JP4153360B2

JP4153360B2 - 反射型液晶表示装置

Info

Publication number: JP4153360B2
Application number: JP2003137681A
Authority: JP
Inventors: 秀勝鴫原
Original assignee: Nanox Corp
Current assignee: Nanox Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: CN100422811C; TW200502635A; JP2004341239A; KR20040098600A; CN1550848A; KR101026290B1

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、液晶素子より内側に太陽電池が積層された反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電子機器等の薄型化・軽量化と、長時間の電池駆動との両立を実現する目的で、低消費電力を特徴とする液晶表示装置として、外部光を利用する反射型液晶表示装置が使用されるようになった。この反射型液晶表示装置のなかでも、反射板に半透過板を使用し、明所では反射型として、暗所ではバックライトを用いた透過型としてそれぞれ利用できる半透過型液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、近年では液晶表示装置に用いられる液晶素子の背後に太陽電池を設けることで、省エネルギー化に適し、収納性が良いものとした液晶表示装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このような太陽電池を有する液晶表示装置では、太陽電池と液晶素子を何らかの形で固定しなくてはならないため、通常、不透明な両面テープでこれらの外周部のみが接着固定され、液晶素子の中央部から透過した光を確実に太陽電池が受光できるよう構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−００２７０９号公報
【特許文献２】
特開平０８−１６０３８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような接着固定方法では、太陽電池と液晶素子の間に空気層ができる(図６）。一般に、液晶装置は屈折率が約１．５のガラス基板からなるのに対し、空気層は屈折率が約１．０と小さいため、液晶素子から透過した光の透過率が悪いという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、液晶素子から透過した光の透過率を向上させることができる反射型液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の反射型液晶表示装置は、電極を有する２枚の透明基板の間に液晶を挟持して成る液晶素子と、他の透明基板上に光起電力発生部が配された太陽電池とを備え、前記他の透明基板は前記２枚の透明基板の一方に対向している反射型液晶表示装置において、透明であり、且つ前記２枚の透明基板の一方と前記他の透明基板の間に、透明且つ前記２枚の透明基板の一方及び前記他の透明基板と屈折率がほぼ等しいゴム層が介在していることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶素子が有する２枚の透明基板の一方及び太陽電池が有する他の透明基板の間に、透明であり、且つ上記２枚の透明基板の一方及び上記他の透明基板と屈折率がほぼ等しいゴム層が介在しているので、液晶素子から透過した光の透過率を向上させることができ、また、ゴム層を有することから耐衝撃性が高くすることができ、例えば、この表示装置をタッチパネルや携帯用液晶表示装置等に用いた場合であっても高寿命とすることができる。
【００１０】
請求項２記載の反射型液晶表示装置は、請求項１記載の反射型液晶表示装置において、前記ゴム層は、前記液晶素子及び前記太陽電池の全面に可逆的に密着することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の反射型液晶表示装置によれば、ゴム層は、液晶素子及び太陽電池の全面に可逆的に密着するので、液晶素子及び太陽電池間の密着性を高めることができ、またこのゴム層を剥がすことも容易であるため、貼り合わせ不良の修正を容易に行うことができる。
【００１２】
請求項３記載の反射型液晶表示装置は、請求項１又は２記載の記載の反射型液晶表示装置において、前記２枚の透明基板の一方及び前記他の透明基板は夫々ガラスから成り、且つ前記ゴム層はシリコーンゴムから成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の反射型液晶表示装置によれば、上記２枚の透明基板の一方及び上記他の透明基板は夫々はガラスから成り、且つゴム層はシリコーンゴムから成るので、シリコーン樹脂自体が透明であり、またその屈折率がガラスとほぼ等しいことから請求項１記載の効果を確実に奏することができると共に、シリコーン樹脂は表面のガラスに対する親和性を有することから請求項２記載の効果を確実に奏することができる。
【００１４】
請求項４記載の反射型液晶表示装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置において、前記液晶はメモリ性を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶はメモリ性を有するので、液晶表示素子の切り替え時のみ電力を印加すればよく低電力で動作させることができる。
【００１６】
請求項５記載の反射型液晶表示装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置において、前記太陽電池はアモルファスタイプであり、且つ前記ゴム層は青色に着色されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５記載の反射型液晶表示装置によれば、太陽電池はアモルファスタイプであり、且つゴム層は青色に着色されているので、電極面が紫色の反射色である太陽電池のパターンの目地が目立たなくなり視認性をよくすることができる。
【００１８】
請求項６記載の反射型液晶表示装置は、請求項５記載の反射型液晶表示装置において、前記液晶の色は、プレーナー状態において前記ゴム層の色と補色の関係にあることを特徴とする。
【００１９】
請求項６記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶の色は、プレーナー状態において前記ゴム層の色と補色の関係にあるので、プレーナー状態で液晶の色を白色とすることができ、液晶画面がプレーナー状態で白、フォーカルコニック状態で青のペーパライク表示となり、紙印刷に限りなく近づけることができる。
【００２０】
請求項７記載の反射型液晶表示装置は、請求項５又は６記載の反射型液晶表示装置において、背景が黒のとき、前記ゴム層の反射率のピーク波長は４３０ｎｍ〜４５０ｎｍにあることを特徴とする。
【００２１】
請求項７記載の反射型液晶表示装置によれば、背景が黒のとき、ゴム層の反射率のピーク波長は４３０ｎｍ〜４５０ｎｍにあるので、請求項５又は６記載の効果を確実に奏することができる。
【００２２】
請求項８記載の反射型液晶表示装置は、請求項５又は６記載の反射型液晶表示装置において、前記液晶の選択反射波長は、プレーナー状態において５６０ｎｍ〜６００ｎｍであることを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶の選択反射波長は、プレーナー状態において５６０ｎｍ〜６００ｎｍであるので、請求項５又は６記載の効果を確実に奏することができる。
【００２４】
請求項９記載の反射型液晶表示装置は請求項５乃至８のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置において、前記太陽電池は、前記液晶の選択反射波長のピーク波長と前記ゴム層の反射率のピーク波長の間の波長を、起電力を最大とする波長とすることを特徴とする。
【００２５】
請求項９記載の反射型液晶表示装置によれば、太陽電池は、液晶の選択反射波長のピーク波長とゴム層の反射率のピーク波長の間の波長を、起電力を最大とする波長とするので、ゴム層が着色されている場合であっても太陽電池の起電力の低下を防止することができる。また、液晶がプレーナ状態の反射モードであっても太陽電池の起電力の低下を防止することができる。
【００２６】
請求項１０記載の反射型液晶表示装置は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置において、前記液晶は、ネマチック液晶とカイラル剤から成ることを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶は、ネマチック液晶とカイラル剤から成るので、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の効果を確実に奏することができる。
【００２８】
請求項１１記載の反射型液晶表示装置は、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置において、前記ゴム層の厚さは０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする。
【００２９】
請求項１１記載の反射型液晶表示装置によれば、ゴム層の厚さは０．２〜２．０ｍｍであるので、光透過率が低下することなく、十分な耐衝撃性を備えることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、電極を有する２枚の透明基板の間に液晶を挟持して成る液晶素子と、他の透明基板上に光起電力発生部が配された太陽電池とを備え、上記他の透明基板が上記２枚の透明基板の一方側に配される反射型液晶表示装置において、前記２枚の透明基板の一方と前記他の透明基板の間に、透明且つ２枚の透明基板の一方及び他の透明基板の屈折率とほぼ等しいゴム層が介在していると、液晶素子から透過した光の透過率を向上させることができ、また、ゴム層を有することから耐衝撃性が高くすることができ、例えば、この表示装置をタッチパネル等に用いた場合であっても高寿命とすることができることを見い出した。
【００３１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示装置の断面構造を示す断面図である。
【００３４】
図１において、反射型液晶表示装置１は、ガラス基板１０３，１０４及び液晶層１０７を備える液晶素子１００と、ガラス基板４００、半導体層（光起電力発生部）４０５、及び保護層（光吸収層）４０４を備える太陽電池１０１と、液晶素子１００のガラス基板１０４及び太陽電池１０１のガラス基板４００の間に介在させるゴムシート層１０２と、不図示の駆動回路とを備える。
【００３５】
ゴムシート層１０２は、シリコーン製ゴムが使用される。シリコーン樹脂は、可視域（４００〜６００ｎｍ）での光吸収はほとんどないため、図２に示すように、可視域の全波長域に亘って９４〜９５％という高い透過率を有する。これは、シリコーン樹脂を製造する際に黒色化する恐れがある硫化剤を用いなくてもよいからであると考えられる。
【００３６】
また、シリコーン樹脂の表面はガラスに対する親和性を有することから、何らの接着剤や粘着剤を使用しなくとも、液晶素子１００のガラス基板１０４及び太陽電池１０１のガラス基板４００の上にゴムシート層１０２を設置し、軽く、例えば指で押し当てることによりそれらのガラス表面上に密着固定することができ、その後貼りあわせ面で平行な方向にずれたりして移動することはない。また、この貼りあわせ面に、例えばナイフを若干差し込むだけでゴムシート層１０２と、液晶素子１００のガラス基板１０４及び太陽電池１０１のガラス基板４００とを容易に分離することができる。即ち、本発明にかかるゴムシート層１０２のガラス板への密着固定は、接着剤や粘着剤を使用することなく、上述の積層体を容易に密着固定することができる一方、化学薬品の使用や加熱等の熱処理を行うことなく、上述の積層体を容易に分離解体することができる（以下、このゴムシート層１０２の有する密着固定性及び分離解体性を「可逆的密着固定」という。）ので、反射型液晶表示装置１の組み立て作業が簡便になり、製作コストを低減することができる。また、この積層体を正規の位置で積層することにたとえ失敗しても、簡単かつ瞬時に解体・分離することができ、再組立を実行することにより、製造工程中で良品化再生処置ができる。したがって最終的に高歩留まり生産が可能になるという工業生産上極めて有用なメリットを奏する。尚、この積層体の組み立ては手作業で行っても、自動貼付機械で行ってもよい。
【００３７】
さらに、ゴムシート層１０２の厚さは０．２〜２．０ｍｍであるので、光透過率が低下することなく、十分な耐衝撃性を備えることができる。ゴム層の厚さが２ｍｍを超えると光透過率がやや低下し、０．２ｍｍより薄いと耐衝撃性が低下するからである。
【００３８】
図３は、図１における液晶素子１００の製造工程のフローチャートである。
【００３９】
まず、ガラス基板１０４の表面に、ＩＴＯ透明電極をパターニングし（ステップＳ３０１）、次に、厚み１０〜６０ｎｍのポリイミド高分子膜からなる配向膜を塗布する（ステップＳ３０２）。
【００４０】
その後、パターニングされたＩＴＯ透明電極が内側となるようにガラス基板１０３，１０４を配置し、ガラス基板１０３，１０４の周縁部をエポキシ樹脂などの封止剤１０６により貼りあわす（ステップＳ３０３）。
【００４１】
また、上記貼りあわせの際、予め注入口を設けておき、この注入口から液晶層１０７を真空注入法等により注入する（ステップＳ３０４）。
【００４２】
その後この注入口を紫外線硬化樹脂によって封止することで、ガラス基板１０３，１０４の間に液晶層１０７を封入して（ステップＳ３０５）、本工程を終了することにより液晶素子１００を製造する。
【００４３】
次に、液晶層１０７が選択反射する原理を図４を用いて説明する。
【００４４】
図４は、図１における液晶層１０７が選択反射する原理を説明する図であり、（ａ）は液晶層１０７がプレーナー状態である場合、（ｂ）は液晶層１０７がフォーカルコニック状態である場合を示す。
【００４５】
ここで、液晶層１０７は、ネマチック液晶５にカイラル剤６を所定量含有させたカイラルネマチック液晶である。尚、本実施の形態では、液晶層１０７はカイラルネマチック液晶を用いるがこれに限定されるものでなく、例えばコレステリック液晶等を用いてもよい。
【００４６】
この液晶層１０７は、選択反射波長λで反射する「選択反射」状態を呈するプレーナー状態と、微散乱状態を呈するフォーカルコニック状態とがあり、このプレーナー状態又はフォーカルコニック状態に遷移させるためには夫々所定のパルス電圧を印加すればよい。電圧非印加時のそれぞれの状態は、新たな電圧が印加されるまでその状態を維持する。以下、このような効果を「メモリ効果」という。
【００４７】
反射型液晶表示装置１は、上述のメモリ効果を具備した素子であるため、消費電力を低減することができるとともに、偏光板を使用する必要もなく明るい反射表示を得ることができる。
【００４８】
図４において、液晶層１０７がフォーカルコニック状態であるときにガラス基板１０４上にパターンニングされた不図示のＩＴＯ透明電極から所定の電圧が印加されるとプレーナー状態となる。逆に、液晶層１０７がプレーナー状態であるときに上記ＩＴＯ透明電極から所定の電圧が印加されるとフォーカルコニック状態となる。
【００４９】
液晶層１０７がプレーナー状態のとき、ネマチック液晶５のヘリカル軸（らせん軸）５ａがガラス基板１０３，１０４に対して平均的に垂直方向となるように配列し、液晶層１０７は選択反射波長λの光を反射する。この選択反射波長λのピーク波長λ_０は、
λ_０＝ｎ×ｐ（ｎ：ネマチック液晶５の複屈折率、ｐ：ネマチック液晶５のヘリカル軸長）
となることが知られている。
【００５０】
一方、液晶層１０７がフォーカルコニック状態のとき、ネマチック液晶５のヘリカル軸５ａがガラス基板１０３，１０４に対して平均的に水平方向となるように配列し、上記選択反射波長λの光を透過する。
【００５１】
図５は、図１における太陽電池１０１の断面構造を説明する図である。
【００５２】
まず、予めガラス基板４００の両面に、不図示のＩＴＯ透明電極をパターンニングしておき、その後、ガラス基板４００の一方の面にｐ型半導体層４０１、ｉ半導体層４０２、及びｎ型半導体層４０３が順に積層された光起電力発生部４０５を形成し、最後に、この光起電力発生部４０５上に光吸収層４０４を形成して、太陽電池１０１を製造する。
【００５３】
また、ガラス基板４００の光起電力発生部４０５が形成される面に形成された電極が光起電力発生部４０５からの出力電極となる。
【００５４】
以下、図１の反射型液晶表示装置の反射ロスを従来の反射型液晶表示装置と比較して説明する。
【００５５】
図６に示すように、従来の反射型液晶表示装置６００は、ゴムシート層１０２の代わりに不透明な両面テープ６０２でガラス基板１０４，４００がその周辺部で接着固定されている。この両面テープ６０２によって、液晶素子１００の中央部から透過した光が遮られ、太陽電池１０１が受光できなくなるのを防止するため、この両面テープ６０２はガラス基板１０４及びガラス基板４００の外周部のみを接着固定している。従って、両面テープ６０２で囲まれた太陽電池と液晶素子の間には空気層６０１ができる。
【００５６】
空気の屈折率は１．０であるのに対し、ガラス基板１０４，４００の屈折率は約１．５であるため、図６に示すように、液晶層１００からの光Ｌ１は、空気層６０１とガラス基板１０４の界面で夫々光Ｌ２’としてその光量の４％が反射され、空気層６０１とガラス基板４００の界面で夫々光Ｌ３’としてその光量の４％が反射される。
【００５７】
一方、ゴムシート層１０２を構成するシリコーン樹脂は、ガラス基板１０４，４００の屈折率と近い１．４０という屈折率を有するので、図１に示すように、液晶層１００からの光Ｌ１は、ゴムシート層１０２とガラス基板１０４の界面で光Ｌ２としてその光量の０．１２％が反射され、ゴムシート層１０２とガラス基板４００の界面で光Ｌ３としてその光量の０．１２％が反射される。
【００５８】
即ち、空気層６０１を介する場合より、ゴムシート層１０２を介する場合の方が、液晶層１００から透過される光をより多く太陽電池１０１が受光することができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示装置について説明する。
【００６０】
本実施の形態に係る反射型液晶表示装置９００は、基本的に第１の実施の形態に係る反射型液晶表示装置と同じ構造であるが、透明なゴムシート層１０２の代わりに、青色（背景が黒のときの反射率のピーク反射波長：４３０〜４５０ｎｍ）に着色されたゴムシート層９０１が用いられる点で異なる。
【００６１】
以下、第１の実施の形態と同一構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６２】
図７は、図１における太陽電池１０１を正面から見た図である。
【００６３】
図７において、太陽電池１０１は、光起電力発生部４０５がガラス基板４００上に縦横方向に規則的にｍ個×ｎ個パターン配置されている。この光起電力発生部４０５の色は通常青〜紫色である。この光起電力発生部４０５は通常数ｍｍ〜十数ｍｍを一辺とし、光起電力発生部４０５間（以下「パターン目地」という。）は１ｍｍ前後で隔たれている。
【００６４】
従って、第１の実施の形態のように透明なゴムシート層１０２が用いられると、液晶層１００がフォーカルコニック状態であるときにユーザが反射型液晶表示装置１の液晶画面をみた場合、上記パターン目地が目立ち、視認性が悪い。
【００６５】
これに対し、本実施の形態のように青色に着色されたゴムシート層９０１が用いられると、液晶層１００がフォーカルコニック状態であるときにユーザが反射型液晶表示装置１の液晶画面をみた場合、光起電力発生部４０５とゴムシート層９０１の色がほぼ同じであるため、パターン目地が目立たなくなり、視認性が向上する。
【００６６】
さらに、液晶層１００がプレーナー状態であるときの選択反射波長λがゴムシート層９０１の反射率のピーク波長と補色の関係にあるとき、プレーナー状態で液晶の色を白色とすることができ、表示画面の視認性を一層向上させることができる。具体的には、ゴムシート層９０１の色である青の補色の関係にある黄色（λ＝５６０〜６００ｎｍ）をプレーナー状態における液晶層１００の選択反射波長λとする。
【００６７】
以上の結果より、本実施の形態に係る反射型液晶表示装置９００は、プレーナー状態においてパターン目地が目立たなく、また液晶画面がプレーナー状態で白、フォーカルコニック状態で青のペーパライク表示となり、紙印刷に限りなく近づく効果がある。
【００６８】
ところで、液晶層１００がプレーナー状態であるときは反射状態であるため、入射光は液晶層１００を透過して太陽電池１０１に到達する光量が小さくなるが、液晶層１００がプレーナー状態のときの選択反射波長λのピーク波長λ_０とゴムシート層９０１の反射率のピーク波長８００の間の波長領域では反射率が低い、即ち透過率が高い。従って、この波長領域で起電力効率が最大となる太陽電池１０１が反射型液晶表示装置９００に使用すれば、液晶層１００がプレーナー状態であっても起電力効率を大きく低下させずに発電できる液晶表示装置とすることができる。
【００６９】
即ち、太陽電池１０１は、液晶層１００の選択反射波長λのピーク波長λ_０とゴムシート層９０１の反射率のピーク波長の間の波長を起電力を最大とする波長とすることが好ましい。
【００７０】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００７１】
まず、上記図３の製造工程により、ソーダライムガラス材料（主として、ＳｉＯ₂：７２質量％、Ｎａ₂Ｏ：１３質量％、ＣａＯ：８質量％、Ａｌ₂Ｏ₃：１．８質量％、Ｋ₂Ｏ：０．９質量％）であって、厚みが０．７ｍｍのガラス基板１０３，１０４（屈折率１．５２）の夫々片面にＩＴＯ電極パターンニングを設け、さらに配向膜を塗布する。その後、このＩＴＯ電極が内側となるように配置したガラス基板１０３，１０４の間にネマチック液晶としてメルク社製Ｅ４４を７０％、カイラル剤としてメルク社製ＣＢ１５が３０％含有される厚み約９μｍの液晶層１０７を有する液晶素子を作成する。
【００７２】
この実施例における液晶素子１００の選択反射波長λのピーク波長λ_０は５８０ｎｍであった。
【００７３】
次に、上記ソーダライムガラス材料であって、大きさ９×２２ｍｍ、厚みが１．１ｍｍのガラス基板４００の片面にＩＴＯ透明電極をパターンニングした後、その面に、不図示の反応室で基板温度３００℃、ガス圧２０Ｐａにてモノシラン（ＳｉＨ₄ ）ガスを７５ｓｃｃｍ（０℃、１気圧の標準状態に換算した流量、ｃｍ³ ／ｍｉｎ）＋ジボラン（Ｂ₂ Ｈ₆）を１５ｓｃｃｍ導入し、ＲＦ電力５ＫＷでプラズマ放電させることでガラス基板上に厚さ０．１５μｍ程度のｐ型アモルファスシリコンからなるｐ型半導体層４０１を形成する。
【００７４】
反応室にモノシランガスのみを７５ｓｃｃｍ導入し、ＲＦ電力５ＫＷでプラズマ放電させることでｐ型半導体層４０１の表面に厚さ０．２０μｍ程度の真性（ｉ）アモルファスシリコンからなるｉ半導体層４０２を形成する。
【００７５】
その後、反応室にモノシラン（ＳｉＨ₄ ）ガスを７５ｓｃｃｍ＋ホスフィン（ＰＨ₃ ）ガスを１５ｓｃｃｍ導入し、ｉ半導体層４０２の表面に厚さ０．２０μｍ程度のｎ型アモルファスシリコンからなるｎ型半導体層４０３を形成する。このようにｐ型半導体層４０１、ｉ半導体層４０２、及びｎ型半導体層４０３が積層され、光起電力発生部４０５を形成する。
【００７６】
この光起電力発生部４０５は、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、Ｃｄ／ＣｄＴｅなどから構成されてもよい。このような太陽電池の起電力効率の波長依存性は図８の点線で示される。
【００７７】
さらに、光起電力発生部４０５の保護を兼ねた光の吸収機能を発揮する黒色の光吸収層４０４が積層される。
【００７８】
この光吸収層４０４は、カーボン粒子で着色された黒色塗料で、光起電力発生部４０５側の太陽電池１０１表面全体に塗布される。
【００７９】
次に、第１の実施の形態に係るサンプルとして、上記液晶層１００と太陽電池１０１との間に透明なシリコーン樹脂から成る厚さ０．５ｍｍのゴムシート層１０２を挟み、指で押し当てることで可逆的密着固定をしたもの（実施例１）を作成した。
【００８０】
また、比較例１として、ゴムシート層１０２の代わりに不透明な両面テープでガラス基板１０４，４００の外周縁を接着固定したサンプルを作成した。このサンプルは従来の反射型液晶装置の構造であり、後述の起電力試験における起電力の効率の基準起電力として以下使用する。
【００８１】
一方、第２の実施の形態に係るサンプルとして、上記液晶層１００と太陽電池１０１との間に、背景色が黒の場合における光反射特性が図１０に示すように４５０ｎｍの波長をピークとするシリコーン樹脂から成る厚さ０．５ｍｍのゴムシート層１０２を挟み、指で押し当てることで可逆的密着固定をしたもの（実施例２）を作成した。
【００８２】
図８に示すように、ゴムシート層９０１の色度は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．１８）とし、液晶層１００はプレーナー状態であるときの色度（ｘ，ｙ）＝（０．４７，０．５１）の補色の関係となるようにし、プレーナー状態で液晶の色を白色とした。本実施例では、シリコーンゴムとして分光反射特性が図９に示すものを用いた。
【００８３】
また、比較例２として、ガラス基板１０４の液晶層１０７挟持側表面と逆の表面に、黒色塗料を塗布し、その後、ゴムシート層１０２の代わりに不透明な両面テープでガラス基板１０４，４００の外周縁を接着固定したサンプルを作成した。
【００８４】
これらサンプルについて以下の起電力試験、目地視認性試験、ペーパーライク表示確認試験を行った結果を表１に示す。
【００８５】
起電力試験
２０ｗリング型蛍光灯下３００ｍｍの位置に液晶層１００側が照射されるようにサンプルを配置し、デジタル式テスターで太陽電池１０１の起電力を液晶層１００がプレーナー状態、フォーカルコニック状態の夫々について測定した。また、起電力の効率を比較例１において液晶層１００がプレーナー状態、フォーカルコニック状態にあるときの起電力を１００％として求め、上昇した場合を「○」、変化が無い場合を「△」、下降した場合を「×」とした。
【００８６】
目地視認性試験
プレーナー状態において液晶層１００側からサンプルを目視する試験を行い、パターン目地が目立つ場合視認性を「×」とし、目立たない場合視認性を「○」とした。
【００８７】
ペーパーライク表示確認試験
実施例２及び比較例２のサンプルを液晶層１００側から目視し、プレーナー状態及びフォーカルコニック状態における液晶の色変化を確認し、ペーパーライクの表示がされている場合「○」、されていない場合「×」とした。
【００８８】
【表１】

【００８９】
以上の結果より、実施例１は従来例（比較例１）より起電力の効率を向上させることができるいう結果が得られた。これは、比較例１は空気層６０１が存在するため（図６）、ゴムシート層１０２を介する場合の方が、液晶層１００から透過される光をより多く太陽電池１０１が受光することができるからである。
【００９０】
しかしながら、目地視認性は実施例１、比較例１共に「×」となった。これは液晶層１００がフォーカルコニック状態であるとき、透明なガラス基板１０４、空気層６０１、及びガラス基板４００を介してパターン目地がはっきりと見えるからである。
【００９１】
一方、実施例２と比較例２は、共に目地視認性は「○」であることがわかった。これは、液晶層１００がフォーカルコニック状態であるとき、青色に着色されたゴムシート層９０１を介するためパターン目地が目立たなくなるからである。
【００９２】
また、実施例２と比較例２は、共にペーパライクの表示がされていることがわかった。これは、液晶層１００がフォーカルコニック状態であるとき、上述のように目地視認性が「○」であるのに加え、プレーナー状態で液晶の色を白色となるようゴムシート層９０１の色度を調整しているためであるからである。
【００９３】
さらに、実施例２は従来とほぼ同じ起電力を維持したが、比較例２の起電力の効率は従来より低下した。これは、比較例２は、空気層６０１境界面での反射の他、ガラス基板１０４表面に塗布された青色塗料境界面での反射が生じ、液晶層１００から透過される光の太陽電池１０１への受光量が減るからである。
【００９４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項１記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶素子が有する２枚の透明基板の一方及び太陽電池が有する他の透明基板の間に、透明であり、且つ上記２枚の透明基板の一方及び上記他の透明基板と屈折率がほぼ等しいゴム層が介在しているので、液晶素子から透過した光の透過率を向上させることができ、また、ゴム層を有することから耐衝撃性が高くすることができ、例えば、この表示装置をタッチパネルや携帯用液晶表示装置等に用いた場合であっても高寿命とすることができる。
【００９５】
請求項２記載の反射型液晶表示装置によれば、ゴム層は、液晶素子及び太陽電池の全面に可逆的に密着するので、液晶素子及び太陽電池間の密着性を高めることができ、またこのゴム層を剥がすことも容易であるため、貼り合わせ不良の修正を容易に行うことができる。
【００９６】
請求項３記載の反射型液晶表示装置によれば、上記２枚の透明基板の一方及び上記他の透明基板は夫々ガラスから成り、且つゴム層はシリコーンゴムから成るので、シリコーン樹脂自体が透明であり、またその屈折率がガラスとほぼ等しいことから請求項１記載の効果を確実に奏することができると共に、シリコーン樹脂は表面のガラスに対する親和性を有することから請求項２記載の効果を確実に奏することができる。
【００９７】
請求項４記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶はメモリ性を有するので、液晶表示素子の切り替え時のみ電力を印加すればよく低電力で動作させることができる。
【００９８】
請求項５記載の反射型液晶表示装置によれば、太陽電池はアモルファスタイプであり、且つゴム層は青色に着色されているので、電極面が紫色の反射色である太陽電池のパターンの目地が目立たなくなり視認性をよくすることができる。
【００９９】
請求項６記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶の色は、プレーナー状態において前記ゴム層の色と補色の関係にあるので、プレーナー状態で液晶の色を白色とすることができ、液晶画面がプレーナー状態で白、フォーカルコニック状態で青のペーパライク表示となり、紙印刷に限りなく近づけることができる。
【０１００】
請求項７記載の反射型液晶表示装置によれば、背景が黒のとき、ゴム層の反射率のピーク波長は４３０ｎｍ〜４５０ｎｍにあるので、請求項５又は６記載の効果を確実に奏することができる。
【０１０１】
請求項８記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶の選択反射波長は、プレーナー状態において５６０ｎｍ〜６００ｎｍであるので、請求項５又は６記載の効果を確実に奏することができる。
【０１０２】
請求項９記載の反射型液晶表示装置によれば、太陽電池は、液晶の選択反射波長のピーク波長とゴム層の反射率のピーク波長の間の波長を起電力を最大とする波長とするので、ゴム層が着色されている場合であっても太陽電池の起電力の低下を防止することができる。また、液晶がプレーナ状態の反射モードであっても太陽電池の起電力の低下を防止することができる。
【０１０３】
請求項１０記載の反射型液晶表示装置によれば、液晶は、ネマチック液晶とカイラル剤から成るので、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の効果を確実に奏することができる。
【０１０４】
請求項１１記載の反射型液晶表示装置によれば、ゴム層の厚さは０．２〜２．０ｍｍであるので、光透過率が低下することなく、十分な耐衝撃性を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る反射型液晶表示装置の断面構造を示す断面図である。
【図２】図１におけるゴムシート層１０２の光透過率特性を示すグラフである。
【図３】図１における液晶素子１００の製造工程のフローチャートである。
【図４】図１における液晶層１０７が選択反射する原理を説明する図であり、（ａ）は液晶層１０７がプレーナー状態である場合、（ｂ）は液晶層１０７がフォーカルコニック状態である場合を示す。
【図５】図１における太陽電池１０１の断面構造を説明する図である。
【図６】従来の反射型液晶表示装置６００の断面構造を示す断面図である。
【図７】図１における太陽電池１０１を正面から見た図である。
【図８】液晶層１００がプレーナー状態のときの光反射特性と、ゴムシート層９０１の光反射特性と、太陽電池１０１の起電力効率特性とを示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示装置９００のゴムシート層９０１の色度と液晶層１００はプレーナー状態であるときの色度の関係を示す色度図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る反射型液晶表示装置９００のゴムシート層９０１光反射特性を示すグラフであり、の背景色が黒の場合を示す。
【符号の説明】
１，６００，９００反射型液晶表示装置
１００液晶素子
１０１太陽電池
１０２，９０１ゴムシート層
１０３，１０４，４００ガラス基板
１０７液晶層
４０４保護層
４０５光起電力発生部

Claims

電極を有する２枚の透明基板の間に液晶を挟持して成る液晶素子と、他の透明基板上に光起電力発生部が配された太陽電池とを備え、前記他の透明基板は前記２枚の透明基板の一方に対向している反射型液晶表示装置において、
前記２枚の透明基板の一方と前記他の透明基板の間に、透明であり、且つ前記２枚の透明基板の一方及び前記他の透明基板と屈折率がほぼ等しいゴム層が介在していることを特徴とする反射型液晶表示装置。
前記ゴム層は、前記液晶素子及び前記太陽電池の全面に可逆的に密着することを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
前記２枚の透明基板の一方及び前記他の透明基板は夫々ガラスから成り、且つ前記ゴム層はシリコーンゴムから成ることを特徴とする請求項１又は２記載の反射型液晶表示装置。
前記液晶はメモリ性を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。
前記太陽電池はアモルファスタイプであり、且つ前記ゴム層は青色に着色されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。
前記液晶の色は、プレーナー状態において前記ゴム層の色と補色の関係にあることを特徴とする請求項５記載の反射型液晶表示装置。
背景が黒のとき、前記ゴム層の反射率のピーク波長は４３０ｎｍ〜４５０ｎｍにあることを特徴とする請求項５又は６記載の反射型液晶表示装置。
前記液晶の選択反射波長は、プレーナー状態において５６０ｎｍ〜６００ｎｍであることを特徴とする請求項５又は６記載の反射型液晶表示装置。
前記太陽電池は、前記液晶の選択反射波長のピーク波長と前記ゴム層の反射率のピーク波長の間の波長を、起電力を最大とする波長とすることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。
前記液晶は、ネマチック液晶とカイラル剤から成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。
前記ゴム層の厚さは０．２〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の反射型液晶表示装置。