JPH09297304A - 反射型液晶表示素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型かつ低駆動電圧である反射型液晶表示素
子では、明るくかつ高コントラストであるといった優れ
た視認性が得られ難く、明るくかつコントラストにも優
れた素子の開発が期待されている。 【解決手段】 透明基板１ａ，１ｂとで、液晶層６が挟
持されており、透明基板１ｂの液晶層６側には、表示電
極を兼ねた鏡面反射板２と配向膜３ａとが順に形成さ
れ、透明基板１ｂの液晶層６側には、散乱板４、透明電
極５、配向膜３ｂが順に形成されている。液晶層６は、
液晶材料に多色性色素とカイラル剤を混入したＧＨ液晶
からなり、多色性色素により吸収を有すると共に、自発
的にねじれ構造も有し、配向膜３ａ，３ｂのラビング方
向により、透明基板１ａ，１ｂ間でねじれ配向されてい
る。そのねじれ角は１４０度〜２４０の範囲をとる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶セルの背面に
バックライト等の外部光源を持たない反射型液晶表示素
子、及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＧＨ（ゲストホスト）方式は、表
示モードのなかで、コントラストよりも明るさを優先さ
せた表示モードであるため、反射形液晶表示素子に利用
されてきた。そして、低いコントラストを高くする改良
が成された第１の改良型として、図１７に示す反射型液
晶表示素子がある。

【０００３】該液晶表示素子は、第２１回液晶討論会講
演予稿集（ｐ３２０〜３２１）に開示されたもので、対
向配置された透明な上基板１１２ａと下基板１１２ｂと
の間に、ＧＨ液晶層１１１を挟持し、上基板１１２ａの
液晶層側には、透明電極１１３、光拡散層１１４、配向
膜１１５ａが順に形成され、下基板１１２ｂの液晶層側
には、鏡面性を有する反射電極１１６、λ／４層１１８
の配向膜１１７、λ／４層１１８、配向膜１０５ｂが順
に形成されており、ＧＨ液晶層１１１の液晶分子は平行
配向されている。したがって、この構成では、ＧＨ液晶
層１１１で吸収されなかった偏光がλ／４層１１８と平
坦な反射電極１１６とを通過することによって、再び液
晶層に吸収されるようになるので、コントラストが幾分
向上する。

【０００４】また、第２の改良型として、透過型の液晶
層をπから２πラジアンにねじる技術が特開昭５９−２
８１３０号公報に開示されている。

【０００５】一方、ＥＣＢ（電圧制御複屈折）モード
は、偏光板を使用するため、高いコントラストが得られ
るが、その分明るさが低下する。偏光板の枚数を１枚に
して明るさの改良を図ったものとして、図１８に示す反
射型液晶表示素子がある。該液晶表示素子は、ＡＭ−Ｌ
ＣＤ９５（Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ＴｅｃｈｎｉｃａｌＰ
ａｒｅｒｓ，１９９５年，ｐ２７〜３０）に開示された
もので、対向配置された透明な上基板１０２ａと下基板
１０２ｂとの間に、液晶層１０１を挟持し、上基板１０
２ａの液晶層側には透明電極１０３が形成される一方、
下基板１０２ｂの液晶層側には電極を兼ねた鏡面反射板
１０６が形成され、さらに、上基板１０２ａの外面側に
は、偏光板１０４と散乱板１０５とが順に形成された構
成である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな反射型液晶表示素子やその改良型が提案されている
が、明るさとコントラストとの最適化が不十分であった
り、視差が生じたりし、また、特に、カラーフィルター
を搭載させてカラー表示を行うことは全く不可能である
といった問題があった。

【０００７】即ち、ＧＨ方式の第１の改良型で使用され
たλ／４板は、波長特性がなく、波長によっては、λ／
４条件が満足されず、可視光全般にわたってコントラス
トを向上させるには至らなかった。このため、表示した
ときのコントラストが不十分という問題が生じていた。

【０００８】さらに、ＧＨ方式の第２の改良型として液
晶層をねじる技術は、透過型について開示された技術で
ある。しかも、この技術による作用効果は、光学特性で
はなく、閾値付近の急峻性を向上させる効果として開示
されている。したがって、反射型として設計する場合、
透過型の数値範囲をそのまま、或いは単純な計算方法で
転用することが不可能であった。それは、以下の二つの
理由による。

【０００９】 特開昭５９−２８１３０号公報では、
ねじれ角度がπから２πラジアンにすることを開示して
いるが、この数値範囲内でねじれ角と明るさとの関係を
開示していない。透過型では、明るさが少々劣っていて
もバックライトに頼れるが、反射型は明るさの確保が第
１条件となり、明るさを少しでも多く確保するための検
討が必須となる。

【００１０】 反射型の光学特性は透過型のそれから
単純計算（例えば、透過型液晶表示素子の１／２倍な
ど）で導き出せるものではない。透過型液晶表示素子の
液晶層は連続的であるのに対し、反射型は、液晶層が二
つに分離しており、これらの間には、反射板に相当する
反射面が存在する。このため、液晶層が平行配向の場合
は、数学的に液晶層の厚みを数倍した単純計算で置き換
えられるが、ねじれ配向の場合は、ねじれに対する旋光
分散や楕円偏光の位相変換などを考慮しなくてはならな
い。特開昭５９−２８１３０号公報には、反射型の素子
構成は開示されているが、反射型のねじれ配向の光学特
性については開示されておらず、透過型液晶表示素子の
最適パラメーターから、自明で類推し得るものではな
い。

【００１１】また、ＥＣＢモードの上記改良型では、明
るさと視野角との改善が図られているものの、ガラス等
からなる基板を通過してから偏光板と散乱板とを通過す
るため、視差が大きくなるという問題が生じていた。

【００１２】本発明の反射型液晶表示素子は、上記の課
題に鑑みて成されたものであり、反射型液晶表示素子に
的を絞り込んで各条件の最適化を図ることで、より明る
くよりコントラストに優れた反射型表示素子を提供する
ことにある。さらに、カラーフィルターを搭載させ、多
色カラー表示が可能な反射板液晶表示素子を実現するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項１に記載の反射型液晶表示素子
は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基
板に挟持された多色性色素を含有する液晶層と、該液晶
層に電圧を印加するための電極と、上記一対の基板のう
ちの透明な基板と液晶層との間に配された散乱層と、上
記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶層
との間に配された平坦な反射面を有する反射層とを備
え、上記液晶層にはカイラル剤がさらに添加されて液晶
分子が一対の基板の表面に対して垂直な螺旋軸を中心に
ねじれており、一対の基板の一方から他方に至る液晶分
子のねじれ角が１４０度以上２５０度以下の範囲にある
ことを特徴としている。

【００１４】液晶分子の配向を上下の基板間でねじった
構造のＧＨ方式においては、光は、その偏光面を回転さ
せながら液晶層を通過する。その際に、多色性分子によ
る光の吸収が生じる。このことにより偏光板を用いなく
とも、電圧無印加時（正の誘電率異方性のＧＨ液晶の場
合）に十分な光吸収が得られる。

【００１５】そこで、本発明者らは、反射型により適し
た、より明るい表示を実現するために、液晶分子のねじ
れ角と明るさについて詳細な検討を行った。その結果、
電圧印加状態（オン状態）の明るさに対して、前記特開
昭５９−２８１３０号公報の開示内容のねじれ角の範囲
が必ずしも最良ではなく、オン状態の明るさは、ねじれ
角に大きく依存することがわかった。さらに、発明者ら
が検討したねじれ角の中でも最も明るく、ヒステリシス
を生じない、最適なねじれ角が存在することを見い出し
た。

【００１６】図７に、液晶の電圧印加時の光の反射率の
ねじれ角依存性を示す。印加電圧は全てのねじれ角にお
いて一定にした。図７に示されるように、ねじれ角を変
化させることにより電圧印加時の反射率が変動すること
がわかる。このうち、ねじれ角が約０度と約１８０度付
近に反射率が最も高くなる領域が存在し、１４０度〜２
５０度の領域のねじれ角でＧＨ液晶を作製すれば最も明
るい表示が得られることがわかった。

【００１７】このような検討の結果、請求項１の構成で
は、ＧＨ液晶層の液晶分子を、一対の基板の一方から他
方に至るねじれ角が１４０度以上２５０度以下の範囲で
ねじれ配向させている。この範囲であれば、光の偏光面
の回転が液晶分子の配向変化に追随できないため、十分
な光吸収がおこる。この光吸収には、波長特性の違いが
ないため、可視光全般にわたって光吸収が行われる。こ
れにより、ねじれＧＨ方式における、より反射型に適し
た、明るくかつコントラストも良好なものとなる。

【００１８】しかも、請求項１の構成によれば、視差の
ない内付けの反射層として、平坦な反射面を有する反射
層が用いられているので、設定通りのねじれ角に液晶分
子を容易に配向させることが可能となり、設定ねじれ角
やセル厚の僅かなずれ等により表示ムラが生じるような
こともない。尚、配向を容易にする、平坦な反射面を有
する反射層を用いても、拡散層が反射層とは液晶層を挟
んで配されているので、この拡散層により、視野範囲を
広く確保できるため、視野角が狭められる等の虞れもな
い。

【００１９】本発明の請求項２に記載の反射型液晶表示
素子は、請求項１の構成において、上記反射層と液晶層
との間に、１／４波長層が配されていることを特徴とし
ている。

【００２０】これによれば、請求項１の構成にさらに１
／４波長層が反射層上に設けられるので、電圧無印加
（正の誘電率異方性のＧＨ液晶の場合）の暗表示におい
て、液晶層を通過する際に多色性色素に吸収されなかっ
た光も、反射後再び液晶層を通過する際に吸収されるよ
うになる。つまり、液晶層を通過する際に多色性色素に
吸収されなかった光は、１／４波長層を通過することで
円偏光に偏光され、反射層で偏光が保存された状態で反
射される。そして、再び１／４波長層を通過するとき
に、９０度回転された直線偏光となり、多色性色素に吸
収される。そのため、暗表示がより良好となり、反射光
強度は入射光強度に比較して非常に小さくなり、コント
ラストのさらなる向上が図れる。しかも、平坦な反射面
を有する反射層であるので偏光を保存でき、このような
偏光を保存する必要のある構成において、理想的な動作
が期待できる。

【００２１】本発明の請求項３に記載の反射型液晶表示
素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対
の基板に挟持された光学的に複屈折を示す液晶層と、該
液晶層に電圧を印加するための電極と、上記一対の基板
のうちの透明な基板と液晶層との間に配された散乱層
と、該散乱層と液晶層との間に配された偏光子と、上記
一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶層と
の間に配された平坦な反射面を有する反射層と、該反射
層と液晶層との間、又は液晶層と上記偏光子との間の何
れかに配された位相差層とを備えたことを特徴としてい
る。

【００２２】ＥＣＢモードと位相差層と、１枚の偏光子
を組み合わせた液晶セルでは、液晶層に印加する電圧を
制御して、位相差層と液晶層との見かけ上のリタデーシ
ョンを１／４波長条件と０とに設定し、この値を切り換
えることで、明表示・暗表示を行うため、偏光が保存さ
れないと、液晶層を通過する光のリタデーションが設定
された値から大きくずれることとなるが、これによれ
ば、反射層は平坦な反射面を有するので、反射層では偏
光が保存され、液晶層を通過する光のリタデーションが
設定された値から大きくずれることはない。即ち、リタ
デーションと反射率との関係において、最大値・最小値
を使用した明表示・暗表示とが可能となるため、明るさ
とコントラストの向上が図れることとなる。尚、平坦な
反射面を有する反射層を用いても、拡散層が反射層とは
液晶層を挟んで配されているので、この拡散層により、
視野範囲を広く確保できるため、視野角が狭められる等
の虞れもない。

【００２３】そして、この場合、偏光子、拡散層を液晶
セル内に設け、かつ、偏光子の基板側に拡散層を配し、
偏光子より液晶層側に位相差層を配するように設計した
ので、各層の機能が効果的に得られると共に、視差のな
い、高精細な表示を実現できるものとなる。

【００２４】本発明の請求項４に記載の反射型液晶表示
素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対
の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電圧を印加す
るための電極と、上記一対の基板のうちの透明でなくと
もよい基板と液晶層との間に配された反射層と、１／４
波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す複屈折層と
を備え、該複屈折層の光学的なリタデーションが、赤、
緑および青の画素ごとに色の有する波長に応じて変えら
れていることを特徴としている。

【００２５】１／４波長板の１／４波長の条件、及び位
相差板と液晶層との見かけ上のリタデーションの補償条
件も、色の有する波長により当然異なる。したがって、
請求項４に係る発明のように、画素毎にその画素に対応
した色に応じてリタデーションを変えることで、カラー
表示を行ったとき、より十分なコントラストが得られ、
色再現性の向上が図れる。

【００２６】本発明の請求項５に記載の反射型液晶表示
素子の製造方法は、少なくとも一方が透明な一対の基板
と、該一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電
圧を印加するための電極と、上記一対の基板のうちの透
明でなくともよい基板と液晶層との間に配された反射層
と、１／４波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す
複屈折層とを備え、該複屈折層の光学的なリタデーショ
ンが、赤、緑および青の画素ごとに色の有する波長に応
じて変えられている反射型液晶表示素子の製造方法であ
って、上記複屈折層の作製にあたり、複屈折層となる材
料層の膜厚を赤の波長に応じたリタデーションを有する
ように調整した後、青の画素部分のみを、緑の波長に応
じたリタデーションを有する膜厚と青の波長に応じたリ
タデーションを有する膜厚の差分だけエッチングし、そ
の後、緑と青の各画素部分を、赤の波長に応じたリタデ
ーションを有する膜厚と緑の波長に応じたリタデーショ
ンを有する膜厚の差分だけエッチングすることを特徴と
している。

【００２７】これによれば、赤、緑および青の画素ごと
に色の有する波長に応じて変えられている複屈折層を、
色毎に別々に作製する場合よりも少ない工程数で作製す
ることができるので、請求項４に記載のカラー表示可能
な反射型液晶表示素子の製造工程を簡素化できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】

〔実施の形態１〕本発明の実施の一形態を、図１ないし
図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２９】図１に、本実施の形態の反射型液晶表示素
子の構成を断面図にて示す。図１に示すように、液晶表
示素子は、ＧＨ（ゲストホスト）液晶セル６１とこのＧ
Ｈ液晶セル６１に接続された変調制御手段５０とから構
成されている。

【００３０】ＧＨ液晶セル６１は、所定の間隔で対向し
て配された一対の透明基板１ａ，１ｂを有しており、こ
のうち、光反射側となる１ａについては、透明でなくて
もよい。透明基板１ａにおける透明基板１ｂとの対向面
には、平坦な反射面を有し偏光を保存し得る反射層で、
かつ表示電極でもある鏡面反射板２が設けられ、さらに
その上には液晶分子の配向方向を制御するための配向膜
３ａが形成されている。また、透明基板１ｂにおける透
明基板１ａとの対向面には、光を散乱させる散乱板（散
乱層）４が設けられ、さらにその上には透明電極５、液
晶分子の配向方向を制御するための配向膜３ｂが同順に
形成されている。そして、上記配向膜３ａ，３ｂ間に
は、多色性色素とカイラル剤とを混入したＧＨ液晶層６
が挟持されている。ＧＨ液晶層６は、多色性色素により
吸収を有すると共に、カイラル剤が添加されているため
自発的なねじれ構造も有している。

【００３１】変調制御手段５０は、上記ＧＨ液晶セル６
１における鏡面反射板２及び透明電極５に接続されてお
り、鏡面反射板２と透明電極５との間に印加される電圧
による外場である電界でＧＨ液晶層６の配向状態を制御
し、反射光の光強度を変調制御するようになっている。

【００３２】次に、上記構成を有する液晶表示素子のＧ
Ｈ液晶セル６１の製造方法の一例を説明する。透明基板
１ａ，１ｂとしては、厚みが１．１ｍｍの商品名７０５
９ガラス基板（コーニンググラスワークス社製）を使用
する。透明基板１ａとなるガラス基板上に、アルミをス
パッタ法によって形成し鏡面反射板２を形成する。もう
一方の透明基板１ｂとなるガラス基板上には、表面に熱
硬化性の樹脂に直径３μｍのプラスチックビーズを分散
させ、これをスピンコート法によって均一な膜厚になる
ように形成し、その後焼成して硬化することで膜厚８μ
ｍの散乱板４を形成する。そして、さらに散乱板４上
に、ＩＴＯ膜をスパッタ法により成膜し透明電極５を形
成する。

【００３３】次に、透明基板１ａにおける鏡面反射板
２、及び透明基板１ｂにおける透明電極５の上に、商品
名ＳＥ−１５０ポリイミド（日産化学社製）膜をスピン
コート法により均一に形成し、焼成後ラビングを施し、
配向層３ａ，３ｂを形成する。ラビング方向は、上下の
基板間で２４０度ねじれた液晶分子の配向を実現できる
ように設定する。

【００３４】次に、透明基板１ａ，１ｂの両方、或いは
一方に、液晶層６の間隔を一定に保つための図示しない
直径５μｍのグラスファイバースペーサ（日本電気硝子
社製）を散布し、液晶封止層として直径５．３μｍのグ
ラスファイバースペーサを混入した接着性シール材をス
クリーン印刷する。その後、透明基板１ａ，１ｂの配向
膜側を貼り合わせる。

【００３５】その後、透明基板１ａ，１ｂ間に、真空脱
気によりＧＨ液晶層６となる液晶を注入し、これにてＧ
Ｈ液晶セル６１が作製される。

【００３６】本実施の形態の場合、透明基板１ａ，１ｂ
としてガラス基板を用いたが、石英やプラスチック基板
等も使用できる。また、上記散乱板４の膜厚を８μｍと
したが、膜厚はこれに限定されるものではなく、多数回
スピンコートを行うことでさらに厚い膜の作製が可能で
あり、散乱強度を強くできる。また、散乱板４の作製手
法も上記の手法に限定されるものではなく、例えばホロ
グラムを用いた手法等を用いることができる。

【００３７】また、ＧＨ液晶層６の厚さ（セル厚）を５
μｍに設定したが、特にこの値に制限するものではな
く、十分な可視光の吸収が得られ、印加電圧に対する実
用的な応答速度が得られる厚さであれば良く、通常はｌ
〜２０μｍ程度が良い。

【００３８】図２は、液晶分子の配向が２４０度ねじれ
たＧＨ液晶セルのコントラストの屈折率異方性（Δｎ）
依存性を示している。図２に示すように、ＧＨ液晶セル
のコントラストはΔｎに大きく依存する。特に、Δｎが
０．ｌを超えるとコントラストが急激に悪くなることが
わかる。これは、液晶のΔｎが大きくなると旋光性が大
きくなり、その結果、電圧無印加時の吸収が小さくなり
十分なオフ状態の反射率が得られないからである。した
がって、この図より、Δｎは、０．１以下が好ましい。

【００３９】また、電圧無印加時に均一な液晶の分子配
向を得るために、液晶分子を基板表面からわずかに傾斜
させる必要がある。液晶分子の配向方向と基板表面とが
なす角度、いわゆるプレチルト角は、ｌ〜２０度程度が
望ましい。しかし、実験的には、プレチルト角が５度以
上のとき、液晶表示素子のコントラストが良くなること
が確認されたため、本実施の形態では、プレチルト角を
５度に設定した。ブレチルト角はラビングの条件によっ
て制御され得る。

【００４０】また、ＧＨ液晶層６のＧＨ液晶材料は、以
下のようにして調製する。用いた液晶は商品名ＺＬＩ−
４７９２（メルク社製）であり、このホスト液晶に、ア
ゾ系およびアントラキノン系の黒色の多色性色素を数ｗ
ｔ％混入する。さらに、液晶に自発的なねじれを与える
ために、光学活性物質の商品名Ｓ−８１ｌ（メルク社
製）を数ｗｔ％混入し、セル厚ｄとピッチｐとの比ｄ／
ｐがほぼ０．５になるように調整した。

【００４１】ｄ／ｐの値は特に上記の値に限られること
はなく、例えば本実施の形態の場合は０．４２以上０．
９１以下であれば良い。但し、用いる液晶材料によって
はｄ／ｐの値が大き過ぎるとストライプドドメインが生
じ、良好な表示を実現できないため、液晶材料による臨
界ｄ／ｐマージンを予め確認しておき、セル厚ｄと液晶
の自発ねじれピッチｐの比を調整する必要がある。

【００４２】また、本実施の形態の液晶の弾性定数を、
光学特性におよぼす影響を拡張ジョーンズマトリクス法
に基づいた計算により評価した。ただし、ジョーンズマ
トリクス法は偏光光学系しか扱えないため、自然光の反
射率を、ねじれた液晶中の２つの固有モードである右円
偏光と左円偏光とに分けて計算し、それぞれの反射率の
平均値を求めることで本実施の形態のＧＨ液晶の光学特
性を評価した。その結果、図３に示すように、同じオン
状態の電圧を印加するとき、スプレイの弾性定数ｋ₁₁の
絶対値が小さいほど反射率が高く、明るい表示が得られ
ることがわかった。そのため、一定の印加電圧でより明
るい表示を得ようとすれば、ｋ₁₁の値は小さい程良い。
具体的には、ｋ₁₁の値は、１０ピコニュートン（ｐＮ）
以下が望ましい。さらに、図４に示すように、同じオン
状態の電圧を印加する時、ベンドとスプレイとの弾性定
数の比ｋ₃₃／ｋ₁₁の値が小さいほど反射率が高く、明る
い表示が得られることがわかる。そのため、一定の印加
電圧でより明るい表示を得ようとすれぱ、ｋ₃₃／ｋ₁₁の
値は小さい程良い。具体的には、その比の値は１．２７
以下が望ましい。

【００４３】図５は、上記と同様の作製手順によって、
液晶分子のねじれ角を１８０度および９０度にした場合
の反射率の印加電圧衣存性を示したものである（図７に
示すように、１８０度は電圧印加時の反射率が高いねじ
れ角であり、９０度は電圧印加時の反射率が低いねじれ
角である）。図５より、本実施の形態で作製した液晶表
示素子は、電圧印加時の反射率が高く、非常に明るい表
示を実現できることがわかる。

【００４４】また、図７から、反射率５０％以上となる
ねじれ角の範囲は、０度以上５０度以下、および１４０
度以上２５０度以下となる。したがって、明るさの点で
好ましいねじれ角は、０度以上５０度以下、および１４
０度以上２５０度以下である。また、反射率の極大値
は、原理的にπラジアン周期で現れるため、上記のねじ
れ角の範囲にπラジアンの整数倍を加えたねじれ角も好
ましい。尚、反射率が５０％という数値は、通常の新聞
と同程度の明るさであり、非常に見やすい表示が得られ
る。

【００４５】一方、コントラストはねじれ角が大きくな
ればなるほど向上する。つまり、電圧無印加時、多色性
色素による光の吸収がねじれ角が大きくなるほどより効
果的に行われ、反射光強度を入射光強度に比べて非常に
小さくでき、暗表示がより暗くなりコントラストが向上
する。しかしながら、その一方、ねじれ角が大きくなる
ほど上記したｄ／ｐのマージンが狭くなり、ヒステリシ
スを生じる。

【００４６】そこで、これらを考慮すると、反射型液晶
表示素子に適し、明るく、高コントラストで中間調表示
も可能なねじれ角は、１４０度以上２５０度以下の範囲
が好ましいと言える。

【００４７】図６に、本実施の形態の液晶表示素子の反
射率の印加電圧依存性を示す。このグラフから急峻な閾
特性を実現できて、明るく高コントラストを実現できる
ことがわかる。

【００４８】しかも、本実施の形態の液晶表示素子の場
合、反射面がほぼ平坦な鏡面反射板２と散乱板４との組
み合わせを用いたので、反射層に凹凸を形成する必要が
ない。そのため、２４０度のねじれ角といったｄ／ｐの
マージンの狭い領域で、液晶分子を設定通りのねじれ角
に良好に配向させることができる。その結果、電圧をか
けたときにストライプドドメインを発生させるようなこ
となく、良好な表示を実現できる。

【００４９】また、散乱板４によって、鏡面反射板２に
よる外界の写り込みや、視野範囲が狭くなる問題も解消
され、広い視野範囲のものとなり、大容量表示に適した
ものである。また、鏡面反射板２は、製造が容易である
という優れた特徴も有する。

【００５０】尚、本実施の形態の液晶表示素子では、２
４０度ねじれたＧＨ液晶としたので、十分な明るさとコ
ントラストを得ながらヒステリシスが発生せず、中間調
が表示できるが、ねじれ角はこれに限定されるものでは
なく、中間調を表示しないのであれば、両方の基板界面
で液晶分子を垂直配向させ、多色性染料を添加したカイ
ラルネマティック液晶を用いたモードも使用できる。

【００５１】また、ここでは、正の誘電率異方性を示す
液晶材料を用いたが、負の誘電率異方性を有する液晶材
量を用いて、垂直からわずかに傾斜させる配向としても
同様の効果が得られ、この場合は、暗表示においては若
干上記のものにおいて暗さが劣るが、明表示、基板付近
の液晶分子もほぼ垂直に立ち上がるので、光の吸収が殆
どおこらず、さらに明るい表示が得られることとなる。

【００５２】さらに、ＧＨ液晶層６として、カイラル剤
を添加したＧＨ液晶に光重合性のポリマーを添加して、
液晶をセル内に導入したあとでポリマーを光重合させた
いわゆるポリマーネットワークＧＨ液晶モードも使用で
きる。この場合は、暗表示での光の吸収が十分行われる
ことによりコントラストの良い表示を実現できる。

【００５３】また、ＧＨ液晶層６として、カイラル剤を
添加したＧＨ液晶をマイクロカプセル化して樹脂に分散
させ、同様に液晶セルを形成した、いわゆるＮＣＡＰ方
式を用いても上記と同様の効果を実現できる。

【００５４】〔実施の形態２〕本発明の実施の他の形態
について、図８ないし図１２に基づいて説明すれば、以
下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施の形態に
て示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【００５５】図８に、本実施の形態の反射型液晶表示素
子の構成を断面図にて示す。図８に示すように、液晶表
示素子は、ＧＨ液晶セル６２とこのＧＨ液晶セル６２に
接続された変調制御手段５０とから構成されている。

【００５６】ＧＨ液晶セル６２は、所定の間隔で対向し
て配された透明基板１ａ，１ｂを有しており、透明基板
１ａの透明基板１ｂとの対向面には、鏡面反射板１２が
設けられ、その上には光学的に複屈折を有する複屈折層
である１／４波長板（以下、λ／４板と称する）７、透
明電極５ａ、液晶分子の配向方向を制御するための配向
膜３ａがこの順に形成されている。本実施の形態では、
上記λ／４板７は、波長５５０ｎｍでλ／４条件を満た
すように設定されている。また、透明基板１ｂの透明基
板１ａとの対向面には、散乱板４、透明電極５ｂ、液晶
分子の配向方向を制御するための配向膜３ｂがこの順に
設けられている。そして、上記配向膜３ａ，３ｂ間に
は、多色性色素とカイラル剤とを混入した前述と同様
の、ＧＨ液晶層６が挟持されている。

【００５７】変調制御手段５０は、上記ＧＨ液晶セル６
２における透明電極５ａ及び透明電極５ｂに接続されて
おり、透明電極５ａ，５ｂ間に印加される電圧による外
場である電界でＧＨ液晶層６の配向状態を制御し、反射
光の光強度を変調制御するようになっている。

【００５８】上記構成を有する液晶表示素子のＧＨ液晶
セル６２の製造方法の一例を説明する。透明基板１ａ，
１ｂとしては、前述の実施の形態１と同様のものを用い
ることができ、透明基板１ａとなるガラス基板上に、実
施の形態１の鏡面反射板２の場合と同様の手法で鏡面反
射板１２を形成する。次いで、鏡面反射板１２の上に、
配向膜（図示せず）をスピンコート法により均一に形成
し、焼成後ラビングを施し、さらに、その上にアクリル
系の液晶性高分子溶液を塗布成膜し、ガラス転移温度以
上に加熱した後徐冷することでλ／４板７を形成する。
尚、λ／４板７の形成方法は、上記の手法に限るもので
はなく、例えば、特開平７−７２３３１号公報に開示さ
れているように、λ／４のリタデーションを持つ、ポリ
カーボネートや、ポリビニルアルコール樹脂からなる高
分子フィルムを、透明な粘着剤により貼り付けることで
も得られる。λ／４板７は、波長５５０ｎｍで１／４波
長条件を満たすように設計しており、具体的には光学的
なリタデーションが概略１４０ｎｍになるように膜厚を
調整する。

【００５９】一方、透明基板１ｂ上には、散乱板４を実
施の形態１と同様の手法により形成し、さらにＩＴＯ膜
をスパッタ法によって形成することで、透明電極５ｂを
形成する。配向膜３ａ，３ｂも、実施の形態１と同様の
手法により形成する。但し、透明基板１ａと透明基板１
ｂとの各ラビング方向は、液晶分子が１８０度のねじれ
角で配向されるように互いに平行とする。

【００６０】その後、実施の形態１と同様の手法で、透
明基板１ａ，１ｂとを貼り合わせ、基板１ａ，１ｂ間
に、真空脱気によりＧＨ液晶層６となる液晶を注入し、
これにてＧＨ液晶セル６２を作製する。

【００６１】ＧＨ液晶層６の間隔は、ここでも５μｍに
設定したが、特に制限されるものではなく十分な吸収が
得られ、実用的な応答速度が得られる厚さであれば良
く、通常は１〜２０μｍ程度が良い。

【００６２】ここでは、波長５５０ｎｍで１／４波長条
件を満たすようにλ／４板７を形成している。これは、
最も視感度の高い波長で最適化することで、視感度コン
トラストを良好にするためである。そして、このように
一様なリタデーションとすることで、製造プロセスが簡
便で量産性に優れるという利点がある。

【００６３】上記構成の液晶表示素子では、正の誘電率
異方性を有する液晶材料を用いているので、電圧無印加
時、透明基板１ｂ側からＧＨ液晶層６に入射した光の色
素分子に平行な成分は吸収され、色素分子に垂直な成分
は吸収されずに透過する。そのため、透過した光は強く
偏光されてλ／４板７に入射することになる。吸収され
なかった光はλ／４板７の光軸に４５度の角度で入射
し、λ／４板７の光学的位相差によって円偏光に変換さ
れる。さらに、鏡面反射板１２によって反射された円偏
光はもう一度λ／４板７を通ることによって直線偏光に
変換される。このとき、偏光方向は９０度回転され、色
素分子に平行な方向に変換されている。そのため、再び
ＧＨ液晶層６を通過する際に強く吸収され、反射光強度
は入射光強度に比較して非常に小さくなり、暗表示とな
る。

【００６４】一方、電圧印加時は、液晶分子とともに色
素分子も立ち上がり、ＧＨ液晶層６に入射した光は吸収
されずに透過し、ほとんど偏光されずにλ／４板７に入
射する。そして、吸収されなかった光はλ／４板７で偏
光されずに鏡面反射板１２によって反射され、再びλ／
４板７を通過して、ＧＨ液晶層６に入る。このときも光
は色素分子により吸収されず、入射した光はそのまま出
射することとなる。すなわち、この場合はλ／４板７は
効果を失い、吸収を大きくすることには殆ど寄与しな
い。このため明表示となる。

【００６５】このようにして表示が行われる際、従来の
凹凸を有する反射板では、反射の際に偏光解消効果によ
り偏光が保存されないため、理想的な動作が得られず、
コントラストが悪化するという問題を有していた。しか
しながら、上記液晶表示素子では、鏡面反射板１２とし
たので、λ／４板７にて円偏光された光は、円偏光とし
て反射され、再びλ／４板７を通過するときに、正確に
９０度回転された直線偏光となる。したがって、反射に
よる偏光解消効果がほとんど生じないため理想的な動作
を実現でき低消費電力で、高コントラストな反射型液晶
表示素子を実現できる。

【００６６】図９に、上記のように作製した本実施の形
態の液晶表示素子の反射率の印加電圧依存性を示す。こ
のグラフから急峻な閾特性を実現できて、明るく高コン
トラストを実現できることがわかる。

【００６７】また、図１０に、２４０度ねじったＧＨ液
晶層にλ／４板を組み合わせものと、平行配向させたＧ
Ｈ液晶層にλ／４板を組み合わせたものとの、４００ｎ
ｍ〜７００ｎｍの波長領域における反射率を示す。平行
配向とねじれ配向とにおいては、電圧印加時の明表示の
反射率は余り変わらない。しかしながら、電圧無印加時
の暗表示の反射率は両者で大きく異なる。従来技術であ
る平行配向の場合、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ、波長
６００〜７００ｎｍあたりの吸収が悪く、暗表示が黒色
ではなく紫色になる。そのため、暗表示が良好とは言え
ず、コントラストも悪くなる。図１１に、両者の４００
ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域におけるコントラストを示
す。

【００６８】以上の結果から、ＧＨ液晶層にλ／４板を
備えた素子構成においても、ねじれ角を１４０度以上２
５０度以下に設定することで、色付きのない暗（黒）表
示が実現され、さらにコントラストが大きく改善される
ことがわかる。

【００６９】また、図１２に、ＧＨ液晶のねじれ角を一
定にして、λ／４板がある液晶表示素子とλ／４板が設
けられていない液晶表示素子の各反射率の印加電圧依存
性を調べた結果を示す。この図から、ＧＨ液晶をねじる
ことに加えてλ／４板を設けることで、さらに閾特性が
急峻になり、同程度の印加電圧でさらに良好なコントラ
ストを実現できることがわかる。

【００７０】尚、本実施の形態では、明るさを優先させ
てコントラストを高くするために、ねじれ角を１８０度
に設定しているが、図１０、図１１にて例示したものの
ように、ねじれ角を増やすことでさらに高コントラスト
な表示を実現できる。

【００７１】〔実施の形態３〕本発明の実施の他の形態
について、図１３及び図１４に基づいて説明すれば、以
下の通りである。尚、説明の便宜上、前記実施の形態に
て示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符
号を付記し、その説明を省略する。

【００７２】図１３に、本実施の形態の反射型液晶表示
素子の構成を断面図にて示す。図１３に示すように、液
晶表示素子は、ＧＨ液晶セル６３とこのＧＨ液晶セル６
３に接続された変調制御手段５０とから構成されてい
る。

【００７３】ＧＨ液晶セル６３は、前述の実施の形態２
のＧＨ液晶セル６２と、以下の２点が異なるだけで、そ
れ以外は同様の構成を有している。つまり、一つは、透
明基板１ｂに設けられた散乱板４と透明電極５ｂとの間
に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色に対応したカ
ラーフィルタ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）が介在さ
れている点である。もう一つは、λ／４板７’（７
ａ’，７ｂ’，７ｃ’）の１／４波長条件を与える光学
的なリタデーションが、赤、緑および青の各画素で変え
られている点である。赤、緑および青の各波長で１／４
波長条件を与えるリタデーションは異なるため、各色の
波長に応じて１／４波長条件を与えるリタデーションと
することで、カラー表示において、より良好な表示を実
現できる。

【００７４】上記ＧＨ液晶セル６３は、上記λ／４板
７’を除けば、ほぼ実施の形態２のＧＨ液晶セル６２と
同様の手法で作製される。したがって、ここでは、上記
λ／４板７’の作製方法を図１４（ａ）〜（ｉ）を参照
して説明する。尚、図においては、鏡面反射板１２は省
略されている。

【００７５】透明基板１ａの上に、鏡面反射板を形成し
た後、同図（ａ）に示すように、鏡面反射板上に、赤の
波長に対して１／４波長となるようなリタデーションを
有するように膜厚を調整してλ／４板７’となるアクリ
ル性の高分子液晶溶液を塗布成膜する。ここでは、厚さ
は約２μｍとする。このようにして作製した高分子液晶
層３２上に、酸素プラズマ耐性の高いフォトレジスト３
０を全面に塗布し、赤と緑の画素部分をフォトマスク３
１でマスクして、露光する。

【００７６】次いで、現像により、同図（ｂ）に示すよ
うに、青の画素部分のフォトレジスト３０のみ除去す
る。その後、同図（ｃ）に示すように、酸素プラズマに
よるドライエッチングによって、青の画素部分の高分子
液晶層３２を、赤の画素部分の高分子液晶層３２のリタ
デーションが２５ｎｍ程度減ずるだけ（緑の波長に応じ
たリタデーションを有する膜厚と青の波長に応じたリタ
デーションを有する膜厚の差分）エッチングを行う。こ
こでは、０．３１μｍのエッチングを行い、その後、同
図（ｄ）に示すように、残りのフォトレジスト３０を除
去する。

【００７７】次に、同図（ｅ）に示すように、再びフォ
トレジスト３０を全面に塗布し、赤の画素部分のみをフ
ォトマスク３１でマスクして、露光する。そして、現像
により、同図（ｆ）に示すように、青と緑の画素部分の
フォトレジスト３０を除去する。その後、同図（ｇ）に
示すように、酸素プラズマによるドライエッチングによ
って、青及び緑の画素部分の高分子液晶層３２のリタデ
ーションがさらに２５ｎｍ程度減ずるだけ（赤の波長に
応じたリタデーションを有する膜厚と緑の波長に応じた
リタデーションを有する膜厚の差分）エッチングを行
う。

【００７８】これにより、画素毎に異なるリタデーショ
ンを有するλ／４板７’が形成される。そして、同図
（ｈ）に示すように、残りのフォトレジスト３０を除去
した後、同図（ｉ）に示すように、光学的に異方性を示
さない熱硬化性樹脂３３を３μｍ程度塗布し、表面を平
坦化する。

【００７９】このようにして作製したλ／４板７’の、
青色に対応する層７ｃ’のリタデーションは約１１３ｎ
ｍ、緑色に対応する層７ｂ’部分が１３８ｎｍ、赤色に
対応する層７ａ’が１６３ｎｍであり、それぞれ４５２
ｎｍ、５５２ｎｍおよび６５２ｎｍの波長に対して１／
４波長条件を満たすものである。

【００８０】その後、λ／４板７’の青、緑および赤の
各層７ｃ’，７ｂ’，７ａ’に対応するように青、緑お
よび赤のカラーフィルタ１５ｃ，１５ｂ，１５ａを対応
させ、位置合わせした後、前述の実施の形態２と同様の
手法によりＧＨ液晶セルを構成してカラー表示可能な液
晶表示素子を作製する。

【００８１】これによれば、明るく、かつコントラスト
が良くて色再現性の良いカラー表示可能な反射型液晶表
示素子を実現できる。

【００８２】〔実施の形態４〕本発明の実施の他の形態
について、図１５に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。尚、説明の便宜上、前記実施の形態にて示した部
材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記
し、その説明を省略する。

【００８３】図１５に、本実施の形態の反射型液晶表示
素子の構成を断面図にて示す。図１５に示すように、液
晶表示素子は、液晶セル６４とこの液晶セル６４に接続
された変調制御手段５０とから構成されている。

【００８４】液晶セル６４は、所定の間隔で対向して配
された一対の透明基板１ａ，１ｂを有しており、透明基
板１ａにおける透明基板１ｂとの対向面には、平坦な反
射面を有し偏光を保存し得る鏡面反射板１２が設けら
れ、さらにその上には光学的に複屈折を有する複屈折層
である位相差板（位相差層）１６、透明電極５ａ、液晶
分子の配向方向を制御するための配向膜３ａが形成され
ている。また、透明基板１ｂにおける透明基板１ａとの
対向面には、光を散乱させる散乱層である散乱板４が設
けられ、さらにその上には偏光子１７、透明電極５ｂ、
液晶分子の配向方向を制御するための配向膜３ｂが同順
に形成されている。そして、上記配向膜３ａ，３ｂ間に
は、光学的に複屈折を示す液晶層１８が挟持されてい
る。

【００８５】このような散乱板４、偏光子１７をセル内
に設けることにより、透明基板１ｂの厚みによる視差が
無くなる。また、位相差板１６の配設位置は、上記のよ
うな鏡面反射板１２と液晶層１８との間、又は液晶層１
８と偏光子１７との間となる。

【００８６】また、上記位相差板１６を形成するにあた
り、本実施の形態では、波長５５０ｎｍで設計してい
る。これは、最も視感度の高い波長で最適化すること
で、視感度コントラストを良好にするためである。この
ように一様なリタデーションとすることで、製造プロセ
スが簡便で量産性に優れるという利点がある。

【００８７】変調制御手段５０は、上記液晶セル６４に
おける透明電極５ａ，５ｂに接続されており、透明電極
５ａ，５ｂ間に印加される電圧による外場である電界で
液晶層１８の配向状態を制御し、反射光の光強度を変調
制御するようになっている。

【００８８】本実施の形態の液晶表示素子における液晶
セル６４の作製方法は、液晶層１８に多色性を示す色素
とカイラル剤が添加されていないこと、偏光子１７を用
いていること、及び複屈折層としてλ／４板７’ではな
く位相差板１６が設けられている点を除けば実施の形態
３と同様であるので、ここでは、偏光子１７の作製方法
について述べる。

【００８９】偏光子１７は、多色性を有する色素、例え
ばヨウ素等をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）に分散さ
せ、これをシート状に加工した後一軸延伸することで偏
光膜を形成し、この偏光膜を、紫外線硬化型の樹脂を用
いて、散乱板４が形成されている透明基板１ｂ上に貼り
付けることで得られる。尚、偏光子の作製方法は上記の
ものに限ることなく、たとえば、特開平７−２７０７６
５号公報に開示されている手法、つまり、基板上に、Ｐ
ＶＡ、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル等の高分子膜
を塗布して、液晶の配向方向と所定の角度をもつように
ラビング処理を行い、次に、このラビングされた高分子
膜を、ヨウ化カリウム、又はヨウ素をカリウムを混合し
た溶液、又はジスアゾ、トリスアゾ、ジアニシジン系等
の二色性染料を分散した水溶液を塗布、或いは浸すこと
によっても作製できる。

【００９０】上記液晶表示素子の動作原理は、液晶層１
８の光学的なリタデーションと位相差板１６の光学的な
リタデーションを補償させることにより表示を行う。例
えば、両者のリタデーションが、液晶層１８に電圧を印
加しない状態で１／４波長になるように調整すれば暗表
示を実現でき、０か１／２波長になるように調整すれば
明表示を実現できる。この状態で液晶層１８に電圧を印
加すれば、両者の合計のリタデーションが変化し、反射
率が変化する。すなわち、上記のように、液晶層１８の
リタデーションを変化させることにより、反射光強度を
変調し、表示を行うわけである。

【００９１】尚、詳細な動作に関しては、例えば特開平
６−１１７１１号公報や、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈ
ｙｓ．第３４巻Ｌ１７７ページに記載されている。液晶
分子がねじれ配向を有している場合は、複屈折性にさら
に旋光性が加わるためさらに複雑な動作となる（詳細に
ついては例えば、Ｐｒｃ．ｏｆ．Ｊａｐａｎ Ｄｉｓｐ
ｌａｙ’８９ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆＴｅｃ．Ｐｅｐｅｒ
１９２ページ等を参照されたい）。

【００９２】上記の液晶表示素子によれば、偏光子１７
を用いるため実施の形態１、２および３の液晶表示素子
に比べて表示は多少暗くなるものの、ＧＨ方式に比べて
コントラストに優れるＥＣＢモードを用いているので、
コントラストや色再現性が良く、また、散乱板４を液晶
セル内に設けているので、視差のない高精細で高品質な
反射型液晶表示素子を実現できる。

【００９３】〔実施の形態５〕本発明の実施の他の形態
について、図１６に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。尚、説明の便宜上、前記実施の形態にて示した部
材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記
し、その説明を省略する。

【００９４】図１６に、本実施の形態の液晶表示素子の
構成を断面図にて示す。図１６に示すように、液晶表示
素子は、液晶セル６５とこの液晶セル６５に接続された
変調制御手段５０とから構成されている。

【００９５】液晶セル６５は、実施の形態４の液晶セル
６４とは、以下の２点が異なるだけで、それ以外は同様
の構成を有している。つまり、一つは、透明基板１ｂに
設けられた偏光子１７と透明電極５ｂとの間に、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色に対応したカラーフ
ィルタ１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）が介在されてい
る点である。もう一つは、位相差板１６’（１６ａ’，
１６ｂ’，１６ｃ’）の光学的なリタデーションが、
赤、緑および青の各画素で変化させている点である。
赤、緑および青の各波長で最適なリタデーションは異な
るため、各色の波長に応じたリタデーションとすること
で、カラー表示においてコントラストと共に色再現性が
より良好になる。

【００９６】液晶層１８は複屈折により表示を行うが、
動作原理は実施の形態４と基本的に同一であるので説明
は省略する。

【００９７】上記の液晶セル６５は、位相差板１６’を
除き、ほぼ実施の形態４の液晶セル６４と同様の手法で
作製され、位相差板１６’は、実施の形態３のλ／４板
７’と同様の手法で作製できる。但し、位相差板１６’
の光学的なリタデーションは液晶層１８のリタデーショ
ンによって最適化する必要がある。

【００９８】上記の液晶表示素子によれば、実施の形態
４の液晶表示素子に比べ、さらにコントラストや色再現
性の良い高精細で高品質な反射型液晶表示素子を実現で
きる。

【００９９】なお、前述で述べた各実施の形態の液晶表
示素子は、いずれも液晶セル単独の場合を例示して説明
したが、これらをＴＦＴ（Thin Film Transistor) やＭ
ＩＭ（Metal-Insulater-Metal)等の能動素子と組み合わ
せることで大容量表示が行えるのは明らかである。

【０１００】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１に記載
の反射型液晶表示素子は、少なくとも一方が透明な一対
の基板と、該一対の基板に挟持された多色性色素を含有
する液晶層と、該液晶層に電圧を印加するための電極
と、上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層との間
に配された散乱層と、上記一対の基板のうちの透明でな
くともよい基板と液晶層との間に配された平坦な反射面
を有する反射層とを備え、上記液晶層にはカイラル剤が
さらに添加されて液晶分子が一対の基板の表面に対して
垂直な螺旋軸を中心にねじれており、一対の基板の一方
から他方に至る液晶分子のねじれ角が１４０度以上２５
０度以下の範囲にある構成である。

【０１０１】これにより、明るいＧＨ液晶方式を用いた
反射型液晶表示素子において、効果的なコントラストの
向上を果たし、明るく、かつ高コントラストの優れた反
射型液晶表示素子を実現できるという効果を奏する。

【０１０２】本発明の請求項２に記載の反射型液晶表示
素子は、請求項１の構成において、上記反射層と液晶層
との間に、１／４波長層が配されている構成である。

【０１０３】これにより、請求項１の構成よりさらにコ
ントラストを高くできるので、より優れた反射型液晶表
示素子を実現できるという効果を奏する。

【０１０４】本発明の請求項３に記載の反射型液晶表示
素子は、請求項１の構成において、少なくとも一方が透
明な一対の基板と、該一対の基板に挟持された光学的に
複屈折を示す液晶層と、該液晶層に電圧を印加するため
の電極と、上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層
との間に配された散乱層と、該散乱層と液晶層との間に
配された偏光子と、上記一対の基板のうちの透明でなく
ともよい基板と液晶層との間に配された平坦な反射面を
有する反射層と、該反射層と液晶層との間、又は液晶層
と上記偏光子との間の何れかに配された位相差層とを備
えた構成である。

【０１０５】これにより、コントラストの優れたＥＣＢ
モードの反射型液晶表示素子において、視差の問題を解
決すると共に、リタデーションと反射率との関係におい
て、最大値・最小値を使用した明表示・暗表示とを可能
とし、明るさの向上とさらなるコントラストの向上を図
り、明るく、かつ高コントラストの優れた反射型液晶表
示素子を実現できるという効果を奏する。

【０１０６】本発明の請求項４に記載の反射型液晶表示
素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対
の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電圧を印加す
るための電極と、上記一対の基板のうちの透明でなくと
もよい基板と液晶層との間に配された反射層と、１／４
波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す複屈折層と
を備え、該複屈折層の光学的なリタデーションが、赤、
緑および青の画素ごとに色の有する波長に応じて変えら
れている構成である。

【０１０７】これにより、十分なコントラストを有し、
色再現性の良好な多色カラー表示可能な反射型液晶表示
素子を実現できるという効果を奏する。

【０１０８】本発明の請求項５に記載の反射型液晶表示
素子の製造方法は、少なくとも一方が透明な一対の基板
と、該一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電
圧を印加するための電極と、上記一対の基板のうちの透
明でなくともよい基板と液晶層との間に配された反射層
と、１／４波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す
複屈折層とを備え、該複屈折層の光学的なリタデーショ
ンが、赤、緑および青の画素ごとに色の有する波長に応
じて変えられている反射型液晶表示素子の製造方法であ
って、上記複屈折層の作製にあたり、複屈折層となる材
料層の膜厚を赤の波長に応じたリタデーションを有する
ように調整した後、青の画素部分のみを、緑の波長に応
じたリタデーションを有する膜厚と青の波長に応じたリ
タデーションを有する膜厚の差分だけエッチングし、そ
の後、緑と青の各画素部分を、赤の波長に応じたリタデ
ーションを有する膜厚と緑の波長に応じたリタデーショ
ンを有する膜厚の差分だけエッチングするものである。

【０１０９】これにより、赤、緑および青の画素ごとに
色の有する波長に応じて変えられている複屈折層を、色
毎に別々に作製する場合よりも少ない工程数で作製する
ことができるので、請求項４に記載のカラー表示可能な
反射型液晶表示素子の製造工程を簡素化できるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における反射型液晶表示
素子の構成を示す断面図である。

【図２】２４０度のねじれＧＨ型液晶表示素子における
コントラストの屈折率異方性を示すグラフである。

【図３】スプレイの弾性定数ｋ₁₁をパラメーターとした
ときの反射率の印加電圧依存性を示すグラフである。

【図４】ベンドとスプレイとの弾性定数の比ｋ₃₃／ｋ₁₁
をパラメーターとしたときの反射率の印加電圧依存性を
示すグラフである。

【図５】ＧＨ型液晶表示素子において、液晶のねじれ角
を変化させたときの電圧印加時の反射率の変化を示すグ
ラフである。

【図６】２４０度のねじれ角を有する実施の形態１の反
射型液晶表示素子における反射率の印加電圧依存性を示
すグラフである。

【図７】実施の形態１の液晶表示素子における反射率の
ねじれ角依存性を示すグラフである。

【図８】本発明の実施の形態２における反射型液晶表示
素子の構成を示す断面図である。

【図９】１８０度のねじれ角を有する実施の形態２の反
射型液晶表示素子における反射率の印加電圧依存性を示
すグラフである。

【図１０】２４０度ねじれ角を有する実施の形態２の反
射型液晶表示素子と、平行配向したＧＨ液晶層にλ／４
板を組み合わせた反射型液晶表示素子との、反射率の波
長依存性を示すグラフである。

【図１１】２４０度ねじれ角を有する実施の形態２の反
射型液晶表示素子と、平行配向したＧＨ液晶層にλ／４
板を組み合わせた反射型液晶表示素子との、コントラス
トの波長依存性を示すグラフである。

【図１２】実施の形態２の反射型液晶表示素子と、この
反射型液晶表示素子と同じねじれ角を有しＧＨ液晶層に
λ／４板を組み合わせない反射型液晶表示素子との、反
射率の印加電圧依存性を示すグラフである。

【図１３】本発明の実施の形態３における反射型液晶表
示素子の構成を示す断面図である。

【図１４】上記実施の形態３におけるλ／４板の作製方
法を示す工程断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態４における反射型液晶表
示素子の構成を示す断面図である。

【図１６】本発明の実施の形態５における反射型液晶表
示素子の構成を示す断面図である。

【図１７】従来の反射型液晶表示素子の構成を示す要部
の斜視断面図である。

【図１８】従来の他の反射型液晶表示素子の構成を示す
要部の斜視断面図である。

【符号の説明】

１ａ 透明基板（基板） １ｂ 透明基板（基板） ２ 鏡面反射板（反射層・電極） ３ａ 配向膜 ３ｂ 配向膜 ４ 散乱板（散乱層） ６ 液晶層 ７ λ／４板 ７’ λ／４板 １２ 鏡面反射板（反射層） １５ カラーフィルタ １６ 位相差板 １６’ 位相差板 １７ 偏光子 １８ 液晶層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、 該一対の基板に挟持された多色性色素を含有する液晶層
   と、 該液晶層に電圧を印加するための電極と、 上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層との間に配
   された散乱層と、 上記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶
   層との間に配された平坦な反射面を有する反射層とを備
   え、 上記液晶層にはカイラル剤がさらに添加されて液晶分子
   が一対の基板の表面に対して垂直な螺旋軸を中心にねじ
   れており、一対の基板の一方から他方に至る液晶分子の
   ねじれ角が１４０度以上２５０度以下の範囲にあること
   を特徴とする反射型液晶表示素子。
2. 【請求項２】上記反射層と液晶層との間に、１／４波長
   層が配されていることを特徴とする請求項１記載の反射
   型液晶表示素子。
3. 【請求項３】少なくとも一方が透明な一対の基板と、 該一対の基板に挟持された光学的に複屈折を示す液晶層
   と、 該液晶層に電圧を印加するための電極と、 上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層との間に配
   された散乱層と、 該散乱層と液晶層との間に配された偏光子と、 上記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶
   層との間に配された平坦な反射面を有する反射層と、 該反射層と液晶層との間、又は液晶層と上記偏光子との
   間の何れかに配された位相差層とを備えたことを特徴と
   する反射型液晶表示素子。
4. 【請求項４】少なくとも一方が透明な一対の基板と、 該一対の基板に挟持された液晶層と、 該液晶層に電圧を印加するための電極と、 上記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶
   層との間に配された反射層と、 １／４波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す複屈
   折層とを備え、 該複屈折層の光学的なリタデーションが、赤、緑および
   青の画素ごとに色の有する波長に応じて変えられている
   ことを特徴とする反射型液晶表示素子。
5. 【請求項５】少なくとも一方が透明な一対の基板と、該
   一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電圧を印
   加するための電極と、上記一対の基板のうちの透明でな
   くともよい基板と液晶層との間に配された反射層と、１
   ／４波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す複屈折
   層とを備え、該複屈折層の光学的なリタデーションが、
   赤、緑および青の画素ごとに色の有する波長に応じて変
   えられている反射型液晶表示素子の製造方法であって、 上記複屈折層の作製にあたり、 複屈折層となる材料層の膜厚を赤の波長に応じたリタデ
   ーションを有するように調整した後、青の画素部分のみ
   を、緑の波長に応じたリタデーションを有する膜厚と青
   の波長に応じたリタデーションを有する膜厚の差分だけ
   エッチングし、その後、緑と青の各画素部分を、赤の波
   長に応じたリタデーションを有する膜厚と緑の波長に応
   じたリタデーションを有する膜厚の差分だけエッチング
   することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。