JP2000284273A

JP2000284273A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000284273A
Application number: JP11088913A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Fukuoka; 宏美福岡; Toshiro Motomura; 敏郎本村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】コントラストおよび輝度を高めた反射型液晶表
示装置を提供する。【解決手段】反射型液晶表示装置１において、ガラス基
板２上にストライプ状透明電極群４と絶縁層５と配向膜
６とを順次形成し、ガラス基板３上に光反射層７と絶縁
層８と光散乱性樹脂層９とを順次積層し、さらにカラー
フィルタ１０とブラックマトリックス１１とを形成し、
双方の部材を液晶層１５を介して貼り合わせている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型液晶表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は小型もしくは中型
の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精
細のモニターにまで使用されている。さらにバックライ
トを使用しない反射型液晶表示装置においては、薄型、
軽量、低消費電力化に優れている。

【０００３】このような反射型液晶表示装置では、バッ
クライトを使用しないことで明るい表示を得るために、
あらゆる角度からの入射光に対し、広い散乱角度でもっ
て光出射させる必要があり、そのために鏡面の反射板を
設けることに加えて、さらに装置前面に散乱性のフィル
ムを配する技術が提案されている（特開平８−２０１８
０２号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
提案の液晶技術によれば、散乱性フィルムを設けたこと
で、広い散乱角度でもって光出射できたが、その反面、
入射光の後方散乱によってコントラストが低下してい
た。

【０００５】したがって本発明は上記事情に鑑みて完成
されたものであり、その目的はコントラストおよび輝度
を高めた反射型液晶表示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の反射型液晶表示
装置は、透明基板上にストライプ状透明電極群と配向層
とを順次積層してなる一方部材と、光反射面を有する基
板上にフィラー含有の光散乱性樹脂層とストライプ状透
明電極群と配向層とを順次積層してなる他方部材とを、
双方のストライプ状透明電極群が交差するようにネマチ
ック型液晶を介して貼り合わせて、このような交差部で
もってマトリックス状に画素を配列せしめてなることを
特徴とする。

【０００７】本発明の他の反射型液晶表示装置は、透明
基板上にフィラー含有の光散乱性樹脂層とストライプ状
透明電極群と配向層とを順次積層してなる一方部材と、
基板上に光反射性を有するストライプ状電極群と配向層
とを順次積層してなる他方部材とを、これらストライプ
状透明電極群とストライプ状電極群が交差するようにネ
マチック型液晶を介して貼り合わせて、このような交差
部でもってマトリックス状に画素を配列せしめてなるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を反射型カラー液晶
表示装置にて詳述する。図１は反射型液晶表示装置の要
部拡大断面図、図２は他の反射型液晶表示装置の要部拡
大断面図である。また、図３は従来の反射型液晶表示装
置の要部拡大断面図である。

【０００９】（例１）反射型液晶表示装置１において、
２は前記透明基板であるセグメント側のガラス基板、３
はコモン側のガラス基板であって、前記一方部材につい
ては、ガラス基板２上にＩＴＯからなる直線状透明電極
を平行に配列したストライプ状透明電極群４と、ＳｉＯ
₂からなる絶縁層５と、一定方向にラビングしたポリイ
ミド樹脂からなる配向膜６とを順次形成している。

【００１０】前記他方部材については、ガラス基板３上
にスパッタリングによりアルミニウム金属からなる光反
射層７を形成し、光反射層７上にフィラー含有の光散乱
性樹脂層９を塗布形成し、光散乱性樹脂層９上にＳｉＯ
₂からなる絶縁層８を積層し、絶縁層８上に画素ごとに
配したカラーフィルタ１０と、各カラーフィルタ１０間
に配したクロム金属もしくは感光性レジストのブラック
マトリックス１１とを形成している。

【００１１】光反射層７については、アルミニウム金属
の単一層に代えて、アルミニウム金属層の上にたとえば
ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂などからなる高屈折率層
と、たとえばＳｉＯ₂、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂などからな
る低屈折率層との積層構造にしてもよい。

【００１２】光散乱性樹脂層９は樹脂内にフィラーが均
一分散されたものであって、フィラーにより光散乱性が
付与される。この樹脂は絶縁性有機樹脂、たとえばアク
リル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂など
である。フィラーはたとえばアルミナ、ジルコニア、窒
化珪素、炭化珪素、炭化チタン、窒化チタン、酸化チタ
ン等のセラミックス粒子、あるいはシリカ粒子、樹脂粒
子である。

【００１３】上記のような光散乱性樹脂層９において
は、内部のフィラーにて乱反射させ、これによって光散
乱性が得られるのに加えて、さらにフィラーを光散乱性
樹脂層９の表面より出すことで凹凸面に荒らし、これに
よって光散乱性をもたせてもよい。このような凹凸表面
の表面粗さＲａは０．２〜３．０μｍにするとよく、こ
の範囲内であれば、光散乱特性、輝度およびコントラス
トをもっとも高めることができる。

【００１４】フィラーは球形、フットボール状、柱状、
針状等のさまざまな形状、あるいは不定形でもよく、い
ずれの形状であっても平均粒径を０．５〜３．０μｍ、
好適には０．７〜１．５μｍにすることで、光散乱性が
向上する。

【００１５】また、フィラーの屈折率は有機樹脂の屈折
率に比べ大きくするとよく、これによって光散乱性が向
上する。すなわち、フィラーの屈折率を有機樹脂の屈折
率に比べ大きくすることで、フィラーによる光散乱性が
高められ、視野角依存性が改善され、そのための好適な
屈折率はフィラーでは１．５〜２．５、有機樹脂では
１．４〜１．７である。

【００１６】さらにまた、光散乱性樹脂層９の厚みは１
〜６μｍ、好適には２〜４μｍにするとよく、この範囲
であれば、高い透過性が得られ、均一な膜厚で成膜形成
できる。

【００１７】上記カラーフィルタ１０は顔料分散方式、
すなわちあらかじめ顔料により調合された感光性レジス
トを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成す
る。図中のＲ、Ｇ、Ｂの各表示はそれぞれ赤、緑、青に
着色したカラーフィルタ１０である。

【００１８】その上にアクリル系樹脂からなる絶縁層１
２と、ＩＴＯからなる直線状透明電極を平行に配列した
ストライプ状透明電極群１３とを形成している。さらに
ストライプ状透明電極群１３上に一定方向にラビングし
たポリイミド樹脂からなる配向膜１４を形成している。

【００１９】そして、これら一方部材（ガラス基板２）
と他方部材（ガラス基板３）とをたとえば２００〜２６
０°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶か
らなる液晶層１５を介して、双方のストライプ状透明電
極群４、１３が交差（直交）するようにシール部材１６
により貼り合わせる。これによって得られる各交差部は
マトリックス状に配列されるが、これら交差部が画素と
なる。なお、両ガラス基板２、３間には液晶層１５の厚
みを一定にするためにスペーサ１７を多数個配してい
る。

【００２０】さらにガラス基板２の外側にポリカーボネ
イトなどからなる位相差板１８とヨウ素系の偏光板１９
とを順次積み重ねている。これらの配設にあたっては、
アクリル系の材料からなる粘着材を塗布することで貼り
付ける。

【００２１】かくして上記構成の液晶表示装置１におい
ては、太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏
光板１９と位相差板１８とガラス基板２とを順次通過
し、この入射光が液晶層１５を通し、さらに光散乱性樹
脂層９を通して光反射層７に到達し、ついで反射され、
その反射光が、ふたたび光散乱性樹脂層９および液晶層
１５を通して光出射され、これによって輝度とコントラ
ストが向上した。その上、入射光がガラス基板３を通過
しないという点でも、その厚みによる視差が低減され
た。なお、上記絶縁層５、８、１２、ブラックマトリッ
クス１１については設けなくてもよい。

【００２２】（例２）つぎに図２に示す液晶表示装置２
０を説明する。なお、図１の液晶表示装置１と同一箇所
には同一符号を付す。

【００２３】２２はセグメント側のガラス基板、２１は
コモン側のガラス基板であって、ガラス基板２１の一主
面上に光散乱性樹脂層９を形成し、光散乱性樹脂層９上
にＳｉＯ₂からなる絶縁層８を積層し、光散乱性樹脂層
９上に画素ごとに配したカラーフィルタ１０と、各カラ
ーフィルタ１０間に配したブラックマトリックス１１と
を形成している。さらにアクリル系樹脂からなる絶縁層
１２と、多数平行に配列したＩＴＯからなるストライプ
状透明電極群１３とを形成している。このストライプ状
透明電極群１３上に一定方向にラビングしたポリイミド
樹脂からなる配向膜１４を形成し、一方部材をなす。

【００２４】他方部材については、ガラス基板２２上に
多数平行に配列したクロム金属やアルミニウム金属から
なる光反射性のストライプ状電極群２４と、ＳｉＯ₂か
らなる絶縁層２５と、一定方向にラビングしたポリイミ
ド樹脂からなる配向膜２６とを順次形成している。

【００２５】前記液晶表示装置１と同様に多数のスペー
サ１７を含むカイラルネマチック液晶からなる液晶層１
５を介して、ストライプ状透明電極群１３とストライプ
状電極群２４が交差するようにシール部材１６により貼
り合わせ、これにより、各交差部（画素）がマトリック
ス状に配列される。さらにガラス基板２１の外側にポリ
カーボネイトなどからなる位相差板２７とヨウ素系の偏
光板２８とを順次積み重ねている。同様に絶縁層１２、
２５、ブラックマトリックス１１は設けなくてもよい。

【００２６】上記構成の液晶表示装置２０においては、
太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光が偏光板２
８と位相差板２７とガラス基板２１とを順次通過し、こ
の入射光が光散乱性樹脂層９および液晶層１５を通して
ストライプ状電極群２４にて反射され、その反射光は液
晶層１５を通して光散乱性樹脂層９により散乱され、光
出射される。このような構成においても、光散乱性樹脂
層９にて後方散乱が低減され、これにより、輝度とコン
トラストが向上した。

【００２７】〔好適な設計例〕上記液晶表示装置１と液
晶表示装置２０における偏光板１９および偏光板２８
（以下、双方をまとめて偏光板と記す）と位相差板１８
および位相差板２７の最適な貼付方向を述べる。ただ
し、位相差板１８および位相差板２７はいずれも２枚の
位相差フィルムの積層構造であり、偏光板側に配した第
１位相差フィルムと、ガラス基板側に配した第２位相差
フィルムで構成する。

【００２８】図４は液晶表示装置１または液晶表示装置
２０における両面ラビング方向の平均値を基準軸にし
て、基準軸（基準方向）に対する貼付角度を示し、表示
面から見て、基準方向から左回り（反時計回り）への角
度で表す。

【００２９】液晶層１５のツイスト角を２５０±１５°
にして、光路差Δｎｄを８５０±５０ｎｍにした場合、
偏光板については、その吸収軸を基準方向に対し１３７
±１０°にするとよい。また、第１位相差フィルムの光
路差Δｎｄを４２５±２０ｎｍにして、その延伸軸を基
準方向に対し２５±１０°に、第２位相差フィルムの光
路差Δｎｄを４２５±２０ｎｍにして、その延伸軸を基
準方向に対し５５±１０°にするとよい。このような設
計にすることで輝度およびコントラストをもっとも高め
ることができた。

【００３０】〔実施例〕液晶表示装置１と液晶表示装置
２０について、各コントラストを測定した。双方に使用
される光散乱性樹脂層９はアクリル系樹脂に１．０μｍ
径のフィラーを均一に分散したものであり、３μｍ厚の
膜厚にて形成した。

【００３１】比較例の液晶表示装置２９を図３により説
明すると、液晶表示装置１にて設けた光散乱性樹脂層９
に代えてガラス基板２と位相差板１８との間に、特開平
８−２０１８０２号に記載された散乱機能をもつフィル
ム３０を介在させている。なお、図１の液晶表示装置１
と同一箇所には同一符号を付す。

【００３２】コントラストの測定にはミノルタ製ＣＳ−
１００を使用し、同一光源を液晶パネルに対し一定の角
度で照射することで測定した。コントラストは比較例を
１．００として、相対値でもってあらわした。

【００３３】・液晶表示装置１（例１）．．．．コント
ラスト：１．１５・液晶表示装置２０（例２）．．．コントラスト：１．
２５この結果から明らかなとおり、本発明の液晶表示装置
１、２０であれば、輝度が向上し、これによりコントラ
ストが向上した。とくに液晶表示装置２０では電極を反
射面としたことで液晶表示装置１と比べても優れてい
る。

【００３４】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更や改善などは何ら差し支えない。

【００３５】たとえば、上記の実施形態においては、Ｓ
ＴＮ型単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置で
もって説明しているが、そのほかにモノクロのＳＴＮ型
単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても、あ
るいはＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置や
ＴＮ型アクティブマトリックスタイプなどのツイストネ
マチック型液晶表示装置であっても、さらには双安定型
単純マトリックスタイプやアクティブタイプのカラー、
モノクロタイプの液晶表示装置であっても同様な作用効
果が得られる。

【００３６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の反射型液晶表示
装置によれば、散乱性フィルムを使用する代わりにフィ
ラー含有の光散乱性樹脂層を設けたことで、入射光の後
方散乱が低減され、これにより、コントラストおよび輝
度が向上した高性能な反射型液晶表示装置が提供でき
た。

【００３７】また、本発明によれば、一方の電極を光反
射面となすことで、透明電極と光反射層との組合せ構造
と比べ、さらにコントラストおよび輝度を高めることが
できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型液晶表示装置の要部拡大断面図
である。

【図２】本発明の他の反射型液晶表示装置の要部拡大断
面図である。

【図３】従来の反射型液晶表示装置の要部拡大断面図で
ある。

【図４】液晶表示装置の設計条件を示す説明図である。

【符号の説明】

１、２０．．．反射型液晶表示装置、２、３、２１、
２２．．．ガラス基板、４、１３．．．ストライプ状透
明電極群、５、８、１２、２５．．．絶縁層、６、
１４、２６．．．配向膜、７．．．光反射層、
９．．．光散乱性樹脂層、１０．．．カラーフィル
タ、１１．．．ブラックマトリックス、１５．．．
液晶層、１６．．．シール部材、１８、２７．．．
位相差板、１９、２８．．．偏光板、２４．．．ス
トライプ状電極群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板上にストライプ状透明電極群と配
向層とを順次積層してなる一方部材と、光反射面を有す
る基板上にフィラー含有の光散乱性樹脂層とストライプ
状透明電極群と配向層とを順次積層してなる他方部材と
を、双方のストライプ状透明電極群が交差するようにネ
マチック型液晶を介して貼り合わせてマトリックス状に
画素を配列せしめてなる反射型液晶表示装置。
【請求項２】透明基板上にフィラー含有の光散乱性樹脂
層とストライプ状透明電極群と配向層とを順次積層して
なる一方部材と、基板上に光反射性を有するストライプ
状電極群と配向層とを順次積層してなる他方部材とを、
これらストライプ状透明電極群とストライプ状電極群が
交差するようにネマチック型液晶を介して貼り合わせて
マトリックス状に画素を配列せしめてなる反射型液晶表
示装置。