JP3946070B2

JP3946070B2 - 反射型表示装置

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Publication number: JP3946070B2
Application number: JP2002087135A
Authority: JP
Inventors: 俊植木; 潔箕浦; 康尚伊藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003066442A

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に関し、特に、再帰性反射板を備え、光散乱型液晶層を行う反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、薄型、軽量等の特徴を有するカラーディスプレイとして液晶表示装置が数多く用いられている。カラー液晶表示装置としては、液晶パネルの背面に光源を備えた透過型の液晶表示装置が広く用いられており、各種分野で用途が拡大している。
【０００３】
また、携帯情報端末機器などにおいては、周囲光を利用して表示を行なう反射型の液晶表示装置が用いられている。反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置とは異なりバックライトを必要としないため、光源用電力の削減が可能であり、より小型のバッテリーを用いることが可能になる。従って、反射型液晶表示装置は、軽量薄型を目的とする機器において好適に用いられ得る。また、機器全体の大きさまたは重量を同一にした場合、反射型液晶表示装置ではバックライト用のスペースが不要な分だけ大型のバッテリーを用いることが可能になり、動作時間の飛躍的な拡大が期待できる。
【０００４】
さらに、反射型液晶表示装置は、日中の屋外などでの使用に際して、表示画像のコントラスト特性が他のタイプの表示装置に比べて良好である。例えば、発光型表示装置であるＣＲＴ等では、日中の屋外で大幅なコントラスト比の低下が生じる。また、低反射処理の施された透過型液晶表示装置においても、直射日光下などの、周囲光が表示光に比べて非常に強い環境下で使用する場合には、コントラスト比の大幅な低下が避けられない。これに対し、反射型液晶表示装置では、周囲光量に比例した強度の表示光が得られるためコントラスト比の低下が防止される。このようなことから反射型液晶表示装置は、携帯情報端末機器、デジタルカメラ、または携帯ビデオカメラなどの、屋外で使用される機会の多い機器において好適に用いられ得る。
【０００５】
しかし、このように非常に有望な応用分野を有していながら、コントラスト比の向上、フルカラー化、高精細表示、または動画表示などへの対応がこれまでのところ不十分であったため、より実用性の高い反射型液晶表示装置の実現が望まれている。
【０００６】
以下、従来の反射型液晶表示装置についてさらに詳述する。現在、偏光板を２枚もしくは１枚利用する反射型液晶表示装置が広く使用されており、電界により液晶層の旋光性を制御して表示を行うツイスティッドネマティック（以下、ＴＮと略す）モード、電界により液晶層の複屈折を制御して表示を行う複屈折（以下、ＥＣＢと略す）モード、ないし前記ＴＮモードとＥＣＢモードを組み合わせたミックスモードなどが主として適用されている。
【０００７】
これに対し、偏光板を用いない方式としては、染料を液晶に添加したゲストホスト型液晶素子が開発されてきたが、この液晶素子では、二色性染料を添加しているため信頼性に欠け、また染料の二色性比が低いため高いコントラスト比が得られないといった問題がある。特に、コントラストが不足すると、カラーフィルタを用いるカラー表示の場合には色純度が大幅に低下するため、色純度の高いカラーフィルタと組み合わせる必要があるが、色純度の高いカラーフィルタを用いると明度が低下してしまい、偏光板を用いないことによる利点が損なわれてしまう。
【０００８】
これらを背景に、偏光板や染料を用いず、高明度、高コントラストの表示を期待できる方式として、高分子分散型液晶またはコレステリック液晶などを利用する液晶表示素子の開発がされている。この液晶表示素子では、液晶層に印加する電圧を制御することにより、液晶層が光学的に透過状態と散乱状態との間で、もしくは透過状態と反射状態との間で切り替わる特性（以下、このような特性を持つ液晶層を総じて光散乱型液晶層と称する）を利用する。偏光板を用いないことから、光の利用効率を向上させることができるとともに、色味の観点から評価を行った場合においても、上記のＴＮモードやＥＣＢモードと比べ、波長依存性が小さく、さらに偏光板自体の吸収プロファイルの問題（すなわち、偏光板が青色の光を吸収し入射光が黄色味を帯びること）から解放されるため、良好な白表示の実現が期待される。
【０００９】
高分子分散型液晶を用いる表示装置は、例えば、特開平３−１８６８１６号公報に開示されている。この液晶表示装置では、黒色基板上に高分子分散型液晶層が設けられており、電圧無印加時には高分子分散型液晶が散乱状態となり、白濁することで白表示を行ない、電圧印加時には高分子分散型液晶が透過状態となり、下側に配置されている黒色基板が見えることで黒表示を行なう。
【００１０】
しかし、特開平３−１８６８１６号公報に開示された液晶表示装置においては、白表示に際して、高分子分散型液晶から後方に散乱される光しか白表示には寄与せず、前方に散乱される光はすべて黒色基板に吸収されてしまうため、実際には光の利用効率は著しく低下するという問題がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
また、米国特許第３，９０５，６８２号、米国特許第５，１８２，６６３号などには、光散乱型液晶を用いた光変調層と再帰性反射板とを備える液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置においては、黒表示時に液晶層が透過状態に制御され、液晶層を通過した光は、再帰性反射板によって、その光が入射してきた方向へと反射（すなわち再帰反射）される。
【００１２】
このような再帰性射反射板としては、例えば、立方体の一隅に対応する形状をなし、互いに直交する３面から構成されるコーナーキューブを規則的に配列することによって得られるコーナーキューブアレイを用いた反射板（以下、コーナーキューブリフレクタと呼ぶ）が利用される。コーナーキューブリフレクタは、入射された光を複数の反射面で反射することによって入射光を元の方向に反射させる。以下、図８を参照しながら、コーナーキューブリフレクタを備える従来の液晶表示装置を説明する。
【００１３】
図８に示す液晶表示装置９００では、一対の透明基板８，９間に光散乱型液晶層６が挟持されている。非観察者側の基板９の液晶層側には、再帰性反射板として用いられるコーナーキューブリフレクタ９０が設けられている。またコーナーキューブリフレクタ９０の反射面９０ａ（凹凸面）上には、透明平坦化部材９５が設けられ、表面が平坦化されている。さらにこの透明平坦化部材９５上には透明電極１２が形成されている。一方、観察者側の基板８の液晶層側には、カラーフィルタ層７および透明電極１２が設けられている。
【００１４】
光散乱型液晶層６は、光散乱型液晶層６を挟持する一対の透明電極１２に印加する電圧を制御することによって散乱状態または透過状態を取り得る。白表示時において、光散乱型液晶層６は散乱状態に制御される。このとき、装置外部の光源（例えば太陽など）から光散乱型液晶層６に入射した光はこの液晶層６で散乱される。また、入射光の一部はコーナーキューブリフレクタ９０で反射された後に液晶層６で散乱される。また、黒表示時において、光散乱型液晶層６は光透過状態に制御される。このとき、光散乱型液晶層６を透過した光は、コーナーキューブリフレクタ９０によって入射方向と同じ方向に反射される。このため、観察者の目には、観察者近傍から発せられた光しか届かず、これによって黒表示が実現される。また、入射光は再帰反射されるため、周囲光の正反射光が観察者の目に届くことがなく、周囲の景色の映りこみが防止される。
【００１５】
しかし、上述のようなコーナーキューブリフレクタを備える従来の反射型液晶表示装置９００では、図８に示したように、再帰性反射板９０の反射面９０ａから離れた位置に透明画素電極１２および液晶層６が設けられている。このように、再帰性反射板９０の反射面９０ａ上に平坦化部材９５を設ける構成では、平坦化部材９５で光の吸収が生じたり、平坦化部材９５と液晶層６の界面で非再帰性の反射が生じたりする。このため、明るい表示光が得られない、または、コントラスト比が低下するというような問題が生じる。
【００１６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、再帰性反射板を備え、白表示の明度が高く、かつ、コントラストが高い反射型表示装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型表示装置は、基板と、再帰性反射板と、前記基板と前記再帰性反射板との間に設けられた光変調層であって光散乱状態および光透過状態を取り得る光変調層とを備える反射型表示装置であって、前記光変調層と前記再帰性反射板の反射面とが隣接する。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、前記光変調層は、光散乱型液晶層である。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、前記光散乱型液晶層は、前記光透過状態において、前記光散乱型液晶層の厚さ方向と、前記厚さ方向と直交する前記光散乱型液晶層の面内方向とのそれぞれで、液晶分子の配向の連続性を示す。
【００２０】
ある好ましい実施形態において、前記光散乱型液晶層は、前記光透過状態において、前記光散乱型液晶層の厚さ方向に進む光、および、前記厚さ方向と直交する前記光散乱型液晶層の面内方向に進む光のそれぞれに対して、屈折率の連続性を示す。
【００２１】
ある好ましい実施形態において、前記光散乱型液晶層は、電界に応答しない第１相と、電界に応答する液晶分子を含む第２相とを有し、前記光透過状態において、前記厚さ方向に進む光、および、前記面内方向に進む光のそれぞれに対して、前記第１相および前記第２相は略同じ屈折率を示す。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記第１相の大きさは、１００〜２００００ｎｍである。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記光透過状態において、前記厚さ方向または前記面内方向に進む光に対して、前記第１相が示す屈折率と前記第２相が示す屈折率との比が、０．９５〜１．０５である。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、前記第１相は、液晶骨格を持ったモノマーが重合された高分子を含む。
【００２５】
ある好ましい実施形態では、電圧無印加時において、前記再帰性反射板の前記反射面上の液晶分子または前記基板上の液晶分子の長軸は、前記厚さ方向と略同じ方向を向く。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記液晶分子は、負の誘電率異方性を有する。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記光散乱型液晶層の前記光散乱状態は、前記光散乱型液晶層内に所定の大きさをもつ複数の液晶ドメインが形成されることによって実現され、かつ、前記光透過状態において、前記光散乱型液晶層の全体にわたって液晶分子が略均一に配向される。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記所定の大きさは、１００〜２００００ｎｍである。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記光散乱型液晶層は、前記所定の大きさよりも小さい分散相を有し、前記複数の液晶ドメインは、前記分散相に起因する液晶分子の配向の乱れによって形成される。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記再帰性反射板は、それぞれが、互いに直交する３つの反射面を有し光を再帰反射させることができる複数の再帰反射要素を備え、前記光散乱型液晶層は、前記３つの反射面と隣接する。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、前記再帰反射要素の配列ピッチが、１μｍ〜１０００μｍである。
【００３２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の概要を説明する。本願発明者らは、光変調層としての光散乱型液晶層および再帰性反射板を用いる反射型表示装置の表示性能を向上させるべく鋭意検討した結果、光散乱型液晶と再帰性反射板の反射面とを隣接させて配置することで、光散乱型液晶の透過状態を利用した良好な黒状態と、光散乱型液晶の散乱状態を利用した良好な白状態とを両立できることを見出した。このような構成を採用すれば、図８に示した従来の反射型表示装置９００などでは生じていた、電極１２または平坦化部材９５による光の吸収を低減する事ができるため光利用効率の向上を図る事ができる。さらに、平坦化部材９５を設けないので、表示装置作製におけるプロセスの負荷を低減する事ができ、製造コストの低減を図る事ができる。
【００３３】
なお、本明細書において、光変調層（ここでは光散乱型液晶層）と再帰性反射板の反射面とが「隣接する」という場合、再帰性反射板の反射面と光変調層とが接触している場合だけでなく、再帰性反射板の反射面に沿った面として光変調層の下面が規定される限りにおいて、再帰性反射板の反射面と光変調層との間に配向膜などの部材が設けられるような場合をも含むものとする。
【００３４】
また、上述の構成は、光散乱型液晶層を光変調層として用いる表示装置に限らず、透過状態と散乱状態との間でスイッチングし得る光変調層を備える種々の反射型表示装置において好適に採用され得る。
【００３５】
ただし、上述のように光散乱型液晶層と再帰性反射板の反射面とが隣接している場合において、再帰性反射板としてコーナーキューブリフレクタを用いるときなどには、図２に示すように、光透過状態の散乱型液晶層６を通過する光が再帰反射される過程で液晶層６の面内（ＸＹ）方向にも比較的長い距離を進むことがある。このとき、入射光を適切に再帰反射するためには、光透過状態の散乱型液晶層が液晶層の面内（ＸＹ）方向において可能な限り光を散乱または反射しないことが望ましい。光路において、散乱型液晶層６中に散乱要因が存在すると、再帰性反射率が低下することから良好な暗表示を得ることができない。このような問題は、図８に示すような従来の反射型液晶表示装置では生じていなかったことである。
【００３６】
このため、本発明の反射型表示装置では、光透過状態における散乱液晶層（光変調層）が、好適には、その厚さ（Ｚ）方向において液晶分子の配向の連続性を示すとともに、その面内（ＸＹ）方向においても液晶分子の配向の連続性を示す（すなわち、液晶層の配向の連続性が保たれている）。なお、所定方向において液晶分子の配向の連続性を示すという場合、典型的には、その所定方向に進む光の透過率が７０％（対空気）以上であるような状態を示す。
【００３７】
あるいは、光透過状態における散乱型液晶層は、好適には、厚さ（Ｚ）方向に進む光に対してだけでなく、面内（ＸＹ）方向に進む光に対しても屈折率の連続性を示す。透過率が７０％（対空気）以上であるような状態を示す。
【００３８】
このような光散乱型液晶層としては、例えば、液晶相と、液晶骨格をもったモノマーが重合された高分子相とにより構成され、液晶層の厚さ（Ｚ）方向および面内（ＸＹ）方向のそれぞれにおいて、液晶相の屈折率と高分子相との屈折率が略同等である（屈折率がマッチングしている）高分子分散型液晶層が用いられ得る。
【００３９】
あるいは、散乱状態において形成される１００〜２００００ｎｍのサイズの液晶ドメイン間の屈折率差によって光を散乱させる散乱型液晶層（例えば、液晶材料とゲル化剤とを混合することによって得られる液晶ゲル層など）であって、透過状態においては液晶層の全体にわたって配向が略均一となるような散乱型液晶層が用いられ得る。ここで、液晶ドメインとは、液晶層における、液晶分子の配向の不連続性が生じている境界（ディスクリネーション）によって規定される領域を意味するものとする。
【００４０】
また、上述のような光散乱型液晶層を用いることは、液晶層の面内（ＸＹ）方向に並ぶコーナーキューブの配列ピッチ（またはサイズ）が比較的大きい表示装置において効果的である。コーナーキューブの配列ピッチが比較的大きい場合、面内（ＸＹ）方向に進む光の光路が長くなるが、この方向における液晶分子の配向の連続性または屈折率の連続性が保たれているか否かによって面内（ＸＹ）方向に進む光の散乱の度合いが大きく異なり得るからである。なお、面内（ＸＹ）方向に進む光の光路長が、ｚ方向に進む光の光路長に対して大きい場合には、特にこの傾向が強くなる。ｚ方向に進む光の光路長は、例えば液晶層の最大の厚さによって規定されるが、液晶層の最大の厚さとしては、例えば１μｍ〜５０μｍ程度に設定される。
【００４１】
上述のように面内（ＸＹ）方向における液晶分子の配向の連続性または屈折率の連続性が保たれている場合、コーナーキューブのピッチが大きい場合にも、光の散乱を適切に抑制することができるので再帰性反射率を向上させることができる。これにより良好な暗状態を実現でき、コントラスト比の高い表示を行なうことができる。
【００４２】
本発明者らの実験によれば、特に、コーナーキューブの配列ピッチが１μｍ以上の表示装置において上述のような光散乱型液晶層を用いることが、再帰性反射率を向上させるという観点から有効であることが分かった。ただし、コーナーキューブのサイズが大きすぎる場合、黒表示時に不要な光が観察者に届く可能性が高くなる。このため、コーナーキューブの配列ピッチは１０００μｍ以下であることが望ましい。
【００４３】
従って、特に、コーナーキューブの配列ピッチが１μｍ〜１０００μｍの範囲の表示装置において、面内（ＸＹ）方向における液晶分子の配向の連続性または屈折率の連続性が保たれている光散乱型液晶層を用いれば、適切な表示を行なうことができる。
【００４４】
以下、本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置をより具体的に説明する。
【００４５】
図１および図２は、本実施形態の反射型液晶表示装置１００の構成を示す。図２は、図１の部分拡大図である。この液晶表示装置１００は、観察者側に位置する入射側基板８と、この基板８と対向するように設けられた反射側基板９と、これら一対の基板間に挟持された光変調層としての光散乱型液晶層６とを備えている。入射側基板８および反射側基板９は、ガラス板や高分子フィルムなどの透明材料から形成されている。
【００４６】
入射側基板８の液晶層６側表面には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のカラーフィルタを含むカラーフィルタ層７および透明電極１２が設けられている。一方、反射側基板９の液晶層６側にはマイクロコーナーキューブアレイ１０が設けられている。このマイクロコーナーキューブアレイ１０上には、銀やアルミニウムなどの表面反射率の高い材料から形成される反射電極１１が、マイクロコーナーキューブアレイ１０の表面形状（凹凸）に沿うように略一様な厚さで設けられている。反射電極１１は、例えば、厚さ２００ｎｍで銀を蒸着することによって形成され得、入射光を反射させる反射面を形成するとともに、液晶層６に電圧を印加するための電極として用いられる。この構成において、マイクロコーナーキューブアレイ１０と反射電極１１とによって、再帰性反射板として機能するコーナーキューブリフレクタ２０が形成される。
【００４７】
反射型液晶表示装置１００では、光散乱型液晶層６とコーナーキューブリフレクタ２０の反射面１１ａ（すなわち反射電極１１の表面）とが隣接する構成を有している。ただし、光散乱型液晶層６と反射面１１ａとは必ずしも接触している必要はなく、反射面１１ａ上には、光散乱型液晶層６に配向規制力を付与するための配向膜（不図示）などが設けられていても良い。
【００４８】
このように構成された液晶表示装置１００において、透明電極１２と反射電極１１とを用いて液晶層６に電圧を印加し、画素ごとに液晶層６の光変調状態を制御することで画像の表示が行なわれる。なお、図２に示すように、反射電極１１の駆動手段としては、例えば、コンタクトホール１６を介して反射電極１１に電気的に接続された薄膜トランジスタなどの公知のアクティブ素子１５を用いることができるが、他の駆動手段を用いてもよい。
【００４９】
光散乱型液晶層６は、例えば、高分子分散型液晶によって形成される。ただし、液晶層６の材料はこれに限定されず、ネマティック−コレステリック相転移型液晶、液晶ゲル等の光散乱型液晶を用いてもよい。さらに、透過状態と、少なくとも散乱作用が含まれる状態との間で変調されるモードを有する限り、光散乱型液晶層として他にも種々の材料を使用し得る。具体的には、液晶ドメインのサイズを制御することで光拡散性を付与する、透過−反射状態でスイッチングするコレステリック液晶、拡散光による露光により拡散性を付与する透過−反射状態でスイッチングするホログラフィック機能を有する高分子分散型液晶等を用いることができる。
【００５０】
上述の高分子分散型液晶としては、例えば、低分子液晶組成物と未重合プレポリマーの混合物とを相溶させて基板間に配置し、プレポリマーを重合することにより得られる。液晶性を示す紫外線硬化性プレポリマーと液晶組成物との混合物を紫外線等の活性光線の照射により光硬化させることにより得られる硬化物（紫外線硬化液晶）を用いている。高分子分散型液晶として紫外線硬化液晶を用いることにより、重合性液晶の重合を行う際に加熱を行う必要がなくなるため、他の部材への熱による悪影響が防止される。
【００５１】
上記のプレポリマー液晶混合物としては、例えば、紫外線硬化材料と液晶とを２０：８０の重量比にて混合した混合物に対して少量の重合開始剤（チバ・ガイギー社製）を添加することによって得られた、常温でネマティック液晶相を示すプレポリマー液晶混合物を用いることができる。以上のようにして作製された液晶層に入射された光は、印加された電圧に応じて変化する液晶層の散乱・透過状態にしたがって変調される。
【００５２】
なお、光散乱型液晶層６として好適に用いられる材料のより詳細な説明については後述する。
【００５３】
次に、図３（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、反射型液晶表示装置１００の製造工程の一例を説明する。まず、反射側基板９上にアクティブ素子１５等を形成し（図３（ａ））、この基板９上に、コーナーキューブアレイ１０を作製する（図３（ｂ））。コーナーキューブアレイ１０は、例えば、基板９上に樹脂材料を厚さ１０μｍ程度で形成し、これに予め作製したコーナーキューブアレイの金型を型押しすることなどによって作製することができる。
【００５４】
なお、後述するように、立方晶系の結晶からなる単結晶基板における結晶面毎のエッチング速度の違いを利用した異方性のエッチングを施すことで、図７に示すような互いに直交する略正方形の３面Ｓ１〜Ｓ３から構成されるコーナーキューブのアレイを作製することができる。このようにして作製されるコーナーキューブアレイから上述の金型を作製し、これを基板９上に形成した樹脂材料に型押しすれば、図７に示すものと同様の形状のコーナーキューブアレイ１０を得ることができる。なお、図２からわかるように、コーナーキューブアレイ１０は表面に段差を有しているため、場所によって液晶層６の厚さが変化し、これが液晶層６の電気光学特性に与える影響が大きくなりすぎることもある。このため、コーナーキューブのサイズが大きすぎることは望ましくなく、コーナーキューブの配列ピッチＰは好適には５０μｍ以下であることが好ましい。なお、図７に示すような形状を有するコーナーキューブアレイ１０では、コーナーキューブの配列ピッチＰによって、コーナーキューブアレイの最頂点と最底点との高さの差を規定し得る。従って、コーナーキューブの配列ピッチＰを用いてコーナーキューブの好適なサイズを規定している。
【００５５】
次に、図３（ｃ）に示すように、例えば所定のレジストマスク（不図示）を用いてプラズマアッシング等の処理を行なうことで、コーナーキューブアレイ１０の所定の位置にアクティブ素子１５との電気的接続を形成するために用いられるコンタクトホール１６を形成する。さらに、コンタクトホール１６が形成されたコーナーキューブアレイ１０の表面に基板法線方向から銀などの導電材料を例えば約２００ｎｍの厚さで蒸着し、パターニングすることによって、アクティブ素子１５等と導通された反射電極１１をコーナーキューブアレイ１０上に形成する（図３（ｄ））。これによって、コーナーキューブアレイ１０および反射電極１１で構成される、再帰性反射板としてのコーナーキューブリフレクタ２０が得られる。
【００５６】
その後、透明基板（入射側基板）８上にカラーフィルタ層７や透明電極１２を公知の方法で形成することによって対向基板を作製し、上記コーナーキューブリフレクタ２０が設けられた基板９と対向基板を間隙を開けて貼り合わせ、この間隙に散乱型液晶層を形成する液晶材料を注入および封止することによって再帰性反射板を供えた反射型液晶表示装置が完成する（図３（ｅ））。
【００５７】
以下、図４を参照しながら、反射型液晶表示装置１００の動作について説明する。まず、白表示の動作について説明する。図４の右側部分に示すように、白表示時には、液晶層６が散乱状態に制御されており、入射側基板８およびカラーフィルタ７などを通過して液晶層６に入射された装置外部からの光は、液晶層６において散乱される。このとき、液晶層６において後方散乱された光が観察者側に戻る。さらに、本実施形態の表示装置１００では、液晶層６において前方散乱された光なども、マイクロコーナーキューブアレイ１０上に形成された反射電極１１によって反射され、再び散乱状態の液晶層６を通るときに散乱され、その一部が観察者側に戻る。このように白表示では、後方散乱された光のみでなく前方散乱された光の一部も観察者側に戻るので、明度の高い表示を実現することができる。
【００５８】
次に、黒表示の動作について説明する。黒表示では、図４の左側部分に示すように、電圧を印加することによって液晶層６は透過状態に制御されており、装置外部から光は、入射側基板８、カラーフィルタ７を経て液晶層６に入射される。液晶層６に入射された光は、マイクロコーナーキューブ１０上の反射電極１１によって再帰反射される。このとき、表示画像を観察している観察者の眼に入射する光のもとをたどっていくと、基板８や液晶層６などにより屈折作用を受け、マイクロコーナーキューブアレイ１０により再帰され、同様に基板８や液晶層６などにより屈折作用を受け、最終的に観察者の眼の近傍にたどりつく。すなわち、観察者の眼の近傍からの入射光のみが観察者に観察される出射光となる。ここで、前記観察者の眼の近傍が、光源が存在しない程度十分狭い領域（例えば、眼の瞳よりも狭い領域）であれば、良好な黒表示が実現される。
【００５９】
ここで、図４からわかるように、液晶層６が透明状態のとき（すなわち黒表示時）、液晶層６を通過する光の少なくとも一部は、液晶層の厚さ（Ｚ）方向と面内方向（ＸＹ）とのいずれの方向にも進行する。従って、この光を適切に再帰反射させるためには、液晶層６は、透明状態において、液晶層のセル厚（Ｚ）方向と面内方向（ＸＹ）とのそれぞれの方向で、可能な限り光を散乱させないことが望ましい。特に、液晶層６の厚さ（例えば１〜５０μｍ）に対して、コーナーキューブ１０の配列ピッチ（またはサイズ）が比較的大きいとき（例えば１μｍ以上）には、液晶層６の面内（ｘｙ）方向に進む光に対する液晶層６の透過性が重要になる。
【００６０】
上述のように光散乱型液晶層６が高分子分散型液晶層から形成されており、電界に応答しない高分子相（または液晶層のマトリクス部分）と、電界に応答する液晶分子を含む液晶相とを有している場合において、高分子相が光を散乱させ得る大きさを有している（約１００〜２００００ｎｍ）ときには、液晶相と高分子相との屈折率差が、光の散乱を生じさせる上での大きなポイントとなる。なお、ここでいう高分子相の大きさとは、液晶相間に位置する高分子相のサイズを指し、典型的には、液晶相間の平均距離に対応する大きさを意味する。
【００６１】
従って、このような液晶相と高分子相との屈折率の差に起因する光の散乱を防止するためには、透過状態において、高分子相と液晶相のいずれもが略同じ屈折率を示す（すなわち、屈折率が略マッチングしている）ことが好ましい。本実施形態のように、入射光が厚さ（ｚ）方向だけでなく、面内（ｘｙ）方向にも比較的長い距離進む場合には、光透過状態の散乱型液晶層が、厚さ方向に進む光、および、面内方向に進む光のそれぞれに対して、屈折率が略マッチングしていることが重要となる。高分子相と液晶相との屈折率が略同等であり（すなわち、これらの界面で屈折率が急激に変化することがない）、散乱型液晶層全体として厚さ（ｚ）方向および面内（ｘｙ）方向のいずれの方向にも屈折率の連続性が保たれている場合には、入射光を適切に再帰反射させることができる。
【００６２】
次に、上記の場合とは異なり、透明状態において、液晶層が、厚さ（Ｚ）方向のみに屈折率がマッチングしており、面内方向（ＸＹ）には屈折率がマッチングしていない場合について説明する。このような光散乱液晶層としては、屈折率異方性を持たないモノマーが重合された高分子相と液晶相とによって構成された高分子分散型液晶層、または、屈折率が等方的な材料で形成されたマトリクス中に液晶を染み込ませることによって作製された光散乱液晶層などが挙げられる。
【００６３】
このような材料を用いる場合、屈折率異方性のない透明材料（例えば高分子相）によって液晶層中にネットワークが形成されるが、通常、透明材料の屈折率（ｎ_p）と液晶の常光屈折率（ｎ_oLC）とが一致するように材料が選択される。ただし、液晶の常光屈折率の常光屈折率はその異常光屈折率よりも小さく（ｎ_oLC＜ｎ_eLC）、従って、液晶の異常光屈折率と透明材料の屈折率とは一致しない。
【００６４】
この場合、この光散乱液晶層は、電界印加時に透明状態となり、その透明状態において、入射光は液晶層に対して略上側から縦方向に入射するが、セル厚（Ｚ）方向には屈折率がマッチングしている（ｎ_p＝ｎ_oLC）ため、入射光は散乱されずに直進する。
【００６５】
しかし、その後、図４に示すようにコーナーキューブリフレクタの第一の反射面で反射された光は、液晶層内を横方向に併進移動する。この時、液晶層の面内方向（ＸＹ）には屈折率がマッチングしていない（ｎ_p＜ｎ_eLC）ため、これが散乱要因となり、光は散乱される。このため、再帰反射が適切に行なわれず、これによって良好な暗表示が得られないことになる。
【００６６】
以上に説明したようなことから、光透過状態において、厚さ方向または面内方向に進む光の両方に対して、高分子相（第１相）が示す屈折率と液晶相（第２相）が示す屈折率は、できる限り同じ程度であることが望ましく、より具体的には、これらの差が５％以内であることが好ましく、すなわち、これらの屈折率の比は０．９５〜１．０５であることが好ましい。このようにして、厚さ方向および面内方向に進む光に対して透過状態の光散乱型液晶層が屈折率の連続性を示すようにすれば、光の散乱を抑制し、良好な表示を行なうことが可能になる。
【００６７】
また、以上には光透過状態において散乱の要因となり得る高分子相を含む光散乱型液晶層について説明したが、これとは異なり、高分子相などの散乱因子が液晶層内に形成されておらず（なお、光を散乱させない程度のサイズの分散相（粒子など）が混入されている場合を含む）、電圧の制御によって液晶層中に形成される液晶ドメイン間の屈折率差によって光散乱を生じさせる散乱型液晶層もまた、本実施形態の液晶表示装置において用いられ得る。
【００６８】
このような光散乱型液晶は、電圧に応じて所定の大きさ（約１００〜２００００ｎｍ）の複数の液晶ドメインを形成することで散乱状態をとり得、液晶ドメインが形成されない配向状態となることによって透過状態をとり得る。このような光散乱型液晶層としては、液晶ゲル、液晶中に直径約５ｎｍ〜１００ｎｍのミセルが形成され分散されたミセル分散液晶層、もしくは液晶中に直径約５ｎｍ〜１００ｎｍの固体粒子を分散させた液晶サスペンジョン層（超微粒子分散型液晶層）、アモルファスネマチック液晶層、コレステリック−ネマチック相転移型液晶層などが挙げられる。
【００６９】
このような光散乱型液晶層において適切な光透過状態を実現するためには、光透過状態にとなった液晶層が、その厚さ（Ｚ）方向において液晶分子の配向の連続性を示すとともに、その面内（ＸＹ）方向においても液晶分子の配向の連続性を示す（すなわち、各方向において、液晶層の配向の連続性が保たれている）ことが好ましい。すなわち、光透過状態において、光散乱型液晶層の全体にわたって液晶分子が略均一に配向されることが好ましい。このように光透過時に、液晶層の面内（ＸＹ）方向にも、配向の連続性が保たれていれば、この方向に進む光が散乱することが防止されるため、適切に再帰反射を行なうことができる。
【００７０】
なお、このような光散乱型液晶層は、上述のミセルのように、光を散乱させない程度の所定の大きさ（約１００ｎｍ以下）の分散相を有し、複数の液晶ドメインがこの分散相に起因する液晶分子の配向の乱れに応じて形成されるようであってもよい。このような分散相は、光の散乱に寄与しない。従って、上述した高分子相のように、液晶相と屈折率がマッチングしている必要はない。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置において、光散乱型液晶層としては光散乱状態および光透過状態を取り得るものであれば種々の液晶材料を用い得るが、好ましくは、光透過状態において光散乱型液晶層は、その厚さ方向と、この厚さ方向と直交する方向である面内方向とのそれぞれで液晶分子の配向の連続性を示す。または、光散乱型液晶層は、好適には、光透過状態において、その厚さ方向に進む光、および、その面内方向に進む光のそれぞれに対して、屈折率の連続性を示す。
【００７２】
以下、上述の反射型液晶表示装置において、光散乱型液晶層として種々の液晶材料を用いた場合をより具体的に記載するものとして、実施例１〜７について説明する。
【００７３】
＜実施例１＞
以下、図５を参照しながら、光散乱型液晶層として紫外線硬化型の高分子分散型液晶層を用いる実施例１について説明する。
【００７４】
本実施例１の高分子分散型液晶層は、低分子液晶組成物と、液晶骨格を持つ未重合プレポリマーの混合物とを相溶させて基板間に配置した後、プレポリマーを重合することにより作製される。ただし、プレポリマーは液晶骨格を有し、液晶に追随して配向するものであれば、その種類は特に限定されるものではない。ここでは、紫外線硬化性プレポリマーと液晶組成物との混合物を紫外線等の活性光線の照射によって光硬化させることで得られる硬化物（紫外線硬化液晶）を用いている。高分子分散型液晶として紫外線硬化液晶を用いることにより、重合前の液晶配向を保ちながら重合できると共に重合性液晶の重合を行う際に余計な加熱を施す必要がなくなるという利点がある。
【００７５】
本実施例のプレポリマー液晶混合物は、例えば、紫外線硬化材料（ＤＩＣ社製−商品名ＭｉｘＣ）と、誘電異方性がネガ型である液晶材料（メルク社製−商品名ＺＬＩ‐４３１８）とを１０：９０の重量比にて混合した混合物に対して少量の重合開始剤（チバ・ガイギー社製）を添加することによって得られる。
【００７６】
なお、本実施例では、液晶層を挟持する電極上において、液晶分子を膜上で略垂直に配向させることができる垂直配向膜が設けられている。さらに、この液晶層における液晶分子は、負の誘電率異方性を有している。これによって、電圧無印加時において、コーナーキューブリフレクタの反射面上の液晶分子または対向基板上の液晶分子の長軸は、液晶層の厚さ方向と略同じ方向を向くように配向が制御されている。ここで、液晶分子の長軸が液晶層の厚さ方向と略同じ方向を向くという場合、液晶分子の長軸と液晶層の厚さ方向との為す角度が４５°未満である状態を意味するものとする。
【００７７】
この液晶表示装置では、コントラスト比の高い表示を得るために、電圧無印加持に出来るだけ液晶層を透明することが求められる。そのためには紫外線硬化材料であるＭｉｘＣと液晶材料との屈折率マッチングを図る必要があるが、これは、例えば、両材料のΔｎの調整、および材料の選択によって実現される。例えば、ＭｉｘＣは室温における重合前の異常光屈折率が１．６６、常光屈折率１．５１程度であり、重合後は異常光屈折率が１．６４、常光屈折率１．５２程度であるので、用いる液晶は屈折率がＭｉｘＣ重合前後の値の範囲内にあるもの（すなわち、異常光屈折率が１．６４〜１．６６程度であり、常光屈折率が１．５１〜１．５２程度の液晶材料）を用いることが好ましい。
【００７８】
なお、屈折率マッチングを図る別な方法としては、プレポリマーに添加物を加えて、ポリマーの屈折率を制御することも可能である。添加物の種類と量を選ぶことによって、ポリマーの屈折率を、用いる液晶と同程度に調整することができるので、透明度を保持したまま任意の屈折率を持つ液晶材料を液晶層に適用することも可能である。
【００７９】
本実施例では、上述のように、液晶層に用いる液晶として誘電異方性が負の材料を用い、配向膜として垂直配向膜を用いたが、液晶および配向膜はこれに限る物ではなく、それぞれ誘電異方性が正の液晶材料および水平配向膜を用いても良いし、組み合わせによってハイブリッド配向、ベンド配向などのようにしても良い。
【００８０】
しかし、水平配向を適用した場合は、透明状態において液晶の配向が、コーナーキューブアレイの凹凸面の形状に影響されて、液晶配向が不均一となり、ディスクリネーションが発生して散乱してしまう。従って、暗表示が劣化する傾向がある。これに対し、発明者らの実験によれば、液晶として誘電異方性が負の材料を用い、配向膜として垂直配向膜を用いれば、液晶配向の連続性が保持され、ディスクリネーションが無く透明性の高い配向状態となり、結果として良好な暗表示が実現出来ることがわかった。従って、本実施例では、誘電異方性が負の液晶材料と垂直配向膜を適用している。
【００８１】
次に、光散乱液晶層として、上述のような高分子分散型液晶層を用いた場合の反射型液晶表示装置の表示原理を説明する。まず、明表示の動作について説明する。図５の右側部分に示すように、電圧印加時の高分子分散型液晶層６は、セル厚方向（液晶層の厚さ方向）に印加される電界に応答して配向が変化する液晶相と、重合されて電界には応答しない高分子相とで、液晶層の厚さ方向および面内方向のそれぞれにおいて屈折率のミスマッチングが生じ、これによって光散乱状態となる。このため、液晶層６への入射光は液晶層６で前方散乱され、さらに再帰性反射板２０で反射された後、再び散乱状態の液晶層６を通り散乱作用を受ける。このため、後方散乱された光のみでなく多くの光が観察方向に戻ることになる。
【００８２】
すなわち、本反射型表示装置は、効率の悪い後方散乱だけでなく、液晶層６を透過する前方散乱された光を利用することにより、明度の高い表示を得ることができる。この時、反射基板側に平坦化材料および透明電極が形成されていないので、これらによる光の吸収によるロスが無くなり非常に明るい明表示を得る事ができる。
【００８３】
次に、暗表示の動作について説明する。この液晶層６では、電圧無印加時において、液晶分子の屈折率と、液晶の配向を保持する高分子相の屈折率とが、ＸＹＺどの方向に対してもほぼマッチングした状態となっている。このため、液晶層６に入射する光は、いずれの方向に進む場合にも散乱されず、従って適切に再帰反射される。これにより、良好な黒表示が得られる。
【００８４】
＜実施例２＞
以下、図６を参照しながら、光散乱型液晶層として液晶ゲル層を用いる実施例２について説明する。
【００８５】
本実施例２における液晶ゲル層は、ネマティック液晶材料に対して、下記の化学式１に示す水素結合性低分子ゲル化剤を添加することによって作製される。より具体的には、そこで、ゲル化剤を０．５ｍｏｌ／Ｌの濃度でネマチック液晶（メルク社製−商品名ＴＬ−２０４）に添加する事により散乱状態の液晶ゲル層を作製する。
【００８６】
【化１】

【００８７】
このゲル化剤は液晶溶媒中でランダムな水素結合性ネットワークを形成するため、液晶のドメイン化が促され、これによって電圧無印加時において光散乱状態を呈し得る。なお、形成される液晶ドメインのサイズを１００〜２００００ｎｍとすることができるので、液晶ドメインによって入射光を散乱させることができる。また、この液晶ゲル層は、電界に応答して配向方向が略均一となり、これによって透明状態となる。このとき、液晶ゲル層の厚さ方向および面内方向のいずれの方向においても、液晶分子の配向の連続性が示される。従って、入射光を好適に再帰反射させることができる。
【００８８】
このような液晶ゲル層を用いて表示を行なったところ、液晶ゲルの場合、透明状態における屈折率マッチングが高分子分散型よりも良好であるため、視野角特性の優れた表示を得る事が出来た。
【００８９】
＜実施例３＞
以下、図６を参照しながら、液晶ドメインが形成されることによって光散乱状態を呈する光散乱型液晶層として、液晶エマルション層を用いる実施例３について説明する。
【００９０】
本実施例３における液晶エマルション層は、液晶中に液晶と非相溶な液体と界面活性剤として振る舞う分子を混合する事によって、乳化作用が起こり、液晶中に液相が分散したマイクロエマルションが分散相として形成されることによって作製される。
【００９１】
このマイクロエマルションは、その液滴径を緻密に制御する事によって電界に応答する散乱デバイスとして利用する事ができる。そこで、液晶（メルク社製−商品名ＴＬ−２０４）にジドデシルアンモニウム塩の水溶液を５ｗｔ％添加してＷ／ＬＣの逆ミセルを形成し、散乱状態を呈する状態として、反射型液晶表示装置に用いて表示を行なった。
【００９２】
形成されるミセルコロイドの大きさは電界印加時にそれ自体が散乱因子とならないように１００ｎｍ以下である事が望ましいが、あまり小さくとも液晶配向に影響を与えないので、５ｎｍ以上である事が望ましい。ミセルコロイドの濃度を調節し、その大きさを制御する事で透明状態における透明性が向上し、コントラストの高い表示を行なう事ができた。
【００９３】
エマルションにおける分散した液滴（分散相）の大きさとして５ｎｍ以上１００ｎｍ以下としている理由を説明する。まず、１００ｎｍ以下という上限に関しては、液晶を透明状態とした時に、その分散滴が光を散乱しないように光の波長（３００−８００ｎｍ）より十分小さいサイズである必要があるためである。一方、５ｎｍ以上という下限に関しては、この分散滴が液晶の配向に影響を及ぼし、所望の乱雑配向を実現して散乱状態を実現しなければならないため、分散粒子が液晶分子（２ｎｍ×０．５ｎｍ程度）よりある程度大きくなければず、このような液晶に配向規制力を及ぼす程度として５ｎｍ程度のサイズを規定している。
【００９４】
＜実施例４＞
以下、光散乱型液晶層として、ミセル分散液晶コロイド層を用いる実施例４について説明する。
【００９５】
上記実施例３で示したマイクロエマルションの系としては特に水／液晶系に限られるものではなく、液晶混合物の信頼性を考えれば、フルオロカーボン／液晶の様な系の方が好ましい。そこで、マイクロエマルションの別な系として、少量のパーフルオロ基を含む有機化合物（下記の化学式２）を液晶中に混合し、フルオロカーボンのミセルを液晶中に分散させた散乱デバイスを作製した。
【００９６】
【化２】

【００９７】
この場合も、実施例３と同様に、形成されるミセルコロイドの大きさは電界印加時にそれ自体が散乱因子とならないように１００ｎｍ以下である事が望ましいが、あまり小さくとも液晶配向に影響を与えないので、５ｎｍ以上である事が望ましい。本実施例の光散乱型液晶層を用いたところ、液晶の電荷保持率が向上し、アクティブ素子による駆動を適切に行なう事ができた。
【００９８】
＜実施例５＞
以下、光散乱型液晶層として、液晶サスペンジョン層を用いる実施例５について説明する。
【００９９】
本実施例の液晶サスペンジョン層は、液晶に、その表面において液晶が垂直配向するようにブタノール、ステアリン酸等で表面処理を施した酸化チタン微粒子をコロイドとして分散させる事によって、微粒子が液晶のドメイン化を促すことで作製することができる。このように形成された液晶ドメインによって光散乱状態を呈する。より具体的には、表面をブタノール処理した平均直径５０ｎｍ程度の酸化チタン微粒子を５ｗｔ％の濃度で液晶（メルク社製−商品名ＴＬ２０４）に均一分散させ、液晶サスペンジョン層を得ることができた。
【０１００】
なお、混合物として、微粒子の安定分散を実現するために高分子材料を添加した。この場合も、実施例３において説明したのと同様の理由から、超微粒子の大きさは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である事が望ましいが、添加微粒子の種類と大きさを調節する事によって、透明状態における透明性が高くかつ信頼性の高い表示を行なう事ができた。
【０１０１】
＜実施例６＞
以下、光散乱型液晶層として、アモルファスネマチック液晶層を用いる実施例６について説明する。
【０１０２】
以上に説明した実施例では、液晶層中に液晶の配向を規制するような不純物を混入し液晶の配向を乱す手法をとる場合について述べてきたが、配向膜にラビングなどの配向処理を施さない場合や、液晶配向の連続性を保つのが難しいコレステリック配向においては、特に液晶以外の不純物を混入しなくとも液晶がドメインを形成して散乱状態を得ることが出来る。
【０１０３】
本実施例では液晶層を挟む両基板に配向膜を設けない状態で、誘電異方性が正のネマチック液晶（メルク社製−商品名ＴＬ２０４）を用いて表示を行った。その結果コントラスト比の高い表示が得られた上、液晶の電荷保持率が向上し、アクティブ素子による適切な駆動を行なう事ができた。この時、液晶層には誘電異方性が正の材料を用いたが、液晶はこれに限る物ではなく、誘電異方性が負の液晶材料を用いても良い。
【０１０４】
＜実施例７＞
以下、光散乱型液晶層として、コレステリック−ネマチック相転移液晶層を用いる実施例７について説明する。
【０１０５】
赤外波長程度のピッチを持つコレステリック液晶は、電界無印加時にプレーナー配向をして透過状態を示し、電界印加時には螺旋がドメイン毎にランダムな方向を向いたフォーカルコニック配向となって光散乱状態となる事が知られている。この散乱デバイスは配向膜を用いなくとも作製できる点で優れており、しかも、散乱状態がメモリーするので低消費電力表示が可能である。そこで、適当なカイラル剤（メルク社製−商品名Ｓ１０１１）を液晶（メルク社製−商品名ＴＬ−２０４）中に、液晶のカイラルピッチが１．０μｍとなるように混合し、コレステリック−ネマチック相転移液晶層を作製した。このようにして作製されたコレステリック−ネマチック相転移液晶層を用いた場合にも、コントラスト比に優れた表示を行なうことができた。
【０１０６】
以上説明したように、光変調層として、適切な材料を用いて光散乱型液晶層を形成すれば、光透過状態において、液晶層の厚さ方向および液晶層の面内方向の両方において、散乱が生じる原因を低下させることができる。これによって、良好な暗表示を実現することができ、従って、コントラスト比の高い表示画像を得ることができる。なお、散乱状態と透過状態とを取り得る限り、光散乱型液晶層以外にも他の光変調層を用いることができる。例えば、液晶ドメインのサイズを制御することで光拡散性を付与する、透過−反射状態でスイッチングするコレステリック液晶、拡散光による露光により拡散性を付与する透過−反射状態でスイッチングするホログラフィック機能を有する高分子分散型液晶、さらには、光吸収状態と散乱状態との間で変調されるモードを有する高分子分散型液晶（具体的には、色素が混入された高分子分散型液晶）を挙げることができる。
【０１０７】
なお、以上に説明した反射型液晶表示装置のコーナーキューブアレイは、例えば、閃亜鉛構造を有する化合物半導体やダイヤモンド構造を有する材料から形成した基板などの、立方晶系の結晶からなる単結晶基板（立方晶単結晶基板）を用いて作製することができる。具体的には、表面が結晶の｛１１１｝面と実質的に平行に配置されている立方晶単結晶基板を用意し、この基板の表面に対して異方性エッチング処理を行なうことにより、表面の加工を行なう。なお、「結晶の｛１１１｝面と実質的に平行な表面を有する基板」は、結晶の｛１１１｝面に対して平行な表面を有する基板だけでなく、０°〜１０°傾いた表面を有する基板を含むものとする。
【０１０８】
この方法においては、基板表面を加工する際、結晶面に応じてエッチング速度が異なる異方性のエッチングを行う。基板材料として、例えば、閃亜鉛構造をとるガリウム砒素結晶を用いる場合、結晶の｛１１１｝Ｂ面（砒素が形成する｛１１１｝面）におけるエッチング速度は速く、｛１００｝面（（１００）面、（０１０）面、（００１）面などの結晶面）におけるエッチング速度は遅い。従って、結晶の｛１００｝面が残るように異方性のエッチングが進行し、その結果、結晶の｛１００｝面を有する凹凸が基板表面上に形成される。このように形成された凹凸は、互いに直交する３面（例えば、（１００）面と（０１０）面と（００１）面）を有し、コーナーキューブを形成する。
【０１０９】
上述のような方法によって作製されたコーナーキューブアレイの反射面は、立方晶系結晶の結晶面に沿う形状を有しており、その形状精度が非常に高い。各コーナーキューブを構成する３面の平面性は良好であり、各面が交わる部分（角部または稜）の形状はシャープである。さらに、上記のコーナーキューブアレイは、規則的に配列された複数の凹凸を含む立体形状をとり得るが、各凹凸の頂点の高さレベルが揃っており、これらが略同一の面内に位置する。このようなコーナーキューブアレイは、入射光を再帰反射する再帰性反射板として適切に用いられ得る。
【０１１０】
また、このようにして作製されるコーナーキューブアレイの単位要素（１つのコーナーキューブ）のサイズは、エッチング工程で用いられるレジスト（またはマスク）のパターンを調節することによって、数十μｍ以下に設定され得る。従って、液晶表示装置などに用いられる再帰性反射板として適切に使用される微細なコーナーキューブアレイを作製することが可能である。なお、立方晶単結晶基板は、非晶質や多結晶の材料からなる支持基板の上に単結晶層を有する基板を含むものとする。また、平板状のものだけでなく、平坦な表面を含む限り種々の立体形状を有し得る。
【０１１１】
このようにして作製されるマイクロコーナーキューブアレイの単位要素は、立方晶単結晶の｛１００｝面で構成される略正方形の３面を有しており、入射光を再帰反射させることができる。従って、黒表示時において、観察者が好ましくない光を観察することがなく、暗い表示を実現することができ、その結果、コントラスト比も向上する。
【０１１２】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、再帰性反射板と、光散乱状態および光透過状態を取り得る光変調層とを備える反射型表示装置において、光変調層と再帰性反射板の反射面とが隣接するような構造を採用することによって、白表示の明度が高く、かつコントラスト比の良好な反射型表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置の断面図である。
【図２】図１に示す反射型液晶表示装置を部分的に拡大した断面図である。
【図３】図１および図２に示す反射型液晶表示装置の製造工程を示すプロセス図であり、（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ別の工程を示す。
【図４】図２に示す反射型液晶表示装置の透過状態および散乱状態における光の経路を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１に対応する反射型液晶表示装置の光散乱液晶層のスイッチング原理を表す図である。
【図６】本発明の実施例２〜６に対応する反射型液晶表示装置の光散乱液晶層のスイッチング原理を表す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る反射型液晶表示装置において用いられるコーナーキューブアレイを示す斜視図である。
【図８】従来の反射型液晶表示装置を示す断面図である。
【符号の説明】
６光散乱型液晶層
７カラーフィルタ層
８入射側基板（透明基板）
９反射型基板
１０コーナーキューブアレイ
１１反射電極
１１ａ反射面
１２透明電極
１５アクティブ素子
１６コンタクトホール
２０コーナーキューブリフレクタ（再帰性反射板）

Claims

基板と、再帰性反射板と、垂直配向膜と、前記基板と前記再帰性反射板との間に設けられた光散乱型液晶層であって電圧印加時の光散乱状態と電圧無印加時の光透過状態とを取り得る光散乱型液晶層とを備える反射型表示装置であって、
前記光散乱型液晶層は、負の誘電率異方性の液晶分子を有しており、
前記再帰性反射板は、それぞれが、互いに直交する略正方形の３つの反射面を有する複数の再帰反射要素を備えており、前記複数の再帰反射要素は隣接して配置されており、前記光散乱型液晶層は、前記再帰反射要素の前記３つの反射面と前記垂直配向膜を介して隣接する反射型表示装置。
前記光散乱型液晶層は、前記光透過状態において、前記光散乱型液晶層の厚さ方向と、前記厚さ方向と直交する前記光散乱型液晶層の面内方向とのそれぞれで、前記液晶分子の配向の連続性を示す請求項１に記載の反射型表示装置。
前記光散乱型液晶層は、前記光透過状態において、前記光散乱型液晶層の厚さ方向に進む光、および、前記厚さ方向と直交する前記光散乱型液晶層の面内方向に進む光のそれぞれに対して、屈折率の連続性を示す請求項１に記載の反射型表示装置。
前記光散乱型液晶層は、電界に応答しない第１相と、電界に応答する前記液晶分子を含む第２相とを有し、
前記光透過状態において、前記厚さ方向に進む光、および、前記面内方向に進む光のそれぞれに対して、前記第１相および前記第２相は略同じ屈折率を示す請求項２または３に記載の反射型表示装置。
前記第１相の大きさは、１００〜２００００ｎｍである請求項４に記載の反射型表示装置。
前記光透過状態において、前記厚さ方向または前記面内方向に進む光に対して、前記第１相が示す屈折率と前記第２相が示す屈折率との比が、０．９５〜１．０５である請求項４または５に記載の反射型表示装置。
前記第１相は、液晶骨格を持ったモノマーが重合された高分子を含む請求項４から６のいずれかに記載の反射型表示装置。
電圧無印加時において、前記再帰性反射板の前記反射面上の液晶分子または前記基板上の液晶分子の長軸は、前記厚さ方向と略同じ方向を向く請求項４から７のいずれかに記載の反射型表示装置。
前記光散乱型液晶層の前記光散乱状態は、前記光散乱型液晶層内に所定の大きさをもつ複数の液晶ドメインが形成されることによって実現され、かつ、
前記光透過状態において、前記光散乱型液晶層の全体にわたって前記液晶分子が略均一に配向される請求項２または３に記載の反射型表示装置。
前記所定の大きさは、１００〜２００００ｎｍである請求項９に記載の反射型表示装置。
前記光散乱型液晶層は、前記所定の大きさよりも小さい分散相を有し、前記複数の液晶ドメインは、前記分散相に起因する前記液晶分子の配向の乱れによって形成される請求項９または１０に記載の反射型表示装置。
前記再帰反射要素の配列ピッチが、１μｍ〜１０００μｍである請求項１から１１のいずれかに記載の反射型表示装置。