JPH08166604A

JPH08166604A - 反射型液晶表示素子

Info

Publication number: JPH08166604A
Application number: JP6308721A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Hisatake; 雄三久武; Makiko Satou; 摩希子佐藤; Ryoichi Watanabe; 良一渡辺; Hitoshi Hado; 仁羽藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-12-13
Filing date: 1994-12-13
Publication date: 1996-06-25

Abstract

(57)【要約】【構成】複数の画素を形成する電極１３、１４を対向
させた２枚の基板１１、１２間にネマティック液晶に２
色性染料を添加した液晶層１５を配置した反射型液晶表
示素子において、前記基板１１の光入射側に、入射する
光を前記画素に対応させて集束し、反射により基板側か
ら出射する光を拡散する光路調整層３０を有する。【効果】明るく、コントラスト比が高く、視差（パラ
ラックス）が少なく、低駆動電圧であり、低消費電力で
ある反射方液晶表素子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反射型液晶表示素子に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子（以下ＬＣＤと略称）はワ
ードプロセッサ，パーソナルコンピュータ，投影形Ｔ
Ｖ，小型ＴＶ等に広く利用されている。

【０００３】近年、バックライト不要の反射型ＬＣＤが
注目されている。反射型ＬＣＤは、ＯＡ機器等の表示に
おいてバックライトを必要としないため、消費電力の低
減が実現でき、携帯用に適している。反射型ＬＣＤは、
外光の光を利用しているため、ＬＣＤ自体の反射率が高
くないと実用上問題となる。

【０００４】反射型ＬＣＤを、ＬＣＤ自体の反射率の観
点から分類すると、偏光板を２枚用いる表示モード、１
枚用いる表示モード、用いない表示モードの３つに分類
できる。

【０００５】偏光板を２枚用いる表示モードとしては、
例えば図７に示すＴＮ型ＬＣＤであり、上下基板１、２
は透明電極３、４をそれぞれ有しており、これら基板間
に液晶層５を挟持している。上下基板１、２外面に偏光
板６1 、６2 を貼付し、下基板２側の偏光板６2 外面に
拡散反射板７を貼付した構造であり、このＴＮ型ＬＣＤ
の光路Ｌは、偏光板を４回、基板を４回通過する。これ
らの透過率のうち、偏光板の透過率は少なくとも１回分
は、原理的に５０％以下であり、実際は４０数％であ
る。他の偏光板や基板においてもそれ自身の吸収がある
ので、反射率は著しく低い。

【０００６】偏光板を１枚用いる表示モードとしては、
例えば図８に示す偏光板６1 のみをもつ偏光板１枚モー
ドＥＣＢ型ＬＣＤであり、前記図７のＴＮ型ＬＣＤと比
較して光Ｌは、偏光板は２回、基板も２回しか通過しな
い。なお、以下各図において同符号の部分は同様部分を
示す。前記ＴＮ型ＬＣＤ同様偏光板の透過率は少なくと
も１回分は、原理的に５０％以下であり、実際は４０数
％である。しかしながら光路的に、偏光板２回分、基板
２回分の光吸収を削減できることから前記ＴＮ型ＬＣＤ
よりは、若干反射率が高い。

【０００７】これらと比較して偏光板を用いない表示モ
ードは、例えば図９に示すゲストホスト液晶の液晶層５
1 をもつ高分子ポリマーＰＣ−ＧＨ型ＬＣＤ、図１０に
示すゲストホスト液晶層５2 をもつＧＨ−ＨＯＭＯ型Ｌ
ＣＤ、および図１１に示す２層のゲストホスト液晶層５
2 を共通基板８を介して重ねた２層型ＧＨ−ＨＯＭＯ型
ＬＣＤ等がある。いずれの方式も偏光板を用いないの
で、前記した偏光板を用いる表示モードのように透過率
が少なくとも１回分は、原理的に５０％以下であり、実
際は４０数％である偏光板を用いない分明るくなる。ま
た、前記偏光板１枚モードＥＣＢ型ＬＣＤ同様に反射板
７をセル内面に設ければ、基板２回分の光吸収を削減す
ることができる。従って前記偏光板を用いる表示モード
と比較して、反射率が著しく高くなる。

【０００８】しかしながら、図１０に示すＧＨ−ＨＯＭ
Ｏ型ＬＣＤは１方向の偏光成分しか吸収していないの
で、暗状態の明るさは、明状態の半分以上になり、コン
トラストは２：１以下ときわめて低い値となり実用的で
はない。

【０００９】また、図１１に示すＧＨ−ＨＰＭＯ型ＬＣ
Ｄは図１０に示すＧＨ−ＨＯＭＯ型ＬＣＤと異なり分子
配列が９０°交差の２層の液晶層５2 、５2 を用いるこ
とにより２方向の偏光成分を吸収でき、高いコントラス
トが得られるが、２層の液晶層ともに駆動する必要があ
り、２層の液晶層間の厚み分の視差が生じる。よって高
精細表示には応用できない。また、コストも高くなる。

【００１０】図１２に示すＰＣ−ＧＨ型ＬＣＤは暗状態
を得るために液晶材料に極めて強いカイラリティを与え
て、つよい螺旋構造の分子配列としている。これを明状
態にするには、この強い螺旋構造を解いて、かつ液晶分
子を垂直にチルトさせる必要がある。したがって極めて
高い電圧を印加する必要があり、電気光学特性（印加電
圧に対する反射率もしくは透過率特性）にヒステリシス
を生じる。よって、中間調表示（階調表示）が困難であ
る問題を持っている。

【００１１】これらの問題点を解決する手段として、コ
ールとカシュノー（H.S.ColeとR.A.Kashnow はAhysics
Letters, Vol. 30, No. 12, pp619-621 (15 June, 197
7) ）は、ＧＨ−ＨＯＭＯ型ＬＣＤに４分の１波長板と
拡散反射板を加えた構成の反射型ＬＣＤを提案してい
る。このＬＣＤの構成を図１２に示す。このＬＣＤは図
のように液晶セルを出射した入射光Ｌが、セル背面の４
分の１波長板９を透過し、反射板７で反射され、再び４
分の１波長板９を透過することによって、位相を２分の
１波長ずらされ、再び液晶セルに入射する機能を得るも
のである。よって、図１１に示す２層型ＧＨ−ＨＯＭＯ
型ＬＣＤと同様の光制御が１層の液晶層５、１層の液晶
セルで得られるものである。

【００１２】このように、ネマティック液晶に２色性染
料を添加した液晶組成物を用いたＧＨモードは偏光板を
用いない点で、偏光板を用いる表示モードよりも明るい
表示を得ることが期待でき、とくに図９、図１２に示す
表示モードは著しい視差を得ることなく所望のコントラ
スト特性を得ることが可能な点で図１０、１１の表示モ
ードより優れている。

【００１３】ところで、反射型ＬＣＤの光源は外光であ
る。用いる環境にもよるが、外光は種々の角度からＬＣ
Ｄに入射する。反射型ＬＣＤは、この外光を反射させる
か、否かを制御するものである。明状態（光を反射させ
る状態）において、前記外光を完全に正反射させると、
素子自体が背景を移す鏡になってしまう。また、高い輝
度の正反射方向のみが明るい表示となり、それ以外の方
向では、暗い表示となり、全く実用的でなくなる。これ
らのことから、反射型ＬＣＤにおける光反射機能は、一
般的にはいわゆる拡散反射（たとえば紙のような反射機
能）の機能を有するように施されている。

【００１４】このことから、反射型ＬＣＤの表示の明る
さを十分に得るには、ＬＣＤでの光吸収を小さくするこ
とと、種々の角度から入射する光を活用した反射機能を
得る２点を満足せねばならない。

【００１５】しかしながら、前記ＧＨモードのＬＣＤは
染料を基板面に対し、垂直に配列させることによって、
明状態を得ている。２色性染料の染料分子は長軸方向に
光吸収機能をもつので、これと平行な振動成分である偏
光成分程、光は吸収され、直交する方向の振動成分程、
光は透過する。また、染料分子の短軸方向に振動する成
分はいずれも透過する。したがって、基板面の法線方向
に入射、出射する光はほとんど吸収されないが、斜めか
ら入射、出射する光に対しては、ある程度、吸収され
る。前述のように、反射型ＬＣＤの表示の明るさを十分
に得るためには、ＬＣＤでの光吸収を少なくすること
と、種々の角度から入射する光を活用し、反射板で拡散
反射させ、種々の角度から出射（再び液晶セルに入射）
させることが必要である。ＧＨモードでは、斜めから入
射、出射する光に対しての光吸収がある分、表示は暗く
なっていた。

【００１６】また、前記反射板は、素子での光吸収を低
減させる（基板１枚分の光吸収を低減）意味では、セル
内面に設けた方がよく、製造コストを低減させる（拡散
反射機能を有する反射板を基板内面に設けるには表面に
凹凸を設ける必要があり、コスト高になる）意味ではセ
ル外面にいわゆる拡散反射板を張り合わせた方がよい。
このようにセル外面に反射板を張り合わせた場合、斜め
からの入射光に対しては視差（パララックス）といった
問題を生じる。この視差とは反射型ＬＣＤにおいて、反
射板が前記対向基板の外面に配置されているような場
合、斜めからの入射光に対しては、入射光と反射板にて
反射された戻り光が液晶層を通過するときのセル平面上
の位置が入射光の角度と前記対向基板の厚みの分ずれて
しまうことにより発生する問題で、表示パターンが二重
に見えたりする現象のことである。こうした視差の問題
は、対向基板外面に偏光板を配置する表示モード（例え
ば図７のＴＮモード）でも、偏光板をセル内面には実用
上形成することが困難であるので、さけられない問題で
ある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の反
射型ＬＣＤの技術は、図７〜８に示す構成の場合、反射
率が低い問題点があり、また、図９〜１２に示すゲスト
ホストを用いた構成の反射型ＬＣＤは、こうした問題点
をある程度改善したものではあるものの、まだ、十分明
るい表示とはいえないものであり、また、コストが安い
外面反射板方式とした場合、実用的には視差の問題が生
じてしまい問題となっていた。

【００１８】本発明は、図９〜１２に示すようなゲスト
ホスト型液晶層を用いた反射型ＬＣＤにおける、これら
の問題点を改善、解決し、反射率が高く、大容量高精細
度であるディスプレーに、容易に応用できる新規な反射
型液晶表示素子を提案することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、光入射側に設
けられ複数の画素を形成する電極を有する第１の基板
と、前記電極に対向する電極を有し反射機能を備えた第
２の基板と前記第１と第２の基板を各電極が対向するよ
うに間隙を設けて配置し、この間隙に配置されネマティ
ック液晶に２色性染料を添加した液晶層とを具備した反
射型液晶表示素子において、前記第１の基板の前記光入
射側に配置され入射する光を前記画素に対応させて集束
し、画素からの光を拡散する光路調整層を有することを
特徴とする反射型液晶表示素子を得るものである。

【００２０】さらに、第２の基板の反射機能が第２の基
板の表面に配置された反射板によるものである反射型液
晶表示素子を得るものである。

【００２１】さらに、液晶層と反射板との間に４分の１
波長板が配置された反射型液晶表示素子を得るものであ
る。

【００２２】さらに、光路調整層の光入射側の表面が凹
凸面である反射型液晶表示素子を得るものである。

【００２３】

【作用】本発明の構成の一例を図１に示す。

【００２４】本発明の液晶表示素子は、種々の方向から
素子に入射た外光を観察側基板手前で基板法線方向に屈
折集束させて液晶層に入射させ、かつ対向基板側の反射
板によって反射され再び液晶層を通過して出射される光
を拡散させる機能を設けたことを特徴とする。

【００２５】図１に示すように、観察側基板１１は液晶
セル１０の上基板を構成し、入射光Ｌｉを受けてこれを
液晶層１５に入射させる一方、液晶層１５を透過した反
射光Ｌｒを透過させて外部に出射するもので、ガラスの
透明基板で形成される。上基板１１のに入射光側の表面
に光路調整層３０を形成する。光路調整層３０は上基板
１１の上面側から低屈折率層（屈折率ｎ2 ）３０1 、高
屈折率（屈折率ｎ1 ）レンズ層３０2 、表面に微細な凹
凸面３０3Aを形成した低屈折率層（屈折率ｎ3）３０3
、凹凸面上に被着された高屈折率層（屈折率ｎ4 ）３
０4 からなる。ここに、ｎ1 、ｎ3 ＞ｎ2 、ｎ4 であ
る。

【００２６】レンズ層３０2 は入射光Ｌｉを基板法線方
向ｚに集束してセルの方向に向け、セル側から反射され
てきた光Ｌｒを拡散させるもので、液晶セルの画素ごと
に凸レンズ体３０2Aを形成し、凸レンズ面を画素に向け
レンズ中心が画素中心部にアライメントされている。

【００２７】低屈折率層３０3 の凹凸面は光を散乱させ
るためのものであり、高屈折率層３０4 とともに外光の
反射を防止し、セルの画素側からの光を拡散する。面の
表面荒さをサンドペーパの２０００、ピッチを１μｍ〜
３０μｍに設定する。さらに、観察側の上基板１１の他
の面には複数の画素を形成するＩＴＯの透明な上電極１
３がパターン形成され、さらに配向膜１６が塗布され
る。対向電極である下基板１２は上電極１３のに対向し
て画素を形成する下電極１４がパターン形成され、その
上に配向膜１７が塗布される。下基板１２の他の面には
４分の１波長板４１、鏡面反射板４０が張り付けられ
る。上下基板１１、１２は双方の電極１３、１４が対面
するようにスペーサで規定された間隙を形成するように
配置され、この間隙部分に染料分子１５1 の添加された
ネマティック液晶層１５が挟持される。

【００２８】図１のように、種々の方向から入射した光
Ｌｉは光路調整層３０の凹凸表面３０3Aに入射する。高
屈折率層３１4 があるため光反射が防止される。これに
より素子における表示の明暗制御に関係なく、光反射は
生じない。表面の凹凸形状によって、入射した光Ｌｉは
拡散光となり、レンズ層３０2 に入射する。

【００２９】ここで、拡散光は、凸レンズの機能によ
り、基板法線方向に屈折集束する。この結果、液晶層１
５には殆ど基板法線方向ｚからの角度で入射する。液晶
層１５を明状態に制御した場合、染料分子１５1 は、基
板法線方向ｚに長軸を揃えているので、前記液晶層に入
射した光Ｌｉは、殆ど吸収されずに液晶層を通過する。
また、従来の図１２に示す構成のＧＨモードに適用した
場合は、暗状態を染料分子を基板平面と平行に配列させ
ることによって得ているので、前記液晶層に入射した光
の一偏光成分は殆ど吸収される。このように、本発明の
液晶表示素子は、入射光に対して、明状態における液晶
層での光吸収を殆ど防止できる。また、図１２に示すＧ
Ｈモードの場合、暗状態における液晶層での光制御も理
想的（入射した光の一偏光成分を殆ど吸収）なものとで
きる。

【００３０】液晶層を下基板１２側から出射した光は、
反射板４０にて反射され、反射光Ｌｒとして再び液晶層
１５に入射し、前述した入射光同様殆ど吸収されないま
ま、液晶層１５を出射する．ここで、仮にこの状態のま
ま光Ｌｒが素子を出射すると素子の輝度は基板法線方向
ｚのみ高くなってしまうが、本発明の構造では再び前記
凹凸面３０3Aを通過するので、ここで再び光は拡散され
る。したがって、本発明の液晶表示素子は、液晶層−反
射板−液晶層を通過する時だけ光は基板法線方向に進
み、素子を出射するときは拡散されて出射する機能を有
することとなり、種々の観察方向において、種々の方向
から入射した光Ｌｉを、素子における光吸収を殆ど防止
して拡散反射させ反射光Ｌｒとすることができ、いわゆ
る視角依存性が無く、かつ明るい表示が得られることと
なる。

【００３１】図１においては、液晶層に入射する光を光
学的に凸レンズと同等の機能を有するレンズ層３０2 に
より基板法線方向に集束させるように屈折させたが、同
様の効果はレンズ層を一様な高屈折率層３０5 とするこ
とでも得られる。

【００３２】図２は液晶層１５に入射する光Ｌｉを基板
法線方向ｚに屈折させる機能として高屈折率層３０5 を
用いた場合の本発明の液晶表示素子の構造を示したもの
である。高屈折率層３０5 では空気より著しく屈折率の
高い薄膜を積層することにより、斜めから入射した光を
層の界面（入射側の界面）で、界面の法線方向に屈折さ
せ、前記光学的に凸レンズと同等の機能を有する層と同
様の作用を得る。

【００３３】また、本発明の液晶表示素子では、光を拡
散出射させる機能は前記レンズ層により得られるので、
反射板４０にあえて拡散反射機能を持たせることは必ず
しも必要でない。基板法線方向（反射板法線方向）ｚか
ら反射板４０に入射した光は正反射して、再び基板法線
方向に出射することが望ましいことは、前述した説明か
ら明らかであり、これらの点から前記反射板は鏡面反射
板（全反射する反射板）であることが望ましい。また、
図１２に示すＧＨモードの場合、液晶層の染料分子は検
光子の機能（暗状態を得るとき反射板にて反射し、４分
の１波長板にて直線偏光となった光を吸収する機能）を
果たしている。染料分子は基板平面と平行に配置してい
るので、この機能は光が基板法線方向に進む時、最も高
くなる。よって、本発明の液晶表示素子は、用いる反射
板を鏡面反射とするとさらに特性の向上が実現される。

【００３４】また、本発明の効果は前述したＧＨモード
のように基板法線方向での光吸収が他の方向より少ない
ものであれば、表示モードに間係なく得られるが、特に
暗状態での光吸収効果が高まる図１２に示す表示モード
に対して効果が大きい。

【００３５】以上本発明の液晶表示素子の発明の作用に
ついて説明したが、本発明の作用は、同様の機能を有す
る構造のものであれば、前述した構造のみに限らず同様
の効果を得ることはいうまでもない。

【００３６】また、本発明の液晶表示素子は、２色性染
料として、黒色染料を用いれば、白黒の表示が得られ、
カラー染料を用いれば、その染料の色と反射板の色の２
色表示が得られ、さらにカラーフィルターを用いること
により色再現性に優れたカラー表示が実現できる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て詳細に説明する。

【００３８】（実施例１）図１および図３に本実施例を
示す。基板１１、１２として０．７ｍｍ厚のガラス基板
を用い、一方の下基板１２に図３（ａ）、（ｂ）に示す
ようなＭＩＭ素子１８付き基板を作成した。図３（ａ）
は一画素の電極１４の形状を示し、、図３（ｂ）は有効
表示領域１２1 の形状を示す。画素数は４８０×３２０
である．この基板１２は観測側基板すなわち上基板１１
の対向基板として用いる。また、上基板１１として図３
（ｃ）、（ｄ）に示すＩＴＯストライプパターン電極１
３を形成した基板を作成した。ここで図３（ｃ）は一画
素に該当する電極１３のパターン形状を示し、図３
（ｄ）は、有効表示領域１１1 の形状を示す。

【００３９】こうして得られた２枚の基板１１、１２
に、配向膜１６、１７としてポリイミド材（商品名ＡＬ
一１０５１、（株）日本合成ゴム製）を有効表示領域１
１1 、１２1 に印刷、焼成し、図３に示す矢印方向１１
2 、１２2 にラビングして、しかる後、上基板に基板間
瞭材として粒径８μｍのスペーサ粒子（商品名ミクロバ
ールＳＰ、（株）積水ファインケミカル製）を散布密度
１００／ｍｍ²にて散布し、下基板の有効表示領域１２
1 周辺に５ｍｍ輻の開口部を設けた周辺シールパターン
をスクリーン印刷法にて形成した。ここで用いたシール
材料は１液性エポキシ樹脂（商品名ＸＮ−２１、三井東
圧化学（株）製）である。

【００４０】しかる後、前記２枚の基板１１、１２を電
極１３、１４面が対向するようにして重ね合わせて、基
板間隙が前記基板間隙材の粒径と等しくなるよう加圧し
ながら１８０℃で２時間焼成し、空セルを得た。しかる
後、前記空セルに液晶材料として正の誘電異方性を示す
ネマティック液晶材科（商品名ＺＬＩ−４８０１−１０
０，（株）メルクジャパン製）に黒色の染料１５1 （商
品名ＬＡ１０３／４、（株）三菱化成製）を２．０ｗｔ
％添加したものを減圧注入法にて注入し、前記周辺シー
ルパターンの開口部を紫外線硬化樹脂（商品名ＵＶ一１
０００、（株）ソニーケミカル製）にて封止して基板間
で液晶層１５を挟持し、本実施例の液晶表示素子に用い
る液晶セル１０を得た。

【００４１】しかる後、図１に示すように、４分の１波
長板４１、反射板４０を張り合わせた。ここで用いた反
射板４０はＡｌ蒸着タイプの拡散反射板であるＭタイプ
拡散反射板（（株）日東電工製）であり、４分の１波長
板４１は積層タイプの全波長域４分の１波長板（（株）
日東電工製）であり、それぞれ糊付きのものを用いた。

【００４２】こうして得られた液晶セルとは別に、液晶
セルの各画素毎に凸レンズの機能を得る光路調整層３０
を用意する。光路調整層３０として、各画素に対応した
位置にマイクロレンズ（レンズ層３１2 、屈折率１．
７）を有する厚さ２００μｍのマイクロレンズシート
（（株）日本電気硝子製）と、そのレンズ側の面上に、
ポリカーボネイトからなる低屈折率層（屈折率１．５）
３１3 の表面３０3Aに表面荒さ２０００の凹凸を設け、
さらにその表面に高屈折率層（屈折率２．３）３１4 の
反射防止膜を形成する。この膜はＧｅＯ2 を室温にて蒸
着したもので、透明であり、屈折率２．３、厚さ１０μ
ｍである。上記マイクロレンズシートはガラス層にその
厚み方向に窒化物をドーピングしてレンズ状の高屈折率
部分を形成したものである。

【００４３】この光路調整層３０を図１に示す構成とな
るよう前記液晶セルの上基板１１表面に、マイクロレン
ズシートの各凸レンズ中心が、液晶セルの各画素に対応
するよう位置合わせし張り合わせて本実施例の液晶表示
素子を得た。

【００４４】図４は本実施例の動作を説明するもので、
（ａ）に示すように暗状態では非偏光入射光Ｌｉが液晶
層１５を通過して、一方向直線偏光として４分の１波長
板４１を通過し、円偏光となり、反射板４０で反射され
た後、再び４分の１波長板４１を通過することにより偏
光方向が９０°ずれた直線偏光となるため、再び液晶層
１５を通過するときに吸収されて反射光として出射され
ない。

【００４５】一方、明状態では（ｂ）に示すように、液
晶層１５のゲストホスト染料分子を含む液晶分子配列が
基板法線方向に平行となり、入射光Ｌｉは偏光されず、
４分の１波長板４１、反射板４０を通しそのまま、反射
されるために、再び液晶層１５を通過しても吸収される
ことなく、反射光Ｌｒとして出射される。

【００４６】上記動作により光制御する本実施例の液晶
表示素子の反射率およびコントラスト比を図５に示す測
定装置で測定した。測定はサンプル４３の中央から法線
方向ｚの位置に距離３０ｃｍで輝度計４４を配置し、ほ
ぽ同程度の高さに前記法線方向と３０°の角度をなす方
向に図示するように３波長（可視光の赤、緑、青に発光
ピークをもつ）蛍光灯４２を２つ配置してサンプル部分
の照度が５８０ルクスとなるようにして、標準拡散板
（ＭｇＯ板）の輝度を測定し、この輝度を反射率１００
％とし、サンプルの反射率およびコントラストを測定し
た。液晶層への印加電圧が４Ｖとなるよう素子の全表示
画素のＭＩＭ素子に電圧を印加したところ、反射率は８
２％と極めて高い値が得られた。また、液晶層への印加
電圧が０Ｖと４ＶとなるようＭＩＭ素子を用いて全面
（全画素）に電圧を印加してコントラスト比を測定した
ところ、１６：１と極めて高い値であった。

【００４７】また、前記液晶表示素子に、１ライン置き
に白黒を反転させたストライプパターンと、３０画素×
３０Ｃ画素の正方形形状を黒表示させたパターンと、逆
に前記正方形形状を白表示させたパターンの３種のパタ
ーンを表示させ、これを正面から観察したところ、前述
した視差は殆ど気にならない程度のものであった。

【００４８】（比較例１）実施例１における液晶セル
に、前記光路調整層を設けない液晶表示素子を準備し
た。実施例１と同様にして、反射率とコントラスト比を
測定したところ、反射率は４５％と実施例１より低く、
コントラスト比も、８：１と実施例１より低い値であっ
た。

【００４９】また、実施例１と同様にして３種のパター
ンを表示させ、これを正面から観察したところ、１ライ
ン置きに白黒を反転させたストライプパターンでは、実
施例よりコントラスト比が低く見えた。これは、前述し
た視差により、明状態（白）とした画素は暗くなり、暗
状態（黒）とした画素は明るくなるためである。また、
正方形形状を黒表示させたパターンでは、正方形の周辺
に薄黒い影が表示されているように見えた。また、正方
形形状を白表示させたパターンでは、正方形の内側に薄
黒い影が表示されているように見えた。

【００５０】（実施例２）本実施例は、図２に示す光路
調整層３０5 を用いた。ポリカーボネイトフィルムの表
面に高屈折率層の反射防止膜を形成したもの（この膜は
ＧｅＯ2 を室温にて蒸着したもので、透明で屈折率２．
３、厚さ１０μｍの膜）を２枚用意し、屈折率が交互に
高低高低の４層フィルムになるように張り合わせ、光入
射側の面を凹凸面とした構成とする。この光路調整層３
０5 を図２に示すようにポリカーボネイト面と液晶セル
の上基板が対向するように張り合わせて本実施例の液晶
表示素子を得た。

【００５１】この液晶表示素子の反射率およびコントラ
スト比を実施例１同様にして測定した。液晶層への印加
電圧が４ＶとなるようＭＩＭ素子を用いて全面（全画
素）に電圧を印加して反射率は８０％と実施例１と同
様、極めて高い値であり、また、液晶層への印加電圧が
０Ｖと４ＶとなるようＭＩＭ素子を用いて全面（全画
素）に電圧を印加してコントラスト比を測定したとこ
ろ、１６：１と実施例１と同様、極めて高い値であっ
た。

【００５２】また、実施例１同様、前記液晶表示素子
に、１ライン置きに白黒を反転させたストライプパター
ンと３０画素×３０画素の正方形形状を黒表示させたパ
ターンと、逆に前記正方形形状を白表示させたパターン
の３種のバターンを表示させ、これを正面から観察した
ところ、前述した視差は殆ど気にならない程度のもので
あった。

【００５３】（実施例３）実施例１における反射板４０
としてガラス基板にＡｌを常温にて３０００Ａ（オング
ストローム）厚に蒸着した鏡面反射板を用いる以外、実
施例１と同様の材料、製法、条件にて本実施例の液晶表
示素子を得た。

【００５４】こうして得られた液晶表示秦子の反射率お
よびコントラスト比を実施例１、２と同様にして測定し
た。液晶層への印加電圧が４ＶとなるようＭＩＭ素子を
用いて全面（全画素）に電圧を印加して反射率は８６％
と実施例１、２以上に、極めて高い値であり、また、液
晶層への印加電圧が０Ｖと４ＶとなるようＭＩＭ素子を
用いて全面（全画素）に電圧を印加してコントラスト比
を測定したところ、２０：１と実施例１、２以上に、極
めて高い値であった。

【００５５】また、実施例１、２と同様、前記液晶表示
素子に、１ライン置きに白黒を反転させたストライプパ
ターンと、３０画素×３０画素の正方形形状を黒表示さ
せたパターンと、逆に前記正方形形状を白表示させたパ
ターンの３種のバターンを表示させ、これを正面から観
察したところ、前述した視差は殆ど気にならない程度の
ものであった。

【００５６】（実施例４）０．７ｍｍ厚のガラス基板を
上下基板に用い、対向基板である下基板１２に図６
（ａ）、（ｂ）に示すようなＴＦＴ素子１８付き基板を
作成した．図６（ａ）は一画素２０の下電極１４の形状
を示し、各電極１４にＴＦＴスイッチング素子１８が配
置される。図６（ｂ）は有効表示領域１２1 の形状を示
す。画素数は４８０×３２０である．また、観察側基板
である上基板としてＩＴＯべた電極を形成した基板を用
いた。

【００５７】こうして得られた２枚の基板に、配向膜
（商品名ＡＬ−１０５１、（株）日本合成ゴム製）を有
効表示領域に印刷、焼成し、下基板では図６（ａ）、
（ｂ）に示す方向にラビングし、上基板では図６
（ａ）、（ｂ）に示す方向と１８０°逆の方向にラビン
クして、しかる後、観察側基板に基板間瞭材として粒径
８μｍの間隙材（商品名ミクロパールＳＰ、（株）積水
ファインケミカル製）を散布密度１００／ｍｍ²にて散
布し、対向基板の有効表示領域周辺に５ｍｍ幅の開口部
を設けた周辺シールパターンをスクリーン印刷法にて形
成した。ここで用いたシール材料は１液性エポキシ樹脂
であるＸＮ一２１（三井東圧化学（株）製）である。

【００５８】しかる後、前記２枚の基板を電極面が対向
するようにして重ね合わせて、基板間隔が前記基板間瞭
材の粒径と等しくなるよう加圧しながら１８０℃で２時
間焼成し、空セルを得た。しかる後、前記空セルに液晶
材料として正の誘電異方性を示すネマティック液晶材科
（商品名ＺＬＩ−４８０１−１００、（株）メルクジャ
パン製）に、カイラル材（商品名Ｓ８１１、（株）メル
クジャパン製）を２ｗｔ％添加し、液晶組成物のへリカ
ルピッチが２μｍとなるようにして、これに黒色の染料
（商品名ＬＡ１０３／４、（株）三菱化成製）を２．０
ｗｔ％添加したものを減圧注入法にて注入し、前記周辺
シールパターンの開ロ部を紫外線硬化樹脂（商品名ＵＶ
一１０００、（株）ソニーケミカル製）にて封止し、本
実施例の液晶表示素子に用いる液晶セルを得た。

【００５９】本実施例では、液晶組成物のへリカルピッ
チが２μｍとなるようにすることにより、液晶層の液晶
分子および染料分子の分子配列がいわゆるプレーナー配
列（図９の分子配列）となるようにしたもので、液晶表
示モードとして、図９に示すＰＣ−ＧＨ型ＬＣＤを用い
たものである。

【００６０】こうして得られた本実施例の液晶表示素子
の反射率およびコントラスト比を実施例１と同様にして
測定した。液晶層への印加電圧が１４ＶとなるようＴＦ
Ｔ素子を用いて全面（全画素）に電圧を印加したところ
反射率は８２％となり、実施例１と同様、極めて高い値
となった。また、液晶層への印加電圧が０Ｖと１４Ｖと
なるようＴＦＴ素子を用いて全面（全画素）に電圧を印
加してコントラスト比を測定したところ、１６：１と実
施例１同様、極めて高い値であった。

【００６１】また、実施例１同様、前記液晶表示素子
に、１ライン置きに白黒を反転させたストライプパター
ンと３０画素×３０画素の正方形形状を黒表示させたパ
ターンと逆に前記正方形形状を白表示させたパターンの
３種のパターンを表示させ、これを正面から観察したと
ころ、前述した視差は殆ど気にならない程度のものであ
った。

【００６２】

【発明の効果】本発明により、明るく、コントラスト比
が高く、視差（パララックス）が少なく、低駆動竃圧で
あり、低消費電力である極めて優れた反射型液晶表示素
子が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一実施例を説明する一
部断面図

【図２】本発明の液晶表示素子の他の実施例を説明する
一部断面図

【図３】本発明の液晶表示素子の一実施例を説明するも
ので、（ａ）は下電極の平面図、（ｂ）は下基板の有効
表示領域の平面図、（ｃ）は上電極の平面図、（ｄ）は
上基板の有効表示領域の平面図

【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例の動作を説
明する略図

【図５】本発明の一実施例の特性を測定するための装置
を説明する略図

【図６】本発明の液晶表示素子の他の実施例を説明する
もので、（ａ）は下電極の平面図、（ｂ）は下基板の有
効表示領域の平面図

【図７】従来の液晶表示素子の一例を説明する一部断面
図

【図８】従来の液晶表示素子の他の例を説明する一部断
面図

【図９】従来の液晶表示素子の他の例を説明する一部断
面図

【図１０】従来の液晶表示素子の他の例を説明する一部
断面図

【図１１】従来の液晶表示素子の他の例を説明する一部
断面図

【図１２】従来の液晶表示素子の他の例を説明する一部
断面図

【符号の説明】

１０…液晶セル１１…上基板１２…下基板１３、１４…電極１５…液晶層１６、１７…配向膜３０…光路調整層４０…反射層４１…４分の１波長板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者羽藤仁神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光入射側に設けられ複数の画素を形成する
電極を有する第１の基板と、前記電極に対向する電極を
有し反射機能を備えた第２の基板と前記第１と第２の基
板を各電極が対向するように間隙を設けて配置し、この
間隙に配置されネマティック液晶に２色性染料を添加し
た液晶層とを具備した反射型液晶表示素子において、前
記第１の基板の前記光入射側に配置され入射する光を前
記画素に対応させて集束し、画素からの光を拡散する光
路調整層を有することを特徴とする反射型液晶表示素
子。
【請求項２】第２の基板の反射機能が第２の基板の表
面に配置された反射板によるものである請求項１記載の
反射型液晶表示素子。
【請求項３】液晶層と反射板との間に４分の１波長板
が配置された請求項２記載の反射型液晶表示素子。
【請求項４】光路調整層の光入射側の表面が凹凸面で
ある請求項１記載の反射型液晶表示素子。