JP2002268053A

JP2002268053A - カラー液晶表示装置

Info

Publication number: JP2002268053A
Application number: JP2001070848A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Sasaki; 俊明佐々木; Masahito Nakayama; 匡仁中山
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】コントラストや像の解像性を改善した高性能か
つ高品質な反射型カラー液晶表示装置もしくは半透過型
カラー液晶表示装置を提供する。【解決手段】反射型液晶表示装置Ｃにおいて、ガラス基
板２上にストライプ状透明電極群７と配向膜９とを順次
形成し、ガラス基板１上に光反射層３とカラーフィルタ
４とオーバーコート層５ａとストライプ状透明電極群６
と配向膜８とを形成している。このオーバーコート層５
ａの全透過率を９４％以上にして、ヘイズ度を５０以上
１００未満にしている。そして、ガラス基板２とガラス
基板１とを液晶層１１を介してストライプ状透明電極群
６、７が交差（直交）するように、シール部材１０によ
り貼り合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型カラー液晶表
示装置または半透過型カラー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】図３はカラーフィルタを形成してなる反射
型カラー液晶表示装置Ａの要部拡大図である。

【０００５】反射型カラー液晶表示装置Ａによれば、１
はコモン側のガラス基板、２はセグメント側のガラス基
板であって、ガラス基板２上に多数平行に配列したＩＴ
Ｏからなるストライプ状透明電極群７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９とを順次形
成している。

【０００６】また、ガラス基板１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３を形成し、光
反射層３上にカラーフィルタ４とアクリル系樹脂からな
るオーバーコート層５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６とを形成し、さらにス
トライプ状透明電極群６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８を形成している。

【０００７】そして、これらガラス基板２とガラス基板
１とをたとえば２００〜２６０°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１１を介し
て、双方のストライプ状透明電極群７、６が交差（直
交）するように、シール部材１０により貼り合わせる。
また、両ガラス基板１、２間には液晶層１１の厚みを一
定にするためにスペーサを多数個配している。

【０００８】さらにガラス基板２の外側に前方散乱性フ
ィルム１３とポリカーボネートからなる位相差板Ｐ、ヨ
ウ素系の偏光板１２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。なお、上記位相差板Ｐは２
種類の位相差板Ｐ―１と位相差板Ｐ―２とを積層したも
のである。

【０００９】上記構成の反射型カラー液晶表示装置Ａ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１２、位相差板Ｐと前方散乱性フィルム１３と
ガラス基板２とを順次通過し、この入射光がストライプ
状透明電極群７と配向膜９と液晶層１１、さらに配向膜
８とストライプ状透明電極群６とオーバーコート層５と
カラーフィルタ４を通して光反射層３に到達し、ついで
反射され、その反射光が、ふたたびカラーフィルタ４、
液晶層１１、前方散乱性フィルム１３、位相差板Ｐ、偏
光板１２などを通して光出射される。

【００１０】このように従来の反射型カラー液晶表示装
置Ａによれば、光反射層３を液晶セルの内部に配置して
入射光の反射をおこない、さらに前方散乱性フィルム１
３を液晶セルの外部に配置することによって、光散乱さ
せ、これにより、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ている。

【００１１】上記構成の反射型カラー液晶表示装置Ａ以
外に、反射型と透過型の双方の機能を有する半透過型カ
ラー液晶表示装置Ｂも提案されている。

【００１２】図４はカラーフィルタを形成してなる半透
過型カラー液晶表示装置Ｂの要部拡大図である。

【００１３】半透過型カラー液晶表示装置Ｂによれば、
ガラス基板２上に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７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９とを順次形成し、また、
ガラス基板１上には半透過膜３ａとカラーフィルタ４と
アクリル系樹脂からなるオーバーコート層５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６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
８を形成している。

【００１４】そして、ガラス基板２とガラス基板１とを
液晶層１１を介して、シール部材１０により貼り合わせ
る。また、両ガラス基板１、２間には液晶層１１の厚み
を一定にするためにスペーサを多数個配している。

【００１５】さらにガラス基板２の外側に前方散乱性フ
ィルム１３ａと、ポリカーボネートからなる位相差板Ｐ
１と、ヨウ素系の偏光板１２ａとを順次積み重ね、ガラ
ス基板１の外側にポリカーボネートからなる位相差板Ｐ
２、ヨウ素系の偏光板１２ｂを積み重ねている。なお、
この位相差板Ｐ１は２種類の位相差板Ｐ―３と位相差板
Ｐ―４とを積層したものである。

【００１６】上記構成の半透過型カラー液晶表示装置Ｂ
においても、反射型として使用する場合には、太陽光、
蛍光灯などの外部照明による照射光は前方散乱性フィル
ム１３ａと位相差板Ｐ１、偏光板１２ａとガラス基板２
とを順次通過し、この入射光がストライプ状透明電極群
７と配向膜９と液晶層１１、さらに配向膜８とストライ
プ状透明電極群６とオーバーコート層５とカラーフィル
タ４を通して半透過膜３ａに到達し、ついで反射され、
その反射光が、ふたたびカラーフィルタ４、液晶層１
１、前方散乱性フィルム１３ａ、位相差板Ｐ１、偏光板
１２ａなどを通して光出射される。

【００１７】他方、透過型として使用する場合には、ガ
ラス基板１の背面に設けたバックライトからの照射光が
偏光板１２ｂ、位相差板Ｐ２、ガラス基板１、半透過膜
３ａ、カラーフィルタ４、オーバーコート層５、ストラ
イプ状透明電極群６、配向膜８、液晶層１１、配向膜
９、ストライプ状透明電極群７、前方散乱性フィルム１
３ａ、位相差板Ｐ１、偏光板１２ａなどを通して光出射
される。

【００１８】上記構成の半透過型カラー液晶表示装置Ｂ
においても、反射型として使用する場合には、半透過膜
３ａを液晶セルの内部に配置して入射光の反射をおこな
い、さらに前方散乱性フィルム１３ａを液晶セルの外部
に配置することによって、光散乱させ、これにより、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
光出射させている。

【００１９】一方、透過型として使用する場合でも、半
透過膜３ａを液晶セルの内部に配置して入射光の透過を
おこない、さらに前方散乱性フィルム１３ａを液晶セル
の外部に配置することによって、光散乱させ、これによ
り、あらゆる角度からの入射光に対し、広い散乱角度で
もって光出射させている。

【００２０】また、反射型カラー液晶表示装置におい
て、さらに装置の内部に光散乱層を形成する技術も提案
されている（特開平７−９８４５２号参照）。

【００２１】この光散乱層によれば、透明樹脂と、この
透明樹脂中に分散された微粒子とを主成分としたもので
あるが、この微粒子の直径としては０．０５〜１．０μ
mが望ましいと示されている。

【００２２】また、前述した反射型カラー液晶表示装置
Ａにおいて、オーバーコート層５を光散乱層とするため
に、アクリル系樹脂中に透明微粒子である光散乱材を分
散させた技術も提案されている（特開平７−２８０５５
号参照）。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
カラー液晶表示装置Ａおよび半透過型カラー液晶表示装
置Ｂの双方とも、前方散乱性フィルム１３あるいは前方
散乱性フィルム１３ａを液晶セルの外部に配置したこと
で、その後方散乱によってコントラストが低下したり、
像が不鮮明になり、ボケが生じるという課題がある。

【００２４】また、特開平７−９８４５２号に示す液晶
表示装置によれば、微粒子を含む透明樹脂からなる光散
乱層において、その微粒子の直径は０．０５〜１．０μ
mであり、そのように小さな径であることで、凝集が起
こりやすく、透明樹脂中への微粒子の分散性が悪く、そ
の結果、均一な光散乱性を得られないという課題があ
る。

【００２５】また、このように微粒子になると、粒子径
が可視光線の波長に近づき、これによって光が屈折する
ことなく通過し、そのために散乱性が劣化する。

【００２６】他方、たとえば平均粒径５μｍにまで大き
くした微粒子を分散した場合には、８μｍ程度の膜厚が
必要となるが、適度な粒径分布をもつために膜厚に近
い、もしくは膜厚より大きい粒径の粒子が存在する割合
が高くなり、そのために凹凸の表面となり、オーバーコ
ート層として不適である。

【００２７】特開平７−２８０５５号に提案された反射
型カラー液晶表示装置によれば、アクリル系樹脂中に透
明微粒子を分散させた光散乱層において、透明樹脂と透
明微粒子との混合状態については、いまだ十分に検討さ
れていない。

【００２８】すなわち、本発明者が、このような光散乱
層を塗布形成すると、その混合状態によっては、表示特
性が劣化することが判明した。

【００２９】本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努
めた結果、透明微粒子を分散したオーバーコート層の適
性なる指標として、単なる微粒子の粒径ではなく、全透
過率とともに、ヘイズ度（拡散透過率／全透過率）を所
定の範囲内に設定するだけで、微粒子の優れた分散性能
が容易に達成できることを見出した。

【００３０】そして、この知見に加えて、そのオーバー
コート層の透明微粒子の比重ａと透明樹脂の比重ｂの比
率ａ／ｂを１．０２〜１．１６に設定することで、より
いっそう分散性能が向上することを見出した。

【００３１】本発明は上記知見により完成されたもので
あり、その目的は反射時のコントラストや像の解像性を
改善した高性能かつ高品質な反射型カラー液晶表示装置
もしくは半透過型カラー液晶表示装置を提供することに
ある。

【００３２】さらに本発明の他の目的は、透明樹脂中へ
の微粒子の分散性を改善した高品質かつ高信頼性の反射
型カラー液晶表示装置もしくは半透過型カラー液晶表示
装置を提供することにある。

【００３３】本発明のさらに他の目的は、オーバーコー
ト層の表面凹凸を解消した高品質かつ高信頼性の反射型
カラー液晶表示装置もしくは半透過型カラー液晶表示装
置を提供することにある。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー液晶表示
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
板上にカラーフィルタと透明樹脂中に透明微粒子を分散
して成るオーバーコート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
めてなる反射型もしくは半透過型の装置構成において、
前記オーバーコート層の全透過率を９４％以上にして、
さらに反射型にてヘイズ度（拡散透過率／全透過率）を
５０以上１００未満に、もしくは半透過型にてヘイズ度
を４０以上８０未満になるように透明微粒子の分散状態
を調整したことを特徴とする。

【００３５】本発明のカラー液晶表示装置は、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カラーフィ
ルタと透明微粒子を分散したオーバーコート層とストラ
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もしくは半透過型の
装置構成において、前記オーバーコート層の透明微粒子
の比重ａと透明樹脂の比重ｂの比率ａ／ｂを１．０２〜
１．１６にしたことを特徴とする。

【００３６】

【作用】本発明によれば、カラーフィルタ上のオーバー
コート層に透明微粒子を分散するに当り、その全透過率
を９４％以上の光透過性を達成しながらも、さらに反射
型にてヘイズ度（拡散透過率／全透過率）を５０以上１
００未満に、もしくは半透過型にてヘイズ度を４０以上
８０未満になるように透明微粒子の分散状態を調整した
ことで、その層自体にて優れた光散乱特性が得られ、光
散乱性のオーバーコート層を液晶セルの内部に配置した
ことで、光散乱層での後方散乱成分が直接目に入らなく
なり、そのために、従来でのコントラストの低下、表示
像のボケが大幅に減少され、その結果、反射型液晶表示
装置においては良好な光散乱特性が得られ、半透過型液
晶表示装置においては良好な光散乱特性とともに、透過
率と反射率との双方にてバランスの良い割合を得ること
ができる。

【００３７】また、本発明によれば、カラーフィルタの
上のオーバーコート層に透明微粒子を分散するに当り、
透明微粒子の比重ａと透明樹脂の比重ｂの比率ａ／ｂを
１．０２〜１．１６にしたことで、透明微粒子を含む透
明樹脂を塗布形成するに当り、その塗布直前にて透明樹
脂中で透明微粒子が過度に沈降しなくなり、これによっ
て透明樹脂内に透明微粒子が均一に分散されるととも
に、その成膜の表面に透明微粒子が突出することもなく
なり、かかる突出に起因して生じる配向膜の凹凸がなく
なり、液晶を均一に配向させることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図１は本発明の反射型カラ
ー液晶表示装置の要部拡大断面図、図２は本発明の半透
過型カラー液晶表示装置の要部拡大断面図である。な
お、図３と図４に示す各装置と同一箇所には同一符号を
付す。

【００３９】（例１）反射型液晶表示装置Ｃ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、１
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７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９とを順次形成して
いる。

【００４０】前記他方部材については、ガラス基板１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３を形成し、光反射層３上に画素ごとに配したカラ
ーフィルタ４と、各カラーフィルタ４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
（図示せず）とを形成している。

【００４１】その上にアクリル系樹脂などからなるオー
バーコート層５ａ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６とを形成し、さらにストラ
イプ状透明電極群６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８を形成している。

【００４２】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１）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１１を介して、双方のストライプ状透明電
極群６、７が交差（直交）するように、シール部材１０
により貼り合わせる。また、両ガラス基板１、２間には
液晶層１１の厚みを一定にするためにスペーサ（図示せ
ず）を多数個配している。

【００４３】さらにガラス基板２の外側に位相差板Ｐ、
ヨウ素系の偏光板１２を積み重ねている。この配設にあ
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。なお、なお、この位相差板Ｐは２種
類の位相差板Ｐ―１と位相差板Ｐ―２とを積層したもの
である。

【００４４】光反射層３については、アルミニウム、ク
ロム、銀などからなる金属の単一層あるいは、アルミニ
ウム合金、クロム合金、銀合金等にて形成したり、ある
いはアルミニウム、クロム、銀などからなる金属層の上
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、Ｍ
ｇＦ₂などからなる低屈折率層との積層構造にしてもよ
い。

【００４５】オーバーコート層５ａは透明樹脂により形
成し、その樹脂内に前記透明微粒子としてのフィラーが
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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】このオーバーコート層５ａはフィラーを含
む透明樹脂をスピンナーにて塗布し、その後にオーブン
にて焼成することで得られ、その厚みは一例として５μ
ｍである。

【００４９】そして、かかる構成のオーバーコート層５
ａにおいては、フィラーにて乱反射させ、これによって
優れた光散乱性が得られる。

【００５０】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。

【００５１】本発明においては、オーバーコート層５ａ
に透明微粒子（フィラー）を分散するに当り、その全透
過率を９４％以上にして、さらに反射型にてヘイズ度
（拡散透過率／全透過率）を５０以上１００未満になる
ようにフィラーの分散状態を調整したことで、この層５
ａにおける光分散性が顕著に向上する点が特徴である。

【００５２】このヘイズ度は全透過率と拡散透過率との
比:［拡散透過率／全透過率］にて表される。全透過率
は平行透過率と拡散透過率との和である。

【００５３】たとえば平行透過率：３８％、拡散透過
率：５６％であれば、全透過率が９４％となり、ヘイズ
度は５９．６となる。

【００５４】通常、フィラーの濃度が高くなると、ヘイ
ズ度が大きくなる傾向にあるが、このヘイズ度は（１）
透明樹脂の屈折率と透明微粒子の屈折率、ならびに双方
の値の差、（２）透明微粒子の粒子径、（３）透明微粒
子の濃度、（４）散乱層の厚みなどによって決められ
る。

【００５５】ちなみに、特開平７−９８４５２号にはオ
ーバーコート層内の微粒子の望ましい径として０．０５
〜１．０μｍが記載されているが、その径とヘイズ度と
は一義的な関係があると言えず、上記の（１）〜（４）
により決められるものである。特開平７−２８０５５号
に記載された反射型カラー液晶表示装置でも同様であ
る。

【００５６】たとえばオーバーコート層５ａ内のフィラ
ーの平均粒径が２μｍである場合には、下記のような粒
径分布になっている。含有率は重量％である。・粒径：０．５〜１．５μｍ含有率：４．７％・粒径：１．５〜２．５μｍ含有率：７８．９％・粒径：２．５〜３．５μｍ含有率：７．０％・粒径：３．５〜４．５μｍ含有率：５．７％・粒径：４．５μｍ以上含有率：３．７％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。

【００５７】さらにまた、オーバーコート層５ａの厚み
は２〜１０μｍ、好適には４〜８μｍにするとよく、こ
の範囲であれば、所要とおりのヘイズ度が得られるとと
もに、優れた光分散性が達成され、そして、高い透過性
が得られる。

【００５８】カラーフィルタ４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。こ
の顔料としては、たとえば赤、緑、青である。

【００５９】かくして上記構成の液晶表示装置Ｃ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１２、位相差板Ｐ、ガラス基板２を順次通過し、こ
の入射光が液晶層１１を通し、さらにオーバーコート層
５ａおよびカラーフィルタ４などを通して光反射層３に
到達し、ついで反射され、その反射光が、ふたたびカラ
ーフィルタ４、オーバーコート層５ａなどを通して光出
射され、これによって反射率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。

【００６０】さらに光散乱性のオーバーコート層５ａを
液晶セルの内部に配置したことで、散乱層での後方散乱
成分が直接目に入らなくなり、そのために、従来でのコ
ントラストの低下、表示像のボケが大幅に減少された。

【００６１】（例２）図２はカラーフィルタを形成して
なる半透過型カラー液晶表示装置Ｄの要部拡大図であ
る。

【００６２】半透過型カラー液晶表示装置Ｄによれば、
ガラス基板２上に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７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９とを順次形成し、また、
ガラス基板１上には半透過膜３ａとカラーフィルタ４と
アクリル系樹脂からなるオーバーコート層５ａ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６
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８を形成している。

【００６３】そして、ガラス基板２とガラス基板１とを
液晶層１１を介して、シール部材１０により貼り合わせ
る。また、両ガラス基板１、２間には液晶層１１の厚み
を一定にするためにスペーサを多数個配している。

【００６４】さらにガラス基板２の外側に位相差板Ｐ
１、ヨウ素系の偏光板１２ａを積み重ね、ガラス基板１
の外側に位相差板Ｐ２、ヨウ素系の偏光板１２ｂを積み
重ねている。なお、この位相差板Ｐ２は２種類の位相差
板Ｐ―３と位相差板Ｐ―４とを積層したものである。

【００６５】半透過膜（光反射層）３aは、アルミニウ
ム、クロム、銀などからなる薄膜、あるいはアルミニウ
ム合金、クロム合金、銀合金からなる薄膜とするが、膜
厚が大きくなると光透過性が小さくなり、光反射性が大
きくなる。

【００６６】かかる金属薄膜の厚みは、金属の種類によ
り光の吸収係数が異なり、しかも、反射型および透過型
という双方の用途から、いずれの用途に対し性能の向上
を求めるかによっても規定されるが、通常５０〜５００
Å、好適には１００〜４００Åにするとよい。

【００６７】あるいは、金属薄膜に代えて誘電体ハーフ
ミラーにより形成してもよい。すなわち、低屈折率層と
高屈折率層とを交互に順次積層構造にするが、低屈折率
層としては、屈折率が１．３〜１．６のＳｉＯ₂、Ａｌ
Ｆ₃、ＣａＦ₂、ＭｇＦ₂など、高屈折率層としては、屈
折率が２．０〜２．８のＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｒＯ₃な
どで形成するとよい。

【００６８】本発明においては、オーバーコート層５ａ
に透明微粒子（フィラー）を分散するに当り、その全透
過率を９４％以上にして、さらにヘイズ度を４０以上８
０未満になるように透明微粒子の分散状態を調整したこ
とで、その層自体にて反射型および透過型の双方の使用
において、優れた光散乱特性が得られ、透過率と反射率
との双方にてバランスの良い割合を得ることができる。

【００６９】上記構成の半透過型カラー液晶表示装置Ｄ
においても、反射型として使用する場合には、太陽光、
蛍光灯などの外部照明による照射光は偏光板１２ａ、位
相差板Ｐ１とガラス基板２とを順次通過し、この入射光
がストライプ状透明電極群７と配向膜９と液晶層１１、
さらに配向膜８とストライプ状透明電極群６とオーバー
コート層５ａとカラーフィルタ４を通して半透過膜３ａ
に到達し、ついで反射され、その反射光が、ふたたびカ
ラーフィルタ４、液晶層１１、位相差板Ｐ１、偏光板１
２ａなどを通して光出射される。

【００７０】他方、透過型として使用する場合には、ガ
ラス基板１の背面に設けたバックライトからの照射光が
偏光板１２ｂ、位相差板Ｐ２、ガラス基板１、半透過膜
３ａ、カラーフィルタ４、オーバーコート層５ａ、スト
ライプ状透明電極群６、配向膜８、液晶層１１、配向膜
９、ストライプ状透明電極群７、位相差板Ｐ１、偏光板
１２ａなどを通して光出射される。

【００７１】かくして半透過型カラー液晶表示装置Ｄに
おいても、光散乱性のオーバーコート層５ａを液晶セル
の内部に配置したことで、光散乱層での後方散乱成分が
直接目に入らなくなり、そのために、従来でのコントラ
ストの低下、表示像のボケが大幅に減少され、良好な光
散乱特性とともに、透過率と反射率との双方にてバラン
スの良い割合を得ることができた。

【００７２】ヘイズ度の測定図5に示すようなヘイズメーターＥを用いて測定する。
ヘイズ度はＡＳＴＭ＿Ｄ＿１００３の規格による。

【００７３】１４は光源、１５は積分球、１６は試料
（液晶表示装置）、１７は検出器、１８はリングセンサ
である。

【００７４】光源１４から出た光線は試料１６を通過
し、積分球１５に入る。さらに積分球１５に入射された
光は、つやのない白色コーティングされた球内部にて一
様に拡散され、検出器１７によって測定される。全透過
率は出口開口を閉じて測定され、ヘイズは出口開口を開
いて測定される。

【００７５】（例３）前述した各反射型カラー液晶表示
装置Ｃおよび半透過型カラー液晶表示装置Ｄにおいて
は、光散乱性のオーバーコート層５ａを液晶セルの内部
に塗布形成する条件については、明記していないが、と
くにオーバーコート層５ａに透明微粒子を分散するに当
り、透明微粒子の材質と透明樹脂の材質を選択する際
に、透明微粒子の比重ａと透明樹脂の比重ｂの比率ａ／
ｂを１．０２〜１．１６、好適には１．０３〜１．１４
に、最適には１．０４〜１．０８にするとよい。

【００７６】この点を図６と図７により説明する。この
比率ａ／ｂが１．０２未満の場合には、透明微粒子を含
む透明樹脂を塗布形成したことで、もしくはその塗布直
前にて、図６に示す如く、透明樹脂中で透明微粒子が浮
き、塗布後硬化させても、その表面より微粒子でもって
平滑性が低下し、平坦にならず、その結果、その上に形
成した配向膜に凹凸が発生し、液晶を均一に配向させる
ことができなくなる。

【００７７】一方、比率ａ／ｂが１．１６を超えると、
透明微粒子を含む透明樹脂を塗布形成したことで、もし
くはその塗布直前にて、図７に示す如く、透明樹脂中で
透明微粒子が沈降し、これにより、オーバーコート層５
ａ内において透明微粒子に不均一性が発生し、あるいは
各オーバーコート層５ａ間でも、不均一な分散状態にな
り、その結果、オーバーコート層５ａの内部にて、また
は各オーバーコート層５ａ間にて、不均一な分散性が得
られる。

【００７８】このように比率ａ／ｂを１．０２〜１．１
６にするには、たとえばアクリル系樹脂にシリカ系の透
明微粒子を混合するのがよい。その他に、ポリエステル
系樹脂にＳｒＦ₂の透明微粒子を混合した場合、エポキ
シ系樹脂にＣａＦ₂の透明微粒子を混合した場合、ポリ
イミド系樹脂にＭｇＦ₂の透明微粒子を混合した場合も
好適である。

【００７９】

【実施例】（例1）本発明の反射型液晶表示装置Ｃにつ
いて、オーバーコート層５ａとして、アクリル系透明樹
脂中に平均粒径２μｍの無機(ＳｉＯ₂)系透明微粒子
（フィラー）を分散し、その分散濃度を調整することに
よって、ヘイズ度を４０、５０、６０、８０、９０、９
５に幾とおりにも変えた各種装置（試料Ｎｏ．１〜６）
を作成した。なお、このような各種に調整したものにつ
いては、いずれも透明微粒子の比重ａと透明樹脂の比重
ｂの比率ａ／ｂは１．０２〜１．１６の範囲内にある。

【００８０】ヘイズ度４０におけるフィラーの濃度は
６．９重量％、ヘイズ度５０におけるフィラーの濃度は
８．１重量％、ヘイズ度６０におけるフィラーの濃度は
９．１重量％、ヘイズ度８０におけるフィラーの濃度は
１０．６重量％、ヘイズ度８５におけるフィラーの濃度
は１０．８重量％、ヘイズ度９０におけるフィラーの濃
度は１１．０重量％である。なお、試料Ｎｏ．１は本発
明の範囲外である。さらにオーバーコート層の全透過率
はすべて９４％以上である。

【００８１】そして、これら各装置の反射時のコントラ
ストと反射率（白表示）を測定したところ、表1に示す
結果が得られた。

【００８２】また、従来の前方散乱性フィルムを用いた
反射型液晶表示装置を比較例（試料Ｎｏ．７）として示
す。

【００８３】

【表１】

【００８４】この表から明らかなとおり、本発明の試料
Ｎｏ．２〜６においては、優れたコントラストおよび反
射率が得られた。しかるに、試料Ｎｏ．１のヘイズ度４
０においては、反射時のコントラストのみ改善されてい
る。

【００８５】（例２）本発明の反射型液晶表示装置Ｄに
ついて、オーバーコート層５ａとして、アクリル系透明
樹脂中に平均粒径２μｍの無機(ＳｉＯ₂)系透明微粒子
（フィラー）を分散し、その分散濃度を調整することに
よって、ヘイズ度を３０、３５、４０、５０、６０、７
０、８０、８５に幾とおりにも変えた各種装置を作成し
た（試料Ｎｏ．８〜１５）。なお、このような各種に調
整したものについては、いずれも透明微粒子の比重ａと
透明樹脂の比重ｂの比率ａ／ｂは１．０２〜１．１６の
範囲内にある。

【００８６】ヘイズ度３０におけるフィラーの濃度は
５．５重量％、ヘイズ度３５におけるフィラーの濃度は
６．２重量％、ヘイズ度４０におけるフィラーの濃度は
６．９重量％、ヘイズ度５０におけるフィラーの濃度は
８．１重量％、ヘイズ度６０におけるフィラーの濃度は
９．１重量％、ヘイズ度７０におけるフィラーの濃度は
９．９重量％、ヘイズ度８０におけるフィラーの濃度は
１０．６重量％、ヘイズ度８５におけるフィラーの濃度
は１０．８重量％である。なお、試料Ｎｏ．８、９、１
４、１５は本発明の範囲外である。さらにオーバーコー
ト層の全透過率はすべて９４％以上である。

【００８７】また、従来の前方散乱性フィルムを用いた
半透過型液晶表示装置を比較例（試料Ｎｏ．１６）とし
て示す。

【００８８】そして、これら各装置の透過時のコントラ
ストと透過率（白表示）を測定したところ、表２に示す
結果が得られた。

【００８９】

【表２】

【００９０】また、反射時のコントラストと反射率（白
表示）を測定したところ、表３に示す結果が得られた。

【００９１】

【表３】

【００９２】これらの表から明らかなとおり、本発明の
試料Ｎｏ．１０〜１３においては、反射時において、優
れたコントラストと反射率が得られるとともに、透過時
においても、優れたコントラストおよび透過率が得られ
た。

【００９３】これに対する試料Ｎｏ．８，９のヘイズ度
３０、３５においては、透過時のコントラストと透過率
は従来から比べて改善されているが、その反面、反射時
のコントラストと反射率は従来と同程度であり、いまだ
改善されていない。

【００９４】試料Ｎｏ．１４、１５のヘイズ度８０、８
５においては反射時のコントラストと反射率は従来に比
べて改善されているが、その反面、透過時のコントラス
トと透過率は従来と同程度、あるいは従来に比べ劣化し
ている。

【００９５】また、本例のオーバーコート層５ａによれ
ば、透明微粒子は２μmの無機（ＳｉＯ₂）系の材料を用
いたが、これに代えて、この微粒子を３μmのものに変
えた場合、あるいは２μmと３μmの混合したものに変え
た場合にも同様の効果が得られた。また、この微粒子を
２μmの有機系材料に変えた場合にも同様の効果が得ら
れた。

【００９６】（例３）本発明の反射型カラー液晶表示装
置Ｃと反射型液晶表示装置Ｄについて、オーバーコート
層５ａとして、アクリル系透明樹脂中に平均粒径２μｍ
の無機(ＳｉＯ₂)系透明微粒子（フィラー）を分散し、
その透明樹脂と透明微粒子との比重比率ａ／ｂを、１．
０１、１．０３、１．０６、１．０９、１．１４、１．
１７の幾とおりにも変え、それぞれの層５ａを塗布形成
し、これによって得られた試料Ｎｏ．１７〜２２の各層
５ａの表面平坦性と、塗布直前での樹脂内での透明微粒
子の分散状態を調べたところ、表４に示すような結果が
得られた。

【００９７】

【表４】

【００９８】表面平坦性は、接触式膜厚計を用いて、オ
ーバーコート層表面の４００μｍの距離を走査し、その
間の最高高さと最低高さの差（最高高さ−最低高さ）で
ある高低差を求めることで、評価した。

【００９９】また、透明微粒子の分散状態は高さ５０ｃ
ｍの容器（メスシリンダー）に被測定用材料を満たし、
十分に攪拌して微粒子をよく分散させ、そのままの状態
に１２時間放置した後、容器の上部と底部からそれぞれ
１ｃｍ³の容量でもって採りだし、その被検品の微粒子
の個数を測定した。そして、容器上部から採取した被検
品の微粒子数（ｎ個）と、その下部から採取した被検品
の微粒子数（ｍ個）との比率であるｎ／ｍでもって評価
した。

【０１００】また、表面平坦性は◎、○、×の３とおり
に区分し、◎印は高低差が２５０ｎｍ未満の場合であ
り、○印は高低差が２５０〜５００ｎｍの場合であり、
×印は高低差が５００ｎｍを超える場合である。

【０１０１】透明微粒子の分散状態についても、◎、
○、×の３とおりに区分するが、◎印はｎ／ｍが０．９
以上、１．０未満の場合であり、○印は０．８以上、
０．９未満の場合であり、×印は０．８未満の場合であ
る。

【０１０２】表４に示す結果から明らかなとおり、比率
ａ／ｂを１．０２〜１．１６にした試料Ｎｏ．１８〜２
１において、良好な表面平坦性と粒子分散性が得られ、
好適には１．０３〜１．１４に、最適には１．０４〜
１．０８にするとよいことがわかる。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明のカラー液晶表示
装置によれば、カラーフィルタ上のオーバーコート層に
透明微粒子を分散するが、その全透過率を９４％以上の
光透過性を達成しながらも、さらに反射型にてヘイズ度
（拡散透過率／全透過率）を５０以上１００未満に、も
しくは半透過型にてヘイズ度を４０以上８０未満になる
ように透明微粒子の分散状態を調整したことで、その層
自体にて優れた光散乱特性が得られ、そして、光散乱性
のオーバーコート層を液晶セルの内部に配置したこと
で、その層での後方散乱成分が直接目に入らなくなり、
そのために、従来でのコントラストの低下、表示像のボ
ケが大幅に減少され、その結果、反射型液晶表示装置に
おいては良好な光散乱特性が得られ、半透過型液晶表示
装置においては良好な光散乱特性とともに、透過率と反
射率との双方にてバランスの良い割合を得ることがで
き、透明樹脂中への微粒子の分散性を改善した高品質か
つ高信頼性の反射型カラー液晶表示装置もしくは半透過
型カラー液晶表示装置が提供できた。

【０１０６】また、本発明によれば、透明微粒子の材質
と透明樹脂の材質を選択する際に、透明微粒子の比重ａ
と透明樹脂の比重ｂの比率ａ／ｂを１．０２〜１．１６
にすることで、透明樹脂中で透明微粒子が浮くことがな
くなり、微粒子でもって平滑性が低下することがなくな
り、きわめて平坦になり、配向膜に凹凸がなくなり、液
晶を均一な配向させることができるとともに、透明樹脂
中で透明微粒子が沈降しなくなり、これによってオーバ
ーコート層の内部にて、または各オーバーコート層間に
て、均一な分散性が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型カラー液晶表示装置の要部拡大
断面図である。

【図２】本発明の半透過型カラー液晶表示装置の要部拡
大断面図である。

【図３】従来の反射型カラー液晶表示装置の要部拡大断
面図である。

【図４】従来の半透過型カラー液晶表示装置の要部拡大
断面図である。

【図５】ヘイズメーターの説明図である。

【図６】透明樹脂中の透明微粒子の分散状態を示す説明
図である。

【図７】透明樹脂中の透明微粒子の分散状態を示す説明
図である。

【符号の説明】

１、２・・・ガラス基板、３・・・光反射層、３ａ・・
・半透過膜、４・・・カラーフィルタ、５、５ａ・・・
オーバーコート層、６、７・・・ストライプ状透明電極
群、８、９・・・配向膜、１１・・・液晶層

フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 BA02 BA12 BA14 BA20 DA02 DA12 DC02 DE00 2H048 BA02 BA11 BB01 BB02 BB10 BB14 BB28 BB37 BB44 2H091 FA02Z FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA15Z FA41Z FA50Z FB02 FB06 GA06 GA13 GA16 HA07 HA10 KA10 LA17 5C094 AA06 AA08 AA12 AA43 BA43 CA19 CA24 DA13 EA04 EA05 EA06 EB02 EB04 ED03 ED11 ED13 FA02 FB01 JA01 JA20

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
る基板上にカラーフィルタと透明樹脂中に透明微粒子を
分散して成るオーバーコート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もしくは半透過型のカラー液晶表示
装置であって、前記オーバーコート層の全透過率を９４
％以上にして、さらに反射型にてヘイズ度（拡散透過率
／全透過率）を５０以上１００未満に、もしくは半透過
型にてヘイズ度（拡散透過率／全透過率）を４０以上８
０未満になるように透明微粒子の分散状態を調整せしめ
たことを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】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
る基板上にカラーフィルタと透明樹脂中に透明微粒子を
分散して成るオーバーコート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もしくは半透過型のカラー液晶表示
装置であって、前記オーバーコート層の透明微粒子の比
重ａと透明樹脂の比重ｂの比率ａ／ｂを１．０２〜１．
１６にしたことを特徴とするカラー液晶表示装置。