JP2001013528A

JP2001013528A - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001013528A
Application number: JP11187143A
Authority: JP
Inventors: Kengo Hashimoto; 健吾橋本; Takashi Ueki; 俊植木; Seiichi Mitsui; 精一三ツ井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】高コントラストな反射型液晶表示装置を提供
する。【解決手段】一対の基板１２、１２'間に、二色性色
素１４を含む液晶層１３を挟持し、透光性を具備した基
板１２の液晶層１３側表面１２ａには透明電極１５と配
向膜１６とが形成され、他方の基板１２'の液晶層１３
側表面１２'aには、吸収膜１７、反射偏光膜１８、異方
性散乱膜１９、透明電極１５'、および配向膜１６'がこ
の順に形成され、これらの透過軸が一致してした反射型
液晶表示装置を提供する。

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
置に関し、特に、反射偏光膜を用いたゲストホスト（Ｇ
Ｈ）モードの反射型液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、第１の従来例であり、１／４
波長板を用いたゲストホスト（ＧＨ）モードの反射型液
晶表示装置１３１の構成を示す断面図である。反射型液
晶表示装置１３１は、透光性基板１２、１２'と、液晶
層１３２と、透明電極１５、１５'と、配向膜１６、１
６'と、１／４波長板１３３と、反射板１３４とを含ん
で構成される。たとえば、ガラスから成る透光性基板１
２、１２'間に介在する液晶層１３２は、二色性色素１
４を含み、液晶の誘電率異方性は正であるとする。

【０００３】前記透光性基板１２の液晶層１３２側表面
１２aには、帯状の透明電極１５が形成され、該透明電
極１５、１５'が直交するように前記透光性基板１２、
１２'が配置される。透光性基板１２に形成された透明
電極１５上には、配向膜１６が形成される。他方、前記
透光性基板１２'の液晶層１３２側表面１２'aには反射
板１３４、１／４波長板１３３、透明電極１５'、配向
膜１６'がこの順に形成される。

【０００４】配向膜１６、１６'の表面は、液晶層１３
２の液晶分子１3aが基板に対して平行に配向するよう
に、たとえばラビング処理などの配向処理が施される。
また、配向膜の配向処理方向は互いに平行となるように
前記透光性基板１２、１２'が配置される。このとき、
１／４波長板１３３の光学軸は、液晶分子１３２のラビ
ング処理配向方向とほぼ４５°の角度をなすように配置
される。

【０００５】ＧＨモードの表示は、液晶層に添加した二
色性色素の吸収係数の異方性を利用して行う。たとえ
ば、棒状構造を有する二色性色素を用いると、色素分子
は液晶分子に平行に配向する性質を有するので、電界を
印加／無印加して、液晶分子の配向状態を変化させるこ
とによって、色素分子の配向状態も変化させることが可
能となる。

【０００６】例えば、ｐ型色素は、分子の長軸にほぼ平
行な吸収軸、すなわち遷移双極子モーメントを有するの
で、長軸に平行な偏光成分を強く吸収し、垂直な偏光成
分をほとんど吸収しない。このように、二色性色素は、
その分子軸方向によって光の吸収係数が異なるので、白
黒表示を実現することが可能となる。

【０００７】ここで、図１４を用いて、前記反射型液晶
表示装置１３１の動作原理を説明する。ここでは、二色
性色素１４としてｐ型色素を用い、ノーマリーブラック
型の白黒表示を行う場合について説明する。図１４
（ａ）は電圧印加状態を示し、図１４（ｂ）は電圧無印
加状態を示す。

【０００８】電圧印加状態において、液晶分子１３２は
電界方向に沿って配向する。したがって、二色性色素１
４も電界方向に沿って配向する。入射した光７１は、二
色性色素１４によって吸収されずに液晶層１３２を通過
し、１／４波長板１３３を透過しても偏光状態は変化せ
ずに、反射板１３４で反射し、再び１／４波長板１３３
を通過して液晶層１３２に入射する。このとき、光７１
は二色性色素１４によって吸収されないので、入射した
光７１はそのまま出射する。このため、反射型液晶表示
装置１３１は白色表示を行うことができる。

【０００９】一方、電圧無印加状態において、液晶分子
１３aは配向膜１６、１６'の配向処理方向に沿って配向
する。したがって、二色性色素１４も配向膜１６、１
６'の配向処理方向に沿って配向する。透光性基板１２
側から入射した光７１のうち二色性色素１４の分子の長
軸方向に対して平行方向に振動面を持つ光７１ａは、二
色性色素１４によって吸収される。

【００１０】また、二色性色素１４の分子の長軸方向に
対して垂直方向に振動面を持つ光７１ｂは、液晶層１３
２を通過する。この光７１ｂは、１／４波長板１３３を
通過することによって円偏光に変換され、反射板１３４
で反射されることによって逆回りの円偏光となる。続い
て、再び１／４波長板１３３を通過することによって、
二色性色素１４の分子の長軸方向に対して平行方向に振
動面を持つ光７１ａとなり、二色性色素１４によって吸
収される。このため、反射型液晶表示装置１３１は黒色
表示を行うことができる。

【００１１】上述の反射型液晶表示装置は、例えば特開
昭５２−１２９４５０号公報に開示されている。また、
特開昭５４−２６７５６号公報には、上述した反射型液
晶表示装置１３１の構成において、配向膜が傾斜垂直配
向であり、かつゲストホスト液晶の誘電率異方性が負で
あるホスト液晶に色素を混合し、電圧無印加時に明状態
となり、電圧印加時に暗表示とする技術も開示されてい
る。

【００１２】一方、反射型液晶表示装置を構成する上で
重要な要素である反射偏光膜は、特表平９−５０６８３
７号公報に開示されている。これは、複屈折性の誘電体
多層フィルムであり、延伸方向に振動面を持つ直線偏光
を反射し、それと直交する直線偏光を透過する特性を有
する。これを用いたデバイスは、住友スリーエム株式会
社（３M）のカタログ OPP-049-A(049803)TYあるいは、
電子ディスプレイフォーラム98 4-16に開示されてい
る。

【００１３】また、図１５は、第2の従来例であり、反
射型液晶表示装置１５１の構成を示す断面図である。本
実施形態の表示装置では、ゲストホスト（ＧＨ）素子に
高分子を分散させ、素子に異方性散乱機能を組み込ん
で、電圧の印加により散乱（明状態）と吸収（暗状態）
とを変調することができる。

【００１４】反射型液晶表示装置１５１は、基板１２、
１２'、液晶／高分子複合層１５２、液晶１３a、二色性
色素１４、高分子１５３、透明電極１５、１５'、配向
膜１６、１６'、吸収膜１７、反射偏光膜１８等を含ん
で構成される。基板１２、１２'は、たとえばガラス、
石英、プラスチックなどの絶縁性を有するもので構成さ
れ、また少なくとも基板１２は透光性を有するもので構
成される。基板１２、１２'間に介在する液晶／高分子
複合層１５２は、誘電率異方性が正であるネマティック
液晶１３ａ及び分子の長軸にほぼ平行な遷移双極子モー
メントを有する、いわゆるｐ型二色性色素１４および異
方性分子骨格を持つ重合性分子の重合体（いわゆる高分
子）１５３から成る。透明電極１５の上には、さらに、
例えばポリイミド樹脂からなる配向膜１６を形成し、該
配向膜１６の表面には、液晶分子１３ａを基板１２に対
して一方向に水平配向させるために、たとえばラビング
処理による配向処理を施す。一方、前記基板１２'の液
晶層１５２側表面１２'ａには、基板１２'と接して、吸
収膜１７と、例えば、複屈折性の誘電体多層膜で形成さ
れる反射偏光膜１８とがこの順に形成される。反射偏光
膜１８を形成する際、二色性色素１４が混合された液晶
／高分子複合層１５２の透過軸と反射偏光膜１８の透過
軸が揃うように配置する。このように、透過軸を揃える
ことによって、液晶層の電界制御による明状態、暗状態
の明確な区別が実現できる。

【００１５】反射偏光膜１８の表面には透明電極１５'
と配向膜１６'とがこの順に形成される。配向膜１６'は
前記配向膜１６と同様に、たとえばポリイミド樹脂で構
成され、その表面にはラビング処理などの配向処理が施
される。

【００１６】ここで、反射型液晶表示装置１５１を用い
て白黒表示を行う場合の動作について図１６を用いて説
明する。周囲光７１から発せられた光が、一方の方向の
直線偏光７１ａと、これに直交する他の方向の直線偏光
７１ｂとで表されるとする。電圧無印加状態の図１６
（ｂ）では、液晶分子１３ａは配向膜１６、１６'の配
向処理方向に沿って、すなわち基板１２、１２'に対し
て平行方向に配向し、二色性色素１４も同様に配向す
る。基板１１側から入射した光が液晶層１５２に入射す
ると、該光のうち二色性色素１４の分子の長軸方向に対
して平行方向に振動面を持つ直線偏光７１ａは二色性色
素１４によって吸収される。また、二色性色素１４の分
子の長軸方向に対して垂直方向に振動面を持つ直線偏光
７１ｂは液晶層１３、反射偏光膜１８を通過し、その背
後の吸収層１７で吸収される。従って、表示装置に入射
した光はその殆どが吸収され、暗状態を示す。

【００１７】一方、電圧印加時の図１６（ａ）には、液
晶分子１３ａと二色性色素１４は電界方向に沿って立上
がり、基板１２、１２'に対して垂直方向に配向する
が、高分子は互いが化学的に結合しているため向きを変
えることが出来ない。その結果、液晶分子の立上がった
ドメインと分子が寝たままの高分子ドメインとの間に屈
折率差が生まれ、光散乱状態となり、明状態を示す。上
述の反射型液晶表示装置１５１は、例えば特開平１１−
３８４５２号公報に開示されている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来のゲストホスト
（ＧＨ）素子を用いた構造では、液晶層中に光を吸収す
る二色性色素と、光を散乱させる高分子層が混在してお
り、暗状態での液晶層が吸収、散乱の効果を同時に作用
するため、二色性色素による吸収が完全ではなく、完全
な暗状態が得られない、高コントラストが得られないな
どの問題が生じていた。

【００１９】そこで、本発明は、かかる問題点を解決す
るためになされたものであり、高精細で、かつ明るく高
コントラストな反射型液晶表示装置を提供することを目
的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による反射型液晶表示装置では、少なくとも
一方基板が透光性を有する一対の絶縁性基板と、該基板
間に挟持される二色性色素と液晶よりなる液晶層と、前
記一対の絶縁性基板のうち透光性を有する第１基板の液
晶層側表面に形成される透明電極と配向膜と、前記一対
の絶縁性基板の第２基板の液晶層側表面に形成される配
向膜と、第２の基板に近接して配置される反射偏光膜と
吸収膜と、散乱膜を備えた反射型液晶表示装置におい
て、二色性色素を含む液晶層と、特定方向の偏光のみを
散乱する異方性散乱膜と、反射偏光膜との透過軸方向を
一致させたことを特徴とする。

【００２１】更に、好ましくは上記構成のうち、特定方
向の偏光のみを散乱する異方性散乱膜と、反射偏光膜
と、吸収膜とが、一対の絶縁性基板のうち第2基板の液
晶層側表面から順に、異方性散乱膜、反射偏光膜、吸収
膜の順序で配置されたことを特徴とする。

【００２２】また、本願は前記異方性散乱膜が、配向し
た液晶と高分子との複合体、液晶と高分子の複合体を延
伸したもの、液晶性高分子と微粒子との複合体、高分子
と微粒子との複合体を延伸したもののうち、いずれか１
つにより形成されることも特徴とする。

【００２３】さらに、前記反射偏光膜が複屈折性の誘電
体多層フィルムからなることを特徴とし、前記反射偏光
膜にカラーフィルターの機能をも持たせるために、少な
くとも2以上の波長領域に分割され、それぞれが特定の
可視波長領域の光を反射するカラー反射偏光膜であるこ
とを特徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態であ
る異方性散乱膜を用いたゲストホスト（ＧＨ）モードの
反射型液晶表示装置１１の構成を示す断面図である。反
射型液晶表示装置１１は、基板１２、１２'、液晶層１
３、二色性色素１４、透明電極１５、１５'、配向膜１
６、１６'、吸収膜１７、反射偏光膜１８、異方性散乱
膜１９を含んで構成される。基板１２、１２'は、たと
えばガラス、石英、プラスチックなどの絶縁性を有する
もので構成され、また少なくとも基板１２は透光性を有
するもので構成される。

【００２５】基板１２、１２'間に介在する液晶層１３
は、誘電率異方性が正であるネマティック液晶１３ａ及
び分子の長軸にほぼ平行な遷移双極子モーメントを有す
る、いわゆるｐ型二色性色素１４から成る。前記基板１
２の液晶１３側表面１２aには、例えばＺｎＯを用いた
バリスタや、Ｔａ₂Ｏ₅を用いたＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉ
ｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）素子などの二端子素子
で実現されるスイッチング素子を有する透明電極ＩＴＯ
（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）１５で構成される。
透明電極１５の上には、さらに、例えばポリイミド樹脂
からなる配向膜１６を形成し、該配向膜１６の表面に
は、液晶分子１３ａを基板１２に対して一方向に水平配
向させるために、たとえばラビング処理による配向処理
を施す。

【００２６】一方、前記基板１２'の液晶層１３側表面
１２'ａには、基板１２'と接して、例えば酸化クロムで
実現される吸収膜１７と、例えば、複屈折性の誘電体多
層膜で形成される反射偏光膜１８とがこの順に形成され
る。また、反射偏光膜１８の表面には異方性散乱膜１９
が形成され、異方性散乱膜１９の上に透明電極１５'と
配向膜１６'とがこの順に形成される。配向膜１６'は前
記配向膜１６と同様に、たとえばポリイミド樹脂で構成
され、その表面にはラビング処理などの配向処理が施さ
れる。

【００２７】図２に、反射型液晶表示装置１１を作製す
る工程を示す。以下、工程に従って説明する。工程１で
は、基板１２'の表面１２'ａ上に吸収膜１７が形成され
る。吸収膜１７は、酸化クロムをスパッタリング法を用
いて成膜することによって形成される。

【００２８】工程２では、前記吸収膜１７上に反射偏光
膜１８が形成される。該反射偏光膜１８は、アクリル系
液晶高分子の溶液をスピンナーで塗布して０．６２μｍ
の厚さに形成した。

【００２９】工程３では、前記反射偏光膜１８上に異方
性散乱膜１９が形成される。本実施形態の異方性散乱膜
１９は、配向処理された液晶と高分子の複合体より形成
する。すなわち、吸収膜１７上の反射偏光膜１８の上に
配向膜１８ａを形成し、ラビングを行う。その上に液晶
と光反応性高分子を溶媒に分散させた複合膜を塗布し、
紫外線を照射し、相分離を行い、異方性散乱膜１９を作
製する。相分離の際、異方性散乱膜を構成するもののう
ち、液晶は配向膜の配向方向に整列し、紫外線重合によ
って生じる高分子は配列しない。

【００３０】工程４ではこの異方性散乱膜１９上に透明
電極１５'が形成される。ＩＴＯで実現される透明電極
１５'は、該ＩＴＯをスパッタリング法によって全面に
成膜した後、フォトリソグラフィ法によって、パターン
形成される。

【００３１】工程５では、前記透明電極１５'上に配向
膜１６'が形成される。ポリイミド樹脂による配向膜１
６'は、該ポリイミド樹脂を全面に成膜した後、その表
面にラビング処理を施すことによって形成される。

【００３２】工程６では、基板１２の表面１２ａにスイ
ッチング素子が形成される。工程７ではスイッチング素
子を形成した基板１２の表面１２a上に透明電極１５が
形成される。工程８では、前記透明電極１５上に配向膜
１６が形成される。配向膜１６は、前記工程５と同様に
して形成される。

【００３３】工程９では、基板１２と基板１２'とが貼
合わせられる。基板１２、１２'の表面１２ａ、１２'ａ
が対向するように配置されるとともに、配向膜１６、１
６'の配向処理方向が平行となるように配置される。ま
た、両者間には、たとえば直径が８μｍのプラスチック
スペーサが介在される。このため、基板１２、１２'の
間隔が一定に保持される。

【００３４】工程１０では、前記基板１２、１２'の間
に二色性色素１４を含む液晶が注入され、液晶層１３が
形成される。工程１１では、前記工程８で液晶を注入し
た注入口が封止される。

【００３５】次に、上記工程３により形成された異方性
散乱膜の特性について説明する。本実施形態１での異方
性散乱膜は、図３（ａ）および図３（ｂ）の２種類の光
学測定系を用いて評価した。まず、図３（ａ）に示すよ
うに、入射側に偏光板３１を１枚用いて、直線偏光３２
を異方性散乱膜３３に入射し、垂直方向から３０度方向
の光の散乱強度をフォトメーターで測定した。なお、異
方性散乱膜３３サンプルは基板の上に作製し、サンプル
自体を面内方向ψに３６０度回転させた。次に、図３
（ｂ）に示すように、異方性散乱膜３３の出射側に偏光
板３４をもう一枚挿入し、クロスニコル条件とし、散乱
光の偏光度を同様にサンプルを回転させて測定した。

【００３６】前記測定系による測定結果を図４に示す。
図４に示すように、図３（ａ）の光学系を用いた場合、
ψ＝０°と１８０°にのみ散乱光が測定されるので、異
方性散乱膜はラビング配向方向に平行に偏光入射した場
合に散乱し、ラビング配向方向に垂直に偏光入射した場
合はほとんど散乱せずに、そのまま通過する特性をもつ
ことが判る。また、図３（ｂ）の評価光学系の結果よ
り、ψ＝０°と１８０°の散乱光強度はほとんど見られ
ず、偏光板で吸収されている。このことより、異方性散
乱膜で散乱された偏光は、偏波面を保持しながら散乱し
ていることが判る。

【００３７】ここで、前記結果による、その散乱の模式
図を図５に示す。即ち、この異方性散乱膜１９は配向方
向に対し、平行な直線偏光５１ａの方が散乱し、垂直な
直線偏光５１ｂの方が散乱しない。さらに、異方性散乱
膜１９は前方散乱が優先であり、入射光はほとんどロス
なく前方に散乱されることを確認している。

【００３８】図１におけるＧＨ液晶層、異方性散乱膜、
反射偏光膜の配置は図６のように設定する。すなわち、
それぞれの透過軸が揃うように配置する。このように、
透過軸を揃えることによって、二色性色素の長軸方向に
垂直な偏波面を持つ直線偏光が、偏波面を保ちながら液
晶層、異方性散乱膜、反射偏光板を透過し、吸収膜にた
どり着くことが出来ることなどから、液晶層の電界制御
による明状態、暗状態の明確な区別が実現できる。

【００３９】続いて、反射型液晶表示装置１１を用いて
白黒表示を行う場合の動作について図7を用いて説明す
る。周囲光７１から発せられた光が、一方の方向の直線
偏光７１ａと、これに直交する他の方向の直線偏光７１
ｂとで表されるとする。電圧無印加状態の図７（ｂ）で
は、液晶分子１３ａは配向膜１６、１６'の配向処理方
向に沿って、すなわち基板１２、１２'に対して平行方
向に配向し、二色性色素１４も同様に配向する。基板１
１側から入射した光が液晶層１３に入射すると、該光の
うち、二色性色素１４の分子の長軸方向に対して直交す
る方向に振動面を持つ直線偏光７１ｂはGH液晶層を透過
し、異方性散乱膜１９に入射する。異方性散乱膜１９は
入射する直線偏光の方向に対して異なった挙動を示す。

【００４０】すなわち、異方性散乱膜１９の延伸方向に
振動面を持つ直線偏光７１aは偏光面を保持したまま前
方に散乱されるが、それと直交する直線偏光７１bは透
過する。異方性散乱膜１９の配置は二色性色素１４が混
合されたGH液晶層１３と異方性散乱膜１９の透過軸が一
致するように設定してあるので、異方性散乱膜１９を通
過した直線偏光７１ｂは散乱の無い直線偏光成分のみと
なる。この直線偏光はさらにその下の反射偏光膜１８に
入射するが、反射偏光膜１８の透過軸もこの直線偏光７
１bの振動面と一致するので、反射偏光膜１８も通過
し、その下の吸収層１７で吸収される。

【００４１】一方、二色性色素１４の分子の長軸方向に
対して平行方向に振動面を持つ直線偏光７１ａは二色性
色素１４によって吸収される。二色性色素１４に吸収さ
れきれず、わずかに透過した光が異方性反射膜１９に入
射して偏光を保持したまま散乱されるが、それもその下
の反射偏光膜１８で反射され、再度GH液晶層１３を通過
するので、そのほとんどは出射せずに吸収される。従っ
て、電圧無印加時にこの反射型液晶表示装置に入射した
光は両偏波面とも吸収され、良好な暗状態が達成され
る。

【００４２】一方、電圧印加時には、図７（ａ）に示す
ように、液晶分子１３ａは電界方向に沿って、すなわち
基板１２、１２'に対して垂直方向に配向し、二色性色
素１４も同様に配向する。基板１２側から入射した光７
１a、７１ｂは共に、二色性色素１４によって吸収され
ずに液晶層１３を通過し、異方性散乱膜１９に入射す
る。ここで、二色性色素１４の分子の長軸方向に対して
直交する方向に振動面を持つ直線偏光７１bは、電圧無
印加時と同様の原理により吸収層で吸収されるが、、異
方性散乱膜１９の延伸方向に振動面を持つ直線偏光７１
ａは、異方性散乱膜１９によって散乱光となる。そし
て、反射偏光膜１８に入射して反射され、再度GH液晶層
１３を通過して出射してくる。異方性散乱膜１９の散乱
軸で散乱された直線偏光は偏光面を保持したまま散乱さ
れ、これがそのまま反射偏光膜の反射軸に入射するの
で、効率良く光が散乱され、良好な明状態が達成され
る。

【００４３】本実施形態において作製した液晶表示装置
を、実際に拡散照明下で明るさ、コントラストの測定を
行ったところ、明状態で４０%、暗状態で５%（明るさは
共に標準白色板比）であり、コントラスト8の表示を得
ることが出来た。

【００４４】次に、図８には、実施形態１の反射型液晶
表示素子１１の特性との比較例として、図１５に示すよ
うな従来の（本発明者らが特開平６−２７４８１号公報
に開示の）凹凸拡散反射板を使用した反射型液晶素子の
特性を併記する。

【００４５】これは、図９に示す光学系を用いて、標準
拡散板の反射率を１００％とし、３０度入射の正面受光
の条件で明るさとコントラストを測定したものである。
明るさ、コントラストとも本発明による実施形態の方が
高いことがわかった。

【００４６】このように、第１の実施形態の反射型液晶
表示装置１１に入射した光は、散乱の無い暗表示と散乱
状態の明表示を実現できるので、表示品位が格段に向上
することになる。本実施形態では液晶層１３を駆動する
基板１２の電極として透明電極１６を用いたが、反射板
１３４の反射膜を電極として適用することも可能であ
る。この場合、製造プロセスが簡略化できるメリットが
ある。

【００４７】次に、第２の実施形態である反射型液晶表
示装置の構成について説明する。第２の実施形態である
反射型液晶表示装置は、第１の実施形態とほぼ同じよう
に構成されるが、異方性散乱膜１９が液晶性高分子と微
粒子の複合体から成り、図１０に示したような押出方法
によって形成されることを特徴とする。図１における基
板１２'の液晶層１３側表面１２'ａには、反射偏光膜１
８が形成され、さらにその表面には液晶性高分子と微粒
子から成る異方性散乱膜１９が形成される。

【００４８】本実施形態で用いた液晶性高分子は、例え
ば、ポリエステル系樹脂などの溶融状態で液晶相を示
し、常温でガラス相を示す材料、またはガラス転移温度
が室温以上の材料、すなわちサーモトロピック液晶性高
分子で実現される。本実施形態に用いた液晶高分子の異
常光屈折率は、１．６５、常光屈折率は１．５２であ
る。

【００４９】また、一方微粒子は１例として数μｍの円
形のプラスティックビーズを用いる。本実施形態に用い
た微粒子には屈折率が１．５７であるミクロパールを用
いた。この２つを均一に分散させ異方性散乱膜は、後述
する押出方法によって形成される。上記屈折率差により
異方性の散乱を示す。また、異方性散乱膜１９は、第２
の実施形態と同様基板１２の光入射側１２ｂに形成して
も、同様の効果が得られることを確認した。

【００５０】図１０は、異方性散乱膜１９の押出方法を
説明するための斜視図である。基板１２'は、加熱およ
び冷却機能を備えた保持部材１０１上に真空吸着法で固
定される。また、液晶高分子１１１と微粒子１１２を混
合し、高温槽１０２内で加熱されて溶融状態、すなわち
液晶相とされる。溶融状態とされた液晶高分子１１１と
微粒子１１２の混合物は、高温槽１０２に形成されたス
リット１０３から適当な押出速度で押出されて、基板１
２'ａ上の反射偏光膜１８上に付着される。異方性散乱
膜の膜厚は、成膜時の温度、押出速度、冷却速度などに
よって調整される。

【００５１】尚、散乱性の制御は添加する微粒子の屈折
率と割合によって制御可能である。このようにして形成
された異方性散乱膜の構造を図１１に示す。このように
して作製された異方性散乱膜は実施形態１の図４に示す
ような同等な異方性散乱特性を示すことを確認してい
る。本実施形態による反射型液晶表示装置は、第１の実
施形態と同様に反射型液晶表示装置の表示品位が向上す
る。

【００５２】第３の実施形態である反射型液晶表示装置
は、第１の実施形態あるいは第２の実施形態とほぼ同じ
ように構成されるが、本実施形態の異方性散乱体１９
は、液晶と高分子の複合体であり、この複合体を延伸し
て形成している。すなわち、液晶材料１３aとしてＢＤ
Ｈ社製Ｅ７を用いた。高分子皮膜１２１で液晶粒を覆っ
たカプセル型の液晶複合体を作製するために、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）を高分子皮膜とするエマルジョ
ン法を用いた。作製したＰＶＡ皮膜付液晶粒の大きさは
１〜６μｍであった。作製した液晶粒エマルジョンをガ
ラス基板上に塗布し、乾燥した後フィルムとして取り出
した。取り出したフィルムを約２〜３倍に一方向に延伸
し、所定の厚みとして約２０μｍとした。このようにし
て作製された異方性散乱膜は実施形態１の図４に示すよ
うな同等な異方性散乱特性を示すことを確認している。
さらに、異方性散乱体１９を、前記反射偏光膜１８上に
接着剤にて固定した。このようにして作製された異方性
散乱膜１９の構造を図１２に示す。

【００５３】本実施形態による反射型液晶表示装置も、
第１、第２の実施形態と同様に反射型液晶表示装置の表
示品位が向上する。なお、上記の実施形態は、本発明に
よる反射型液晶表示装置を限定するものではなく、例え
ば、配向膜や液晶はあくまでも一例であり、発明の範囲
内で種々に変更可能である。つまり、配向膜が傾斜垂直
配向であり、かつゲストホスト液晶の誘電率異方性が負
であるホスト液晶に色素を混合し、電圧無印加時に明状
態となり、電圧印加時に暗表示とすることも可能であ
る。ここで、傾斜配向はポリイミド系の垂直配向膜を一
方向にラビング処理を行うことにより得ており、実施形
態１と同様に、良好な表示が可能となる。

【００５４】なお、前述の実施形態で用いた偏光反射膜
は延伸方向の屈折率に高低を有する2種類のフィルムを
交互に多層に積層した構造となっており、積層している
フィルムの膜厚に分布を持たせているため、広範な可視
光波長を反射するものであり、反射光は白色であった
が、フィルムに用いるポリマー材料の（屈折率の）選択
と膜厚の均一化によりある特定の波長領域だけを反射す
るように制御してカラー偏光反射膜を作ることが可能で
ある。このカラー偏光反射膜はフィルムの延伸方向に振
動面を持つ特定波長領域の直線偏光を反射し、それと直
交する直線偏光と特定波長領域以外の光を透過する。こ
のカラー偏光反射膜をR、G、Ｂ毎に作製し、それぞれを
吸収体の上にパターニングして並置すれば、反射型偏光
カラーフィルターを作製することが出来る。

【００５５】そこで、発明者らは、延伸により複屈折を
生じるポリマーAと複屈折を生じにくいポリマーBを交互
に積層して多層化し、これを押し出し延伸により膜厚0.
4μmとしてカラー偏光反射膜をR、G、B毎に作製し、そ
れを吸収体（膜厚：800 nm）上に「印刷、ドライエッチ
ング」の繰り返しにより、さらにその上に形成する駆動
素子の画素に合わせてストライプ状に形成した反射型偏
光カラーフィルターを作製した。この反射型偏光カラー
フィルターを実施形態1で用いた偏光反射膜の代わりに
用いたところカラー表示を行うことができた。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コントラ
ストが大きく向上するため、反射型液晶表示装置の表示
品位が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である反射型液晶表示
装置１１の構成を示す断面図である。

【図２】反射型液晶表示装置１１を作成する手順を示す
工程図である。

【図３】異方性散乱膜１９を評価する光学系を示す図で
ある。

【図４】異方性散乱膜１９の光学特性を示す図である。

【図５】異方性散乱膜１９の特性概略図である。

【図６】反射型液晶表示装置１１の構成を表す斜視図で
ある。

【図７】反射型液晶表示装置１１の動作原理を説明する
ための図である。

【図８】反射型液晶表示装置１１の表示特性を示す図で
ある。

【図９】反射型液晶表示装置１１の測定方法を示す図で
ある。

【図１０】本発明の第２の実施形態における液晶高分子
１３１の押出方法を説明するための斜視図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態による異方性散乱膜
１９の構造図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態による異方性散乱膜
１９の構造図である。

【図１３】従来例１の反射型液晶表示装置１５１の構成
を示す断面図である。

【図１４】従来例１の反射型液晶表示装置１５１の動作
原理を説明するための図である。

【図１５】従来例２の反射型液晶表示装置１０１の構成
を示す断面図である。

【図１６】従来例２の反射型液晶表示装置１０１の動作
原理を表す図である。

【符号の説明】

１１第１実施形態の反射型液晶表示装置１２、１２' 基板１２a、１２'a基板内側表面１２ｂ基板の光入射側表面１３液晶層１３a 液晶分子１４二色性色素１５、１５' 透明電極１６、１６' 配向膜１７吸収膜１８反射偏光板１８a 反射偏光膜１８上の配向膜１９異方性散乱膜３１、３４偏光板３２直線偏光３３配向液晶高分子複合膜（異方性散乱膜）５１a、５１b 直線偏光７１入射光７１a 配向膜の配向方向に平行な振動面を持つ直線偏光７１b 配向膜の配向方向に垂直な振動面を持つ直線偏光１０１加熱および冷却機能を備えた保持部材１０２高温槽１０３高温槽１２２に形成されたスリット１１１高分子液晶１１２微粒子１２１高分子１３１従来の１／４波長板を用いたゲストホスト（Ｇ
Ｈ）モードの反射型液晶表示装置１３２ＧＨ液晶１３３ 1/4波長板１３４凹凸散乱反射電極(反射板) １５１従来のの反射型液晶表示装置１５２液晶/高分子複合層１５３高分子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三ツ井精一大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H088 EA02 HA14 HA19 HA21 JA06 MA02 MA03 2H091 FA07X FA08X FA16X FA32X FA34X FD23 HA08 LA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方基板が透光性を有する一
対の絶縁性基板と、該基板間に挟持される二色性色素と
液晶よりなる液晶層と、前記一対の絶縁性基板のうち透
光性を有する第１基板の液晶層側表面に形成される透明
電極と配向膜と、前記一対の絶縁性基板の第２基板の液
晶層側表面に形成される配向膜と、第２の基板に近接し
て配置される反射偏光膜と吸収膜と、散乱膜を備えた反
射型液晶表示装置において、二色性色素を含む液晶層
と、特定方向の偏光のみを散乱する異方性散乱膜と、反
射偏光膜との透過軸方向を一致させたことを特徴とする
反射型液晶表示装置。
【請求項２】請求項1記載の特定方向の偏光のみを散
乱する異方性散乱膜と、反射偏光膜と、吸収膜とが、一
対の絶縁性基板のうち第2基板の液晶層側表面から順
に、異方性散乱膜、反射偏光膜、吸収膜の順序で配置さ
れたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項３】前記異方性散乱膜が、配向した液晶と高
分子との複合体、液晶と高分子の複合体を延伸したも
の、液晶性高分子と微粒子との複合体、高分子と微粒子
との複合体を延伸したもののうち、いずれか１つにより
形成されることを特徴とする請求項１〜２記載の反射型
液晶表示装置。
【請求項４】前記反射偏光膜が複屈折性の誘電体多層
フィルムからなることを特徴とする請求項１〜３記載の
反射型液晶表示装置。
【請求項５】前記反射偏光膜が少なくとも2以上の波
長領域に分割され、それぞれが特定の可視波長領域の光
を反射するカラー反射偏光膜であることを特長とする請
求項1〜４記載の反射型液晶表示装置。