JPH09258217A - 反射型液晶表示装置 - Google Patents

反射型液晶表示装置

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JPH09258217A
JPH09258217A JP8068643A JP6864396A JPH09258217A JP H09258217 A JPH09258217 A JP H09258217A JP 8068643 A JP8068643 A JP 8068643A JP 6864396 A JP6864396 A JP 6864396A JP H09258217 A JPH09258217 A JP H09258217A
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高和 福地
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俊一 物袋
Osamu Yamazaki
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の反射型液晶表示装置において、基板上
の電極による反射光と、基板裏に設けられた反射体によ
る反射光との光路差により表示画面の二重写りが発生す
る。 【解決手段】 基板表面にアルミニウム等の金属により
反射体3を形成し、その反射体表面に透明絶縁膜5を形
成し、その透明絶縁膜上に電極を形成する導電膜を設け
ることにより反射基板を構成した。この反射基板と透明
導電膜2bを設けた透明基板1とを相対向させてなる間
隙に液晶材料7を配置することで反射型液晶表示装置を
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置のう
ち、反射板を用いて入射光を反射させることにより表示
を実現させる反射型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】反射型液晶表示装置(反射型LCD)
は、透過型液晶表示装置(透過型LCD)と異なり表示
装置自体に発光源を有しておらず、周囲環境から受光す
る光をどれだけ有効に活用するかが明るさという表示性
能の良否を決定する。通常、腕時計・電卓・電子辞書等
に用いられている表示装置は、TN(ツイステッドネマ
チック)LCDと呼ばれ、液晶セルの上下の基板に偏光
板および反射板が張り付けられている。すなわち、図3
に示すように液晶層7を介して両側に配置された透明基
板1のそれぞれ外側に偏光板4が配置され、そのいずれ
か一方に反射板3が配置された構成になっている。この
2枚の偏光板の使用により表示画面の明るさは入射光の
約半分に減少することとなり、表示面が暗くなる。
【0003】これを解決するためにSTN−LCDで
は、偏光板を一枚にして明るくする方法も検討された。
これは、液晶と位相差フィルムの△nd(リターデーシ
ョン)や光学軸の角度・偏光板の角度等を調整すること
で実現できるが、明るさの改善という点では不十分であ
った。
【0004】また、近年、偏光板を必要としない新しい
表示方式が検討されている。その代表例としてポリマー
ネットワーク液晶(PN−LC)型表示方式が揚げられ
る。これは、紫外線によって架橋反応を起こし重合する
高分子樹脂と通常用いられているTN液晶とを混合分散
させた新しい液晶材料を用いた表示方式(PN−LC
D)である。
【0005】PN−LCは、UV重合性高分子樹脂とT
N液晶を適度の配合で混合分散させた場合に、UV照射
時に高分子がネットワークを形成すると同時に配合され
ているTN液晶がポリマーネットワーク中に均一に分散
されて、ポリマーとTN液晶のそれぞれの機能が合わせ
持った性質を有するようになる。ポリマーネットワーク
とTN液晶の屈折率の差を利用して、入射光を散乱させ
る光散乱モード型の表示素子である。従来のTN−LC
Dで使用されていた偏向板を不要とするだけなく、配向
膜も必要としないため光損失が極めて少ない。そのため
表示が明るく、製造工程も簡素になり低価格化が可能に
なるという利点を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した偏光板を使用
した従来の反射型液晶表示装置は、図3に示したように
液晶層7を介して両側に配置された透明基板1のそれぞ
れ外側に偏光板4が配置され、そのいずれか一方に反射
板3が配置された構成になっている。入射した光が上下
2枚の偏光板を2回ずつ通過するので最終的に得られる
反射光は大きく減衰されて、表示面は暗くなるという問
題を有している。
【0007】また、偏光板を使用した反射型液晶表示装
置においては、図3のB、B’で示すように、透明電極
2aで表示される画像は、入射光Aが透明電極2aの表
面で散乱されて外部に出る散乱光Bと、反射板3により
反射されて外部に出る反射光B’とで二重に見える、と
いういわゆる映り込み現象の発生が避けられない。この
映り込みによる表示品位の低下は、反射板3側の透明基
板1の厚みを薄くする方法や反射板3側の透明電極2a
に液晶7と屈折率が近い値の薄膜を形成する方法等で検
討されてきているが改善効果は不十分でありなお課題に
なっている。
【0008】また、偏光板を使用するTN−LCDやS
TN−LCDの表示が暗くなるという欠点を改善するた
めに提案されたPN−LCDでは、図3の偏光板4及び
配向膜8を除いた構成になり、2枚の偏光板がない分だ
け明るい表示が得られる。しかし、表示の二重に見える
映り込みの課題は上述と同様である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために液晶を介して2枚の導電性薄膜パターンを
有した透明基板とそのいずれか一方に反射板を用いて反
射光で表示する反射型表示装置において、反射板を液晶
と隣接する透明基板の内面に形成することを特徴にした
ものである。
【0010】特に本発明は、反射板の構成を以下のよう
にしたことを特徴としている。透明基板表面に光反射性
材料としての金属薄膜あるいはその酸化物や畜光塗料等
の畜光性材料を形成し、その上に透明性絶縁膜を形成す
る。さらに、絶縁膜の上に透明電極膜を形成した後所望
のパターンを形成する。このように、金属膜等−絶縁膜
−透明電極膜の3層にした反射板の構造を有している。
また、第3層目の透明電極膜を金属膜に置き換えた構造
すなわち、金属膜等−絶縁膜−金属薄膜電極の3層構造
の場合も本発明に属したものである
【0011】
【発明の実施の形態】図3に示すように入射光Aは、液
晶層7と透明電極2aの界面で後方に反射する光束B
と、光反射体3の表面を境にして透明基板1の厚さ分t
だけ下に写った透明電極8の虚像からの光束B’とによ
り、反射光を観測する人(すなわち、表示画面を見る
人)には二重に見えることになる。この場合、光束Bと
光束B’との距離nは次の式(1)で表される。
【0012】 n=2×t×tanθ 式(1) ここでtは透明基板1、透明電極2aおよび偏光板4の
総厚、θは入射光Aと透明基板1の垂線とのなす角度
(いわゆる入射角)であると同時に人が表示画面を見る
場合の視角でもある。ただし、透明電極は基板に比べ薄
いのでここでは無視する。
【0013】本発明では図1に示すように、このnの値
を小さくするために反射体3を透明基板1の内側に配置
した。この結果、入射光Aが各界面で反射する光束Bお
よび光束B’との距離mは次の式(2)のようになる。 m=2×f×tanθ 式(2) ここでfは透明絶縁膜5の厚みとなる。
【0014】したがって、反射光が二重に見える度合い
は次の式(3)で表される=mの大きさだけ改善され
る。すなわち、絶縁膜の厚みが透明基板の厚みよりも薄
ければ薄いほど改善効果は大きくなる。 Δ=m=(n−m)=2(t−f)×tanθ 式(3) また、反射体3に金属膜を用いると金属表面での後方散
乱が極めて大きく、明るい表示面を得ることが可能にな
る。後方散乱の最も大きい金属は銀であり、可視光領域
で約130%に達するが、アルミニウムやパラジウムも
かなり大きい。金、ニッケル、クロム等はそれぞれ固有
の金属光沢色を有している。
【0015】アルミニウムやニッケル等の金属表面を酸
化して表面状態を変えた場合も正反射光が減少して散乱
光を含んだ固有の金属色が得られる。さらに、金属表面
を化学エッチング等の方法で金属表面に凹凸を形成する
ことにより散乱光を増加させ正反射光を減少させること
も可能である。
【0016】また、光反射体3に畜光塗料等の畜光性材
料を用いることで、周囲環境の明るい時にこの光反射体
3に光を当て畜光しておくことにより、暗い周囲環境下
に変化した場合にも反射体3が自ら発光して明るい表示
面を実現する。
【0017】
【実施例】本発明による実施例を図1、図2を用いて説
明する。 (実施例1)本発明による第1の実施例である反射型液
晶表示装置を図1に示す。図1は、反射型液晶表示装置
の断面模式図であり、パターニングされた透明電極2b
が設けられた相対向する一対の透明ガラス基板1が一定
の間隙に保持され、この間隙にSTN液晶材料7が封入
されている。ここで、一方の透明ガラス基板上にはアル
ミニウム金属膜からなる光反射体3と、この光反射体3
上に設けられた絶縁性の透明樹脂層5を有している。
【0018】光反射体3であるアルミニウム金属膜は、
一般に広く用いられているスパッタリング法によりピン
ホールが発生しないように0.20μmの膜厚に形成し
た。ガラス基板1表面のアルミニウムは金属光沢を有す
るスパッタリング条件で成膜した。このアルミニウム金
属膜の光反射効率は、可視光領域ではほぼ90%を超え
る明るいものである。8は配向膜である。
【0019】絶縁膜5は、アルミニウム金属膜の効率良
い分光反射率を減衰させないように、90%を超える分
光透過率を有し、可視光領域での透明度の高い材料(新
日鐵化学製V・259−PA)を選択した。この絶縁膜
5の膜厚は、表示装置に電圧を印可した時に反射板3の
金属膜の影響を受けないように、0.5μm以上必要で
あることがわかった。また、絶縁膜5を成膜するときの
経済性や作業性を考慮すると10μm以下であることが
好ましい。
【0020】透明導電膜2aは、スパッタリング法や蒸
着法で成膜されるインジウムに少量の錫を混ぜた合金の
酸化物でITOと呼ばれ広く使われているものである。
そのITOの抵抗値は必要に応じて自由に調整できる
が、本実施例では、透明導電膜2a,2bとも20Ω/
□のシート抵抗にした。
【0021】このような構成で製作された反射型セルに
STN(スーパーツイステッドネマテック)液晶7を封
入して、図1に示すような本発明の反射型液晶表示装置
を作成したところ二重映りがない明るい表示性能を示し
た。このときの表示における二重映りmの大きさは、図
1に示したように絶縁膜5の厚みが1μmと薄いので、
人が見る角度をθとすると、次の式で表せる。
【0022】 m=2×0.001×tanθ (mm) この値の大きさは、反射体3が厚さ1mmの透明ガラス
基板1の外側にある従来の反射型液晶表示装置の場合に
比べて1000分の1に相当する。ここで、反射体3の
金属の種類はアルミニウムに限定されるものではなく、
基本的にはどんな金属でも使用可能である。表示色のア
レンジメントや明るさ及び工業的な経済性等を考慮すれ
ばアルミニウムの他に金、銀、ニッケル、クロム等が好
ましい。また、アルミニウム等の金属によっては表面を
酸化させることによって正反射光を減少させて、散乱光
によりの金属光沢とは異なった反射表面を作り出すこと
も可能である。
【0023】(実施例2)図2を用いて他の実施例につ
いて具体的に説明する。図2は、本発明をポリマーネッ
トワーク液晶を用いた反射型液晶表示装置に適応した場
合を示す断面模式図である。
【0024】1は透明ガラス基板、2は透明電極、3は
畜光材料、5は透明絶縁膜、7はポリマーネットワーク
液晶(PN−LC)、6は金属の導電性電極である。畜
光材料3は、照明や昼光等により紫外線を吸収してその
エネルギーを利用して自ら発光する(残光と言われてい
る)材料である。一般に、硫化亜鉛ZnSの中に銅を少
量加えた化合物が広く使われているが、本発明では、畜
光性の良好なストロンチウムアルミネートSrAl2O4
を母体結晶にして希土類元素を添加した材料(根本特殊
化学製)を用いた。この畜光材料はスクリーン印刷等で
塗布するが、主に数十μmの粉体とバインダー樹脂とで
構成されているため表面の凹凸がランダムに形成され、
光を適度に散乱する。
【0025】透明絶縁膜5は、実施例1と同一のV・2
59−PAを用いたが、表面を平滑にするため膜厚を1
0μmにした。PL−LC7は、前述したように紫外線
により架橋重合する高分子樹脂とTN液晶を混合分散さ
せたものである(大日本インキ製PSI−100
8))。
【0026】金属性導電電極6は、実施例1と同様にス
パッタリング法によりアルミニウムを0.20μm成膜
した後フォトリソグラフィー法でパターニングした。こ
のような構成で製作された反射型セルにPN−LCを封
入して、図2に示すような本発明の反射型液晶表示装置
を作成したところ、実施例1と同様に二重映りがない明
るい表示性能を示した。
【0027】ここで金属性導電電極6は、アルミニウム
に限らず所望の色調や明るさに応じて幅広く選択するこ
とができる。本発明では、アルミニウムの他に金、銀、
ニッケル、クロム、パラジウム等が推奨できる。また、
実施例1の反射体3と透明電極2aとSTN液晶7、実
施例2の反射体3と金属性導電電極6とPN−LC7の
組み合わせ方は、それぞれどの構成にも組み合わせるこ
とが可能であることを付け加えておく。
【0028】
【発明の効果】本発明の反射型液晶表示装置は、従来の
ものに比べて次の効果がある。 (1)反射体3が透明基板1の内側に設けられているこ
とにより、表示画像の二重映りが格段に減少し、極めて
鮮明で見やすい表示画像が実現できる。
【0029】(2)同様に反射体3を透明基板1の内側
に設けたことにより、反射型液晶表示装置に入射した光
が往復で2回分透明基板1を通過することがなくなるた
めに、散乱等による反射光のロスが減少して明るい表示
面を得ることができる。 (3)反射体3に畜光性材料を設けることにより、周囲
環境が暗く変化した状況下でも明るい表示画像を得るこ
とができる。
【0030】(4)導電層6に金属を用いることによ
り、反射型液晶表示装置に入射した光の反射効率がより
大きくなり、表示面をより明るくすることができる。さ
らに、反射板3と金属性導電膜6との金属の種類を変え
ることにより表示画素と非表示画素との色調や明暗を変
えることができ、表示画面の多様な種類の外観を作り出
すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す反射型液晶表示装置の
断面図。
【図2】本発明の他の実施例を示す反射型液晶表示装置
の断面図。
【図3】従来の技術の実施例を示す反射型液晶表示装置
の断面図。
【符号の説明】
1 透明基板 2a,2b 透明電極 3 反射体 4 偏光板 5 絶縁膜 6 金属性導電膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修平 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコー電子工業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極が設けられた透明基板と、該透明基
    板に対向し電極及び反射板を有する基板との間に、液晶
    表示材料を挟持した反射型表示装置において、前記基板
    上に形成された光反射体と、前記光反射体の上に設けら
    れた透明絶縁膜と、前記透明絶縁膜上に形成された導電
    性薄膜と、を備えることを特徴とする反射型液晶表示装
    置。
  2. 【請求項2】 前記光反射体がアルミニウム・金・銀・
    ニッケル・クロム・パラジウム等の金属あるいはその酸
    化物のうちのいずれか一つ以上を含むことを特徴とする
    請求項1記載の反射型液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記光反射体が畜光塗料等の畜光性材料
    であ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。
  4. 【請求項4】 前記透明絶縁膜の厚みが0.5μm以上
    10μm以下であ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。
  5. 【請求項5】 前記導電性薄膜が金属性導電膜であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013152529A1 (zh) * 2012-04-13 2013-10-17 深圳市华星光电技术有限公司 反射器的形成方法及使用该方法制备的反射式液晶显示器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013152529A1 (zh) * 2012-04-13 2013-10-17 深圳市华星光电技术有限公司 反射器的形成方法及使用该方法制备的反射式液晶显示器

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