の反射電極5と第2のガラス基板3側の透明電極11との間に電圧を印加した状態における液晶分子EMと粒子Pとの配列を示す。
【0114】
液晶中に分散させた粒子Pの平均屈折率np(1.53)と液晶分子EMの常軸の屈折率no(1.525)とが同程度で、粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率ne(1.77)が異なる。
【0115】
垂直配向膜7b、15bが設けられているため、スイッチ25をオフした状態(図13(a))では、液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対して垂直方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの常軸の屈折率noとが同程度であり、入射光が粒子Pにより散乱する確率は低い。
【0116】
観察位置Oから見た場合に、黒の表示となる。
【0117】
スイッチをオンした(図13(b))状態では、液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対してほぼ水平方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率neとが異なるため、入射光が粒子Pにより散乱する確率が高い。観察位置Oから見た場合に、白の表示となる。
【0118】
粒子Pの存在により、分散光による白表示が明るくなり、観測位置における白の表示と黒の表示との差が大きくなる。表示画面が鮮明になる。
【0119】
上記の変形例において、液晶分子が垂直に配向している状態(図13(a))において、入射光が粒子Pによって散乱されないようにすることが望ましい。
【0120】
ところが、粒子P界面近傍における液晶分子の配向の状態によっては、粒子Pから離れた位置に存在する液晶分子の配向の状態にまで影響を及ぼすことがある。そこで、以下の点に配慮する必要がある。
【0121】
粒子Pの界面近傍における液晶分子の配向は、粒子の表面エネルギーの値に依存することが確認されている。一般的に、粒子の表面エネルギーEsが高くなると、粒子の表面近傍における液晶分子の配向が、水平から垂直に変化する。この時のしきい値となる粒子の表面エネルギーをEthと定義する。
【0122】
基板面の配向が垂直方向の場合には、粒子表面での液晶分子が平行配列になるように、粒子の表面自由エネルギーをEth以上とすれば、光の散乱を防止し、クリアな黒表示が可能となる。
【0123】
基板面の配向が水平方向の場合には、粒子表面での液晶分子が垂直配列になるように、粒子表面の表面自由エネルギーをEth以下とすれば、光の散乱が起こりやすい。クリアな液晶表示が可能になる。
【0124】
図14、図15に第2の実施の形態による反射型液晶表示装置を示す。
【0125】
図14及び図15に示す反射型液晶表示装置は、液晶材としてネマチック液晶に代えてコレステリック液晶(コレステリル基を有するコレステロール誘導体又は、通常のネマチック液晶の末端基に分枝アルキル基やアルコキシ基を導入したカイラルネマチック液晶)を用いている。
【0126】
図14は、配向膜として垂直配向膜7b、15bを用いている。液晶の誘電異方性は、Δε<0である。
【0127】
液晶中に分散させた粒子Pの平均屈折率np(1.53)と液晶分子EMの常軸の屈折率no(1.525)とが同程度で、粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率ne(1.77)が異なる。
【0128】
垂直配向膜7b、15bが設けられているため、スイッチ25をオフした状態(図14(a))では、液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対してほぼ垂直方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの常軸の屈折率noとが同程度であり、入射光が粒子Pにより散乱する確率は低い。
【0129】
観察位置Oから見た場合に、黒の表示となる。
【0130】
スイッチをオンした(図14(b))状態では、液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対してほぼ水平方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率neとが異なるため、入射光が粒子Pにより散乱する確率が高い。観察位置Oから見た場合に、黒の表示となる。
【0131】
粒子Pの存在により、観測位置Oにおける白の表示と黒の表示との差が大きくなり、表示画面が鮮明になる。
【0132】
例えばコレステリル基(C27H45−)をもつ液晶分子を用いるため、液晶分子自体の散乱性も高い。表示がより明るくなる。加えて、スイッチ25により電圧をオン・オフした場合の応答が早くなる。
【0133】
図15は、配向膜として水平配向膜7a、15aを用いた構造を示す。誘電異方性Δε>0である。
【0134】
液晶中に分散させた粒子Pの平均屈折率np(1.53)と液晶分子EMの常軸の屈折率no(1.525)とが同程度で、粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率ne(1.77)が異なる。
【0135】
水平配向膜7a、15aが設けられているため、スイッチ25をオフした状態(図15(a))では、液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対してほぼ水平方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの異常軸の屈折率neとが異なるため、入射光が粒子Pにより散乱する確率が高い。観察位置から見た場合に、黒の表示となる。
【0136】
粒子Pの存在により、観測位置における白の表示と黒の表示との差が大きくなり、表示画面が鮮明になる。
【0137】
スイッチをオンした(図15(b))状態では、液晶分子EMはガラス基板1、3の表面に対してほぼ垂直方向に配向する。粒子Pの平均屈折率npと液晶分子EMの常軸の屈折率noとが同程度であり、入射光が粒子Pにより散乱する確率は低い。
【0138】
観察位置から見た場合に、黒の表示となる。
【0139】
粒子Pの存在により、観測位置Oにおける白の表示と黒の表示との差が大きくなり、表示画面が鮮明になる。
【0140】
例えばコレステリル基(C27H45−)をもつ液晶分子を用いるため、液晶分子自体の散乱性も高い。表示がより明るくなる。加えて、スイッチ25により電圧をオン・オフした場合の応答が早くなる。
【0141】
本発明の第3の実施の形態による反射型液晶表示装置について図16に基づき説明する。
【0142】
図16に示す反射型液晶表示装置は、液晶材中に例えばR1とR2の2種類の径を有する粒子P1、P2を分散させている。
【0143】
径の小さい粒子(P2)を混ぜることにより、液晶中への粒子の充填率が高まる。入射光が散乱する確率が増加し、より明るい表示が可能となる。
【0144】
また、粒径が異なれば、それぞれの粒径に対応して散乱の角度依存性の異なるので、散乱に起因する反射光の角度の広がりと散乱光の強度とのバランスを平均化することができる。
【0145】
次に、本発明の第4の実施の形態による反射型液晶表示装置を示す。
【0146】
図17は、第1のガラス基板1又は第2のガラス基板3側のみを示す。この実施の形態による反射型液晶表示装置は、液晶材の中に粒子を均等に分散させるのではなく、ガラス基板(1、3)面の上に粒子層を形成している。
【0147】
ガラス基板(1,3)面の上に粒子Pを分布させる方法として、基板(1、3)面に粒子を印刷又は散布して、その後に液晶パネルを組み立て、液晶材を充填する。
【0148】
予め、粒子中に顔料または染料を入れておくことにより、粒子からの散乱光に波長分布を持たせることができる。画素PXごとに異なる色の粒子P(PG:緑色粒子、PR:赤色粒子、PB:青色粒子)を多数、分布させることにより、カラーフィルタ等を用いずに、カラー表示を実現することができる。図17に示す色配置は、ベイヤー配列である。他の色配置にすることも可能である。
【0149】
なお、上記の実施の形態による反射型液晶表示装置では、第1のガラス基板1面の上に粒子を積層させた例を示したが、第2のガラス基板3の表面に粒子を積層させてもよい。両方の基板面に粒子を積層させることもできる。
【0150】
粒子Pの材料としては、従来から液晶表示装置において対向する2枚の基板間の距離を一定の値に保つために用いられてきたスペーサと同じ材料(例えば、シリカ)を用いることができよう。一般的に塗料として用いられる粉体状の樹脂(例えば、最小粒径60nm、2層構造)を用いることもできる。これらの粒子は、化学的に非常に安定な物質であり、信頼性の高い反射型液晶表示装置を実現できよう。
【0151】
また、上記第1の実施の形態においては、反射型液晶表示装置としてアクティブマトリックス型液晶表示装置を例として説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、単純アクティブマトリックス型液晶表示装置を用いても良い。
【0152】
さらに、液晶は、主としてネマチック液晶を用いた例について説明したが、液晶の種類もこれに限定されるものではない。
【0153】
なお、以下の(1)から(23)までに記載した事項に関しては、一部を特許請求の範囲に記載したが、その他の発明に関しても本願発明に包含されるものとする。
【0154】
(1)対向面が間隔を隔てて対向する反射型液晶表示装置用の第1および第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に充填され、液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層中に分散される多数の粒子とを有し、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なる反射型液晶表示装置。
【0155】
(2)前記多数の粒子が前記第1及び/又は第2の基板上に層状に分布している上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0156】
(3)前記多数の粒子が前記第2の基板上に層状に分布している上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0157】
(4)前記多数の粒子が前記第1の基板上及び前記第2の基板上に層状に分布している上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0158】
(5)前記粒子の半径が可視光限界の780nm以下である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0159】
(6)前記多数の粒子は、略球形の形状である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0160】
(7)前記多数の粒子は、高分子により形成される上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0161】
(8)前記多数の粒子の各々は、積層構造を有する上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0162】
(9)前記積層構造は、スチレンとアクリルとの積層構造である上記(8)に記載の反射型液晶表示装置。
【0163】
(10)前記液晶分子は、ネマチック液晶分子である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0164】
(11)前記液晶層は、カイラル材を含む上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0165】
(12)前記液晶分子は、コレステリック液晶を含む液晶分子である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0166】
(13)前記複数の粒子は、着色された粒子を含む上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0167】
(14)前記液晶分子の誘電率異方性が負であり、前記第1および第2の基板が垂直配向膜を有する上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0168】
(15)前記液晶分子の誘電率異方性が正であり、前記第1および第2の基板が水平配向膜を有する上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0169】
(16)前記他方の屈折率と、前記粒子の平均屈折率との差が0.05以上である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0170】
(17)前記他方の屈折率と、前記粒子の平均屈折率との差が0.1以上である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0171】
(18) 前記他方の屈折率と、前記粒子の平均屈折率との差が0.2以上である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0172】
(19)前記一方の屈折率と、前記粒子の平均屈折率との差が0.02以下である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0173】
(20)前記一方の屈折率と、前記粒子の平均屈折率との差が0.01以下である上記(1)に記載の反射型液晶表示装置。
【0174】
(21)(a)反射型液晶表示装置用の第1及び第2の基板を準備する工程と、(b)粒子を分散媒中に分散させ、これを前記第1および第2の基板の少なくとも一方の基板上にスピンコートし、前記分散媒を蒸発させて前記基板上に前記粒子の膜を形成する工程と、(c)前記粒子よりも径の大きいスペーサ粒子を、第1および第2の基板のいずれか一方の上に配置させる工程と、(d)前記第1および第2の基板の他方の周辺上にシールを形成する工程と、(e)前記第1および第2の基板を張り合わせる工程と、(f)前記第1および第2の基板間に液晶を注入する工程とを含む反射型液晶表示装置の製造方法。
【0175】
(22)対向面が間隔を隔てて対向する反射型液晶表示装置用の第1および第2の基板と、前記第1の基板上に形成された反射電極と前記第2の基板の対向面上に形成された透明電極と、前記対向面上にそれぞれ形成され、前記反射電極面上に形成される第1の配向膜と前記透明電極透面上に形成される第2の配向膜と、前記反射電極と前記透明電極との間に電圧を印加することのできる電圧印加手段と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に充填され、液晶分子を含む液晶層と、前記液晶層中に分散される多数の粒子とを有し、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なる反射型液晶表示装置。
【0176】
(23)前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なり、前記第1および第2の配向膜の配向が水平配向であり、前記粒子の表面自由エネルギーが、前記粒子の表面での液晶配向が水平方向から垂直方向に変化するときの表面エネルギーのしきい値以下である上記(22)に記載の反射型液晶表示装置。
【0177】
以上、本実施の形態により反射型液晶表示装置について例示的に説明したが、その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明あろう。
【0178】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置では、偏光板が不要となり高い反射率が得られる。明るい液晶表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反射型液晶表示装置の動作原理を示す図である。図1(a)、(b)は、液晶分子と粒子との屈折率の差が大きい状態を、図1(c)、(d)は、液晶分子と粒子との屈折率の差が小さい状態を示す。
【図2】図1(a)に示す装置における規格化された散乱強度と散乱角の関係を理論的に求めた図である。
【図3】電極及び配向膜が形成された基板上に粒子層を形成した様子を示す断面図である。
【図4】図3の構造を上から観察した平面図である。
【図5】下側の基板上にのみ粒子層が形成されている液晶表示構造を示す断面図である。
【図6】上側の基板上にのみ粒子層が形成されている液晶表示構造を示す断面図である。
【図7】上下両方の基板上に粒子層が形成されている液晶表示構造を示す断面図である。
【図8】図1(a)の構造に加えて上下の電極間に電圧を印加する手段を設けた構造を示す。図8(a)は、上下の電極間に電圧を印加しない状態を示す。図8(b)は、上下の電極間に電圧を印加した状態を示す。
【図9】図8に示した構造において、上下の電極間に印加した電圧と反射率との関係を示す。図9(a)は下側の基板上にのみ粒子層を設けた場合、図9(b)は上下両方の基板上に粒子層を設けた場合のグラフである。
【図10】本発明の第1の実施の形態による反射型液晶表示装置の断面図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態による反射型液晶表示装置の平面図である。
【図12】従来の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図13】本発明の第1の実施の形態の変形例による反射型液晶表示装置の断面図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態による反射型液晶表示装置の断面図である。
【図15】本発明の第2の実施の形態の変形例による反射型液晶表示装置の断面図である。
【図16】本発明の第3の実施の形態による反射型液晶表示装置の断面図である。
【図17】本発明の第4の実施の形態による反射型液晶表示装置の平面図であり、第1又は第2の基板表面の構造を示す。
【符号の説明】
A 反射型液晶表示構造
B 反射型液晶表示装置
C 周辺回路
E 液晶層(材)
EM 液晶分子
F 表示部
P 粒子
PX 画素
O 観察位置
1 第1の基板
3 第2の基板
5 反射電極
7、15 配向膜
10 TFT
11 透明電極
17 入射光
19a、19b 散乱光
21 電源(電圧印加手段)
25 スイッチ(電圧印加手段)
61 粒子層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 shows a cross-sectional view of approximately one pixel of a general reflective liquid crystal display device X.
[0003]
As shown in FIG. 12, a transparent
[0004]
A liquid crystal material E is filled between the
[0005]
A thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) 110 is formed over the
[0006]
The
[0007]
An
[0008]
A transparent
[0009]
Incident light that enters from the outside of the
[0010]
When observed from the
[0011]
The reflective liquid crystal display device does not require a backlight. It is suitable for creating a direct-view type liquid crystal display device. Compared with a transmissive liquid crystal display device, low power consumption, thinness, compactness, and weight can be achieved.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
When the above-described reflective liquid crystal display device X is used for a direct view panel, the reflected light passes through the polarizing plate PL, so that the light utilization rate is in principle ½ or less.
[0013]
For this reason, it has been difficult to obtain a bright display (high reflectance) of a certain degree or more.
[0014]
A reflection type liquid crystal display device using a polymer dispersion liquid crystal has been proposed as a reflection type liquid crystal display device using no polarizing plate.
[0015]
In this reflective liquid crystal display device, a polymer-dispersed liquid crystal material (PDLC) formed by mixing an ultraviolet (UV) curable resin in a liquid crystal material is filled between a first substrate and a second substrate. The resin is cured by irradiating the polymer-dispersed liquid crystal material with UV light. The UV curable resin is cured by irradiating with ultraviolet rays.
[0016]
In a reflective liquid crystal display device using a polymer-dispersed liquid crystal material, problems such as the influence of a monomer remaining in a resin polymerized by UV irradiation and the deterioration of the liquid crystal material due to UV irradiation cause a decrease in the reliability of the liquid crystal panel. In addition, since a process different from the manufacturing process of the conventional liquid crystal display device is included, there is a problem that compatibility in the manufacturing process is lowered and productivity is deteriorated.
[0017]
An object of the present invention is to provide a high-quality reflective liquid crystal display device that obtains a bright display (high reflectance) without using a polarizing plate.
[0018]
In addition, an object of the present invention is to provide a manufacturing method of a reflective liquid crystal display device having high compatibility with a manufacturing process of a conventional liquid crystal display device.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
According to one aspect of the present invention, filling is performed between first and second substrates for a reflective liquid crystal display device having opposed surfaces facing each other at an interval, and between the first substrate and the second substrate. And a liquid crystal layer containing liquid crystal molecules and dispersed in the liquid crystal layer Has a laminated structure A plurality of particles, and either one of the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule and the refractive index of the abnormal axis is substantially equal to the average refractive index of the particle, the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule And the other refractive index of the extraordinary axis and the average refractive index of the particles are Unlikely, the multiple particles are distributed in layers on the first and / or second substrate. A reflective liquid crystal display device is provided.
[0020]
According to another aspect of the present invention, the first and second substrates for the reflective liquid crystal display device, the opposing surfaces of which are opposed to each other with a gap, the reflective electrode formed on the first substrate, and the first A transparent electrode formed on the opposite surface of the second substrate, a first alignment film formed on the opposite surface and formed on the reflective electrode surface, and a first electrode formed on the transparent electrode transparent surface. Two alignment films, voltage applying means capable of applying a voltage between the reflective electrode and the transparent electrode, and filling between the first substrate and the second substrate, and liquid crystal molecules Including a liquid crystal layer and dispersed in the liquid crystal layer Has a colored laminated structure A plurality of particles, and either one of the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule and the refractive index of the abnormal axis is substantially equal to the average refractive index of the particle, the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule And the other refractive index of the extraordinary axis is different from the average refractive index of the particles
A reflective liquid crystal display device is provided.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The inventor makes use of a phenomenon in which optical anisotropy (refractive index anisotropy) is caused by a difference in orientation of liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer, and the optical properties in the liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer. However, it was considered that many isotropic particles are dispersed and the incident light of the reflective liquid crystal display device is scattered by the dispersed particles to improve the light reflectance.
[0022]
Before describing the reflective liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, a preliminary study on the operation principle of the reflective liquid crystal display device performed by the inventor will be described with reference to FIGS.
[0023]
In this consideration, particles are dispersed in the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer. The optical properties of the particles are isotropic.
[0024]
FIG. 1A is a diagram showing the principle of liquid crystal display when the difference between the average refractive index nlc of liquid crystal and the refractive index np of particles with respect to
[0025]
A reflective liquid crystal display structure A shown in FIGS. 1A and 1C includes a
[0026]
On the surface of the
[0027]
A
[0028]
A large number of particles P are dispersed in the liquid crystal material E. The particle P has a substantially spherical shape. The refractive index of the particle P is isotropic and does not exhibit optical anisotropy. The refractive index of the particle P can be represented by an average refractive index np.
[0029]
As shown in FIG. 1B, the average value (average refractive index) nlc (for example, ne = 1.77) of the refractive index of liquid crystal molecules in the liquid crystal material E and the average refractive index np (for example, np) of the particles P = 1.53), the light tends to scatter at the interface between the liquid crystal material E and the particles P.
[0030]
As shown in FIG. 1A, incident light 17 (indicated by a white arrow) that passes through the
[0031]
The
[0032]
A part of the
Even when backscattering occurs, the light is reflected from the
[0033]
Scattered light 19 caused by the particles P becomes outgoing light, which is observed from the observation position O (direction oblique to the normal direction of the glass substrate 3) outside the reflective liquid crystal display device X, and the reflective liquid crystal display device is white. Is displayed.
[0034]
As shown in FIGS. 1C and 1D, the average refractive index (average refractive index) nlc (for example, ne = 1.525) of the liquid crystal material E and the average refractive index np (for example, np) of the particles P are used. = 1.53) is small, the difference in refractive index between the liquid crystal material E and the particles P is small as shown in FIG. The probability of scattering at the interface between the liquid crystal material E and the particles P is very low.
[0035]
As shown in FIG. 1C, the incident light 17 that enters the reflective liquid crystal display structure X is reflected by the
[0036]
The reflected light is not observed from the observation position O (direction oblique to the normal direction of the glass substrate 3) outside the reflective liquid crystal structure, and the reflective liquid crystal display device displays black.
[0037]
FIG. 2 shows the relationship between the light scattering angle θ by the particles P in the liquid crystal material E and the normalized scattering intensity.
[0038]
α is a size parameter of the particle P. α = 2πR / λ. R is the radius of the particle P, and λ is the wavelength of incident light in the liquid crystal.
[0039]
As shown in FIG. 2, when the particle radius R is small, for example, α = 0.1 and α = 1, the scattering angle θ is angularly dependent over a wide range from −180 degrees to +180 degrees. The average scattered intensity is shown. When the radius R of the particle increases, for example, when α = 10, the scattering intensity θ is in the range of −30 degrees to +30 degrees, and the scattering intensity is almost close to the normal distribution.
[0040]
When the particle size is very large (for example, α = 100), the distribution of the light scattering angle θ is very narrow.
[0041]
In order to actively use the scattering by the particles, it is desirable that the diameter of the particles P satisfies the condition of R <5λ / π. The average refractive index of the liquid crystal molecules EM is about 1.6. As the particle radius R, a wavelength shorter than R = {5 × (780 / 1.6)} / π obtained by substituting the value of 780 nm, which is the limit wavelength on the long wavelength side of visible light, into the above formula, That is, it is preferable to use particles having a radius of 780 nm or less.
[0042]
The liquid crystal molecules in the liquid crystal material E have refractive index anisotropy. The ratio of the refractive index no of the normal axis and the refractive index ne of the abnormal axis ne of the liquid crystal molecules to the average refractive index np of the particles P dispersed in the liquid crystal material E is a value other than 1. Set to.
[0043]
If the liquid crystal molecules are arranged so that a refractive index different from the refractive index np of the particle P among the refractive index no of the normal axis and the refractive index ne of the abnormal axis becomes effective for incident light, FIG. As shown, the surface of the particle P forms an optical interface, and incident light is scattered by the particle P.
[0044]
If the liquid crystal molecules are arranged so that a refractive index equivalent to the refractive index np of the particle P between the refractive index no of the normal axis and the refractive index ne of the abnormal axis is effective for incident light, FIG. ), The particles P and the liquid crystal are optically substantially equivalent media, and the optical interface is weakened or disappears.
The probability that incident light is scattered by the particles P is low.
[0045]
For example, a reflective liquid crystal display in which the average refractive index np of the particles P and the refractive index no of the normal axis of the liquid crystal molecules are substantially equal, and the average refractive index np of the particles P and the refractive index ne of the abnormal axis of the liquid crystal molecules are different values. If the structure of the device is formed so that the orientation of the liquid crystal can be controlled by applying an electric field, black and white display can be performed depending on whether or not a voltage is applied between the electrodes.
[0046]
In the case of operating the reflective liquid crystal display device using the principle shown in FIG. 1, in order to increase the intensity of reflected light to be observed and realize a bright display, the anisotropy Δn = ne of the refractive index of liquid crystal molecules. It is preferable to increase -no. The difference between the white display and the black display at the observation position can be increased to make the display screen clearer. Further, if the diameter of the particles P is reduced and the density of the particles in the liquid crystal material E is increased, the intensity of the scattered light increases and the display screen becomes clearer.
[0047]
Based on the above consideration, an experiment for actually manufacturing a reflective liquid crystal display device was conducted.
[0048]
FIG. 3 illustrates a part of the structure for dispersing incident light in the liquid crystal.
[0049]
The structure shown in FIG. 3 is a structure in which a
[0050]
A large number of particles P formed of a polymer are deposited on the
[0051]
The structure of FIG. 3 is realized by the following steps.
[0052]
The particles P are spherical particles having a double structure of styrene / acryl made by Nippon Paint. The average particle diameter of the particles is 340 nm, and the average refractive index np is 1.53.
[0053]
Particles having a double structure (laminated structure) of styrene / acryl are dispersed in isopropyl alcohol (IPA).
[0054]
The IPA in which the particles P are dispersed is coated on a glass substrate using a spin coater. On the
[0055]
By evaporating the IPA, the particles P having a double structure of styrene / acryl are deposited on the
[0056]
FIG. 4 shows the appearance of the surface of the structure formed in the above process. It shows a state when a 50-fold surface microscope observation is performed.
[0057]
Particles are present in large and small island-like regions (shown in satin) on the substrate. A large island-like region represents a state in which a relatively large number of particles are in contact with the substrate surface in the same direction. A small island-like region represents a state in which a relatively small number of particles are in contact with the substrate surface in the same direction on the substrate. Except for the island-like region, this represents a state where particles are not present.
[0058]
In the height direction (normal direction to the substrate), about 1 to 2 particles are deposited on the substrate. A particle film having a substantially uniform thickness is formed on the substrate.
[0059]
The particle film can be formed on one or both of the
[0060]
FIG. 5 shows a state in which the particle film is formed only on the
[0061]
FIG. 6 shows a state in which a particle film is formed only on the
[0062]
FIG. 7 shows a state in which a particle film is formed on both the
[0063]
In addition, while the space | interval of the 1st board |
[0064]
In the present specification, not only the case where the particles P are dispersed almost uniformly in the liquid crystal layer but also the states shown in FIGS. 5 to 7, “the particles are dispersed in the liquid crystal layer”. It expresses.
[0065]
A reflection type liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0066]
The device shown in FIG. 8 is obtained by adding a
[0067]
The average refractive index np of the particles P dispersed in the liquid crystal and the refractive index no of the normal axis of the liquid crystal molecules EM are approximately the same, and the average refractive index np of the particles P and the refractive index ne of the abnormal axis of the liquid crystal molecules EM are different. . The liquid crystal has a normal axis refractive index no of 1.525 and an extraordinary axis refractive index ne of 1.77. The average refractive index np of the particles P is 1.53.
[0068]
FIG. 8A shows a state in which the switch 23 is turned off. A state in which no voltage is applied between the
[0069]
Since the
[0070]
In this state, the refractive index ne of the abnormal axis of the liquid crystal is dominant with respect to the incident light entering the normal direction of the substrate surface from the outside of the
[0071]
FIG. 8B shows a state in which the
[0072]
The liquid crystal molecules EM are aligned in a direction substantially perpendicular to the surfaces of the
[0073]
By dispersing the particles P in the liquid crystal, the display at the observation position, particularly the white display, becomes clear.
[0074]
In the present specification, the case where one of the refractive index no of the normal axis of liquid crystal molecules and the refractive index ne of the abnormal axis is approximately equal to the average refractive index np of the particles refers to the following case.
[0075]
Of the values of the refractive index no of the normal axis and the refractive index ne of the extraordinary axis, when the refractive index with the smaller difference between the refractive index np of the particles is, for example, no, the absolute value of the difference between no and np is When Δn is defined, no and np are substantially equal, for example, Δn <0.02, and preferably Δn <0.01.
[0076]
In this specification, the case where the refractive index is different from the average refractive index (np) of one of the refractive index (no) of the normal axis of liquid crystal molecules and the refractive index (ne) of the abnormal axis is as follows. This is the case.
[0077]
Of the values of the refractive index no of the normal axis and the refractive index ne of the abnormal axis, the absolute value of the difference between ne and np is, for example, ne when the refractive index with the larger difference between the refractive index np of the particles is When defining as Δn, ne and np are different from each other, for example, Δn> 0.05, preferably Δn> 0.1, and more preferably Δn> 0.2.
[0078]
FIG. 9A shows the reflectance (intensity of reflected light / incident light) when the structure of FIG. 5, that is, the structure in which the particle film is formed on the first glass substrate is applied to the apparatus of FIG. The change in the intensity of the) is caused by the applied voltage. FIG. 9B shows the reflectance (intensity of reflected light / intensity of incident light) when the structure of FIG. 7 is applied to the apparatus of FIG. 8 in which the structure in which the particle film is formed on the glass substrates on both sides is applied. ) Shows the change due to the applied voltage.
[0079]
As shown in FIG. 9A, when a particle film was formed only on one glass substrate, a reflectance value of about 18.5% was obtained at an applied voltage of about 1.5V.
[0080]
On the other hand, as shown in FIG. 9B, when the particle film is formed on the first glass substrate, the reflectivity of the reflective liquid crystal display device is about 42. A high value of 5% was obtained.
[0081]
When particle films are formed on both substrates, the dispersion probability of incident light increases and the reflectance also increases.
[0082]
A method for manufacturing the structure of the reflective liquid crystal device will be briefly described.
[0083]
A reflective electrode and an alignment film are formed on the first glass substrate. A transparent electrode and an alignment film are formed on the second glass substrate.
[0084]
A particle film is formed on one or both surfaces of the first and second glass substrates on which the electrode and the alignment film are formed.
[0085]
A large number of spacer particles having a particle diameter of 5 μm, for example, are arranged on the first glass substrate, and a sealing material made of epoxy resin is formed on the outer periphery of the second glass substrate.
[0086]
In this state, the first glass substrate and the second glass substrate are bonded together to form a liquid crystal panel.
[0087]
The space formed between the first glass substrate and the second glass substrate is evacuated to a vacuum.
[0088]
The liquid crystal panel is dipped in a liquid crystal material (for example, nematic liquid crystal is used and the refractive index ne = 1.771 of the abnormal axis and the refractive index no = 1.525 of the normal axis). A liquid crystal material is injected from the injection port into a space formed between the first glass substrate and the second glass substrate. Close the inlet and return to atmospheric pressure.
[0089]
FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to about one pixel of the reflective liquid crystal display device B when the particle films are formed on the glass substrates on both sides.
[0090]
FIG. 11 shows an overall plan view of the reflective liquid crystal display device B.
[0091]
As shown in FIG. 10, the transparent
[0092]
A liquid crystal material E is filled between the
[0093]
A thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) 10 is formed on the
[0094]
The
[0095]
An
[0096]
A transparent
[0097]
[0098]
As shown in FIG. 11, the reflective liquid crystal display device B includes a substantially rectangular display unit F for displaying an image, and a peripheral circuit C that is arranged around the display unit F and drives the display unit F. .
[0099]
In the display unit F, a plurality of pixels PX are arranged in a matrix.
[0100]
In the display unit F, a plurality of
[0101]
One pixel PX includes a
[0102]
The peripheral circuit C includes a signal line driving circuit C1 that drives the
[0103]
The potential of the drain D of the
[0104]
As the
[0105]
When a voltage is applied between the
[0106]
Scattered light is reflected by the
[0107]
When the voltage applied between the
[0108]
The reflective liquid crystal display device described above does not require a polarizing plate, so that the intensity of reflected light is high and bright display is possible.
[0109]
Next, a modification of the first embodiment is shown.
FIG. 13 corresponds to FIG.
[0110]
A
[0111]
FIG. 13A shows a state in which the
[0112]
An arrangement of liquid crystal molecules EM and particles P in a state where no voltage is applied between the
[0113]
FIG. 13B shows a state in which the
[0114]
The average refractive index np (1.53) of the particles P dispersed in the liquid crystal and the refractive index no (1.525) of the normal axis of the liquid crystal molecules EM are approximately the same, and the average refractive index np of the particles P and the liquid crystal molecules The refractive index ne (1.77) of the extraordinary axis of EM is different.
[0115]
Since the
[0116]
When viewed from the observation position O, the display is black.
[0117]
In a state where the switch is turned on (FIG. 13B), the liquid crystal molecules EM are aligned in a substantially horizontal direction with respect to the surfaces of the
[0118]
Due to the presence of the particles P, the white display by the dispersed light is brightened, and the difference between the white display and the black display at the observation position is increased. The display screen becomes clear.
[0119]
In the above modification, it is desirable that incident light is not scattered by the particles P in a state where the liquid crystal molecules are vertically aligned (FIG. 13A).
[0120]
However, depending on the orientation state of the liquid crystal molecules in the vicinity of the interface of the particles P, the orientation state of the liquid crystal molecules existing at a position away from the particles P may be affected. Therefore, it is necessary to consider the following points.
[0121]
It has been confirmed that the orientation of liquid crystal molecules in the vicinity of the interface of the particles P depends on the value of the surface energy of the particles. In general, as the surface energy Es of the particles increases, the orientation of the liquid crystal molecules near the surface of the particles changes from horizontal to vertical. The surface energy of the particles serving as a threshold at this time is defined as Eth.
[0122]
When the orientation of the substrate surface is vertical, if the surface free energy of the particle is set to Eth or higher so that the liquid crystal molecules on the particle surface are in parallel alignment, light scattering is prevented and clear black display is achieved. It becomes possible.
[0123]
When the orientation of the substrate surface is horizontal, light scattering is likely to occur if the surface free energy of the particle surface is less than Eth so that the liquid crystal molecules on the particle surface are aligned vertically. Clear liquid crystal display becomes possible.
[0124]
14 and 15 show a reflective liquid crystal display device according to the second embodiment.
[0125]
The reflective liquid crystal display device shown in FIGS. 14 and 15 uses a cholesteric liquid crystal (cholesterol derivative having a cholesteryl group or a branched alkyl group or an alkoxy group as a terminal group of a normal nematic liquid crystal instead of nematic liquid crystal as a liquid crystal material. Chiral nematic liquid crystal).
[0126]
In FIG. 14,
[0127]
The average refractive index np (1.53) of the particles P dispersed in the liquid crystal and the refractive index no (1.525) of the normal axis of the liquid crystal molecules EM are approximately the same, and the average refractive index np of the particles P and the liquid crystal molecules The refractive index ne (1.77) of the extraordinary axis of EM is different.
[0128]
Since the
[0129]
When viewed from the observation position O, the display is black.
[0130]
In a state in which the switch is turned on (FIG. 14B), the liquid crystal molecules EM are aligned in a substantially horizontal direction with respect to the surfaces of the
[0131]
Due to the presence of the particles P, the difference between the white display and the black display at the observation position O becomes large, and the display screen becomes clear.
[0132]
For example, a cholesteryl group (C 27 H 45 Since liquid crystal molecules having-) are used, the liquid crystal molecules themselves have high scattering properties. The display becomes brighter. In addition, the response when the voltage is turned on / off by the
[0133]
FIG. 15 shows a structure using
[0134]
The average refractive index np (1.53) of the particles P dispersed in the liquid crystal and the refractive index no (1.525) of the normal axis of the liquid crystal molecules EM are approximately the same, and the average refractive index np of the particles P and the liquid crystal molecules The refractive index ne (1.77) of the extraordinary axis of EM is different.
[0135]
Since the
[0136]
Due to the presence of the particles P, the difference between the white display and the black display at the observation position becomes large, and the display screen becomes clear.
[0137]
In the state where the switch is turned on (FIG. 15B), the liquid crystal molecules EM are aligned in a direction substantially perpendicular to the surfaces of the
[0138]
When viewed from the observation position, the display is black.
[0139]
Due to the presence of the particles P, the difference between the white display and the black display at the observation position O becomes large, and the display screen becomes clear.
[0140]
For example, a cholesteryl group (C 27 H 45 Since liquid crystal molecules having-) are used, the liquid crystal molecules themselves have high scattering properties. The display becomes brighter. In addition, the response when the voltage is turned on / off by the
[0141]
A reflective liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0142]
In the reflective liquid crystal display device shown in FIG. 16, particles P1 and P2 having, for example, two types of diameters R1 and R2 are dispersed in a liquid crystal material.
[0143]
By mixing particles (P2) having a small diameter, the filling rate of the particles into the liquid crystal is increased. The probability that incident light is scattered increases, and a brighter display becomes possible.
[0144]
Also, if the particle size is different, the angle dependency of the scattering is different corresponding to each particle size, so that the balance between the spread of the angle of the reflected light caused by the scattering and the intensity of the scattered light can be averaged. .
[0145]
Next, a reflective liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0146]
FIG. 17 shows only the
[0147]
As a method of distributing the particles P on the glass substrate (1, 3) surface, the particles are printed or dispersed on the substrate (1, 3) surface, and then a liquid crystal panel is assembled and filled with a liquid crystal material.
[0148]
By previously putting a pigment or dye in the particles, the scattered light from the particles can have a wavelength distribution. By distributing a large number of particles P (PG: green particles, PR: red particles, PB: blue particles) having different colors for each pixel PX, color display can be realized without using a color filter or the like. The color arrangement shown in FIG. 17 is a Bayer array. Other color arrangements are possible.
[0149]
In the reflection type liquid crystal display device according to the above embodiment, an example in which particles are stacked on the surface of the
[0150]
As the material of the particles P, the same material (for example, silica) as that used to maintain a constant distance between two opposing substrates in a liquid crystal display device can be used. A powdery resin (for example, a minimum particle diameter of 60 nm, a two-layer structure) generally used as a paint can also be used. These particles are chemically very stable substances, and a highly reliable reflective liquid crystal display device can be realized.
[0151]
In the first embodiment, the active matrix liquid crystal display device has been described as an example of the reflective liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to this, and the simple active matrix liquid crystal display device. May be used.
[0152]
Furthermore, although the example which used the nematic liquid crystal was mainly demonstrated as a liquid crystal, the kind of liquid crystal is not limited to this.
[0153]
In addition, regarding the matters described in the following (1) to (23), a part is described in the claims, but other inventions are also included in the present invention.
[0154]
(1) The first and second substrates for the reflective liquid crystal display device, which are opposed to each other with an interval, are filled between the first substrate and the second substrate, and include liquid crystal molecules. A liquid crystal layer, and a plurality of particles dispersed in the liquid crystal layer, wherein either one of the refractive index of the normal axis and the refractive index of the abnormal axis of the liquid crystal molecule and the average refractive index of the particles are A reflection-type liquid crystal display device, which is substantially equal, and the other refractive index of the liquid crystal molecules is different from the average refractive index of the particles.
[0155]
(2) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the large number of particles are distributed in layers on the first and / or second substrate.
[0156]
(3) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the large number of particles are distributed in layers on the second substrate.
[0157]
(4) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the large number of particles are distributed in layers on the first substrate and the second substrate.
[0158]
(5) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the particle has a radius of 780 nm or less which is a visible light limit.
[0159]
(6) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the large number of particles have a substantially spherical shape.
[0160]
(7) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the plurality of particles are formed of a polymer.
[0161]
(8) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein each of the plurality of particles has a laminated structure.
[0162]
(9) The reflective liquid crystal display device according to (8), wherein the laminated structure is a laminated structure of styrene and acrylic.
[0163]
(10) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal molecules are nematic liquid crystal molecules.
[0164]
(11) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal layer includes a chiral material.
[0165]
(12) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the liquid crystal molecules are liquid crystal molecules including a cholesteric liquid crystal.
[0166]
(13) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the plurality of particles include colored particles.
[0167]
(14) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is negative, and the first and second substrates have vertical alignment films.
[0168]
(15) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein the dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules is positive, and the first and second substrates have a horizontal alignment film.
[0169]
(16) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein a difference between the other refractive index and the average refractive index of the particles is 0.05 or more.
[0170]
(17) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein a difference between the other refractive index and the average refractive index of the particles is 0.1 or more.
[0171]
(18) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein a difference between the other refractive index and the average refractive index of the particles is 0.2 or more.
[0172]
(19) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein a difference between the one refractive index and the average refractive index of the particles is 0.02 or less.
[0173]
(20) The reflective liquid crystal display device according to (1), wherein a difference between the one refractive index and the average refractive index of the particles is 0.01 or less.
[0174]
(21) (a) a step of preparing first and second substrates for a reflective liquid crystal display device; (b) particles are dispersed in a dispersion medium, and the particles are dispersed in at least the first and second substrates. Spin coating on one substrate and evaporating the dispersion medium to form a film of the particles on the substrate; (c) first and second spacer particles having a diameter larger than the particles; Placing on one of the substrates; (d) forming a seal on the other periphery of the first and second substrates; and (e) bonding the first and second substrates together. And (f) a step of injecting liquid crystal between the first and second substrates.
[0175]
(22) First and second substrates for a reflection type liquid crystal display device having opposed surfaces spaced apart from each other, a reflective electrode formed on the first substrate, and an opposed surface of the second substrate A transparent electrode formed on the opposing surface, a first alignment film formed on the reflective electrode surface, a second alignment film formed on the transparent electrode transparent surface, A voltage applying means capable of applying a voltage between the reflective electrode and the transparent electrode; a liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate and containing liquid crystal molecules; and the liquid crystal A plurality of particles dispersed in the layer, wherein either one of the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecules and the refractive index of the abnormal axis is substantially equal to the average refractive index of the particles, and the liquid crystal molecules The refractive index of the normal axis and the refractive index of the extraordinary axis are the other refractive index and the average refractive index of the particles. Comprising reflection type liquid crystal display device.
[0176]
(23) Either one of the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule and the refractive index of the extraordinary axis is substantially equal to the average refractive index of the particles, and the normal axis refractive index and the extraordinary axis refraction of the liquid crystal molecule The other refractive index of the refractive index is different from the average refractive index of the particles, the alignment of the first and second alignment films is horizontal alignment, and the surface free energy of the particles is a liquid crystal on the surface of the particles The reflective liquid crystal display device according to the above (22), which is below the threshold value of the surface energy when the orientation changes from the horizontal direction to the vertical direction.
[0177]
As described above, the reflective liquid crystal display device has been exemplarily described according to the present embodiment, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like are possible.
[0178]
【The invention's effect】
In the liquid crystal display device of the present invention, a polarizing plate is unnecessary and high reflectance can be obtained. Bright liquid crystal display becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an operation principle of a reflective liquid crystal display device of the present invention. 1A and 1B show a state where the difference in refractive index between liquid crystal molecules and particles is large, and FIGS. 1C and 1D show a state where the difference in refractive index between liquid crystal molecules and particles is small. Indicates.
FIG. 2 is a diagram theoretically obtained from a relationship between normalized scattering intensity and scattering angle in the apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a particle layer is formed on a substrate on which an electrode and an alignment film are formed.
4 is a plan view of the structure of FIG. 3 observed from above. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display structure in which a particle layer is formed only on a lower substrate.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display structure in which a particle layer is formed only on an upper substrate.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a liquid crystal display structure in which particle layers are formed on both upper and lower substrates.
8 shows a structure in which means for applying a voltage between upper and lower electrodes is provided in addition to the structure of FIG. FIG. 8A shows a state where no voltage is applied between the upper and lower electrodes. FIG. 8B shows a state in which a voltage is applied between the upper and lower electrodes.
9 shows the relationship between the voltage applied between the upper and lower electrodes and the reflectance in the structure shown in FIG. FIG. 9A is a graph in the case where the particle layer is provided only on the lower substrate, and FIG. 9B is a graph in the case where the particle layer is provided on both the upper and lower substrates.
FIG. 10 is a cross-sectional view of the reflective liquid crystal display device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 11 is a plan view of the reflective liquid crystal display device according to the first embodiment of the invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to a second embodiment of the invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to a third embodiment of the invention.
FIG. 17 is a plan view of a reflective liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the invention, showing the structure of the surface of the first or second substrate.
[Explanation of symbols]
A Reflective liquid crystal display structure
B reflective liquid crystal display
C Peripheral circuit
E Liquid crystal layer (material)
EM liquid crystal molecules
F Display section
P particles
PX pixel
O Observation position
1 First substrate
3 Second substrate
5 Reflective electrode
7, 15 Alignment film
10 TFT
11 Transparent electrode
17 Incident light
19a, 19b scattered light
21 Power supply (voltage application means)
25 switch (voltage application means)
61 Particle layer
Claims (3)
前記第1の基板と前記第2の基板との間に充填され、液晶分子を含む液晶層と、
前記液晶層中に分散される、積層構造を有する多数の粒子と
を有し、
前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なり、前記多数の粒子が前記第1及び/又は第2の基板上に層状に分布している反射型液晶表示装置。First and second substrates for a reflective liquid crystal display device with opposing surfaces facing each other at an interval;
A liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate and containing liquid crystal molecules;
Having a large number of particles having a laminated structure dispersed in the liquid crystal layer,
Either one of the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule and the refractive index of the extraordinary axis is substantially equal to the average refractive index of the particles, and the refractive index of the normal axis and the extraordinary axis of the liquid crystal molecule other refractive index Ri mean and the Do modified refractive index of the particles, the number of particles is the first and / or reflective liquid crystal display device which is distributed in layers on the second substrate.
前記第1の基板上に形成された反射電極と前記第2の基板の対向面上に形成された透明電極と、
前記対向面上にそれぞれ形成され、前記反射電極面上に形成される第1の配向膜と前記透明電極透面上に形成される第2の配向膜と、
前記反射電極と前記透明電極との間に電圧を印加することのできる電圧印加手段と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に充填され、液晶分子を含む液晶層と、
前記液晶層中に分散される、着色された積層構造を有する多数の粒子と
を有し、
前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうちのいずれか一方と前記粒子の平均屈折率とがほぼ等しく、前記液晶分子の常軸の屈折率と異常軸の屈折率のうち他方の屈折率と前記粒子の平均屈折率とが異なる
反射型液晶表示装置。First and second substrates for a reflective liquid crystal display device with opposing surfaces facing each other at an interval;
A reflective electrode formed on the first substrate and a transparent electrode formed on the opposing surface of the second substrate;
A first alignment film formed on the opposing surface and formed on the reflective electrode surface; and a second alignment film formed on the transparent electrode transparent surface;
Voltage applying means capable of applying a voltage between the reflective electrode and the transparent electrode;
A liquid crystal layer filled between the first substrate and the second substrate and containing liquid crystal molecules;
A large number of particles having a colored laminated structure dispersed in the liquid crystal layer,
Either one of the refractive index of the normal axis of the liquid crystal molecule and the refractive index of the extraordinary axis is substantially equal to the average refractive index of the particles, and the refractive index of the normal axis and the extraordinary axis of the liquid crystal molecule A reflective liquid crystal display device in which the other refractive index is different from the average refractive index of the particles.
請求項2に記載の反射型液晶表示装置。The reflective liquid crystal display device according to claim 2.
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