JPH10307292A

JPH10307292A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10307292A
Application number: JP9120004A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Yoshihara; 敏明吉原; Akihiro Mochizuki; 昭宏望月; Hironori Shirato; 博紀白戸; Tetsuya Makino; 哲也牧野; Yoshinori Kiyota; 芳則清田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1997-05-09
Publication date: 1998-11-17

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の反射型の液晶表示装置では偏光板を両
外側に１枚ずつ計２枚使用しているため、入射光の反射
率が低く、充分な明るさの表示状態を得ることが困難で
あった。特に、液晶パネル内にマイクロカラーフィルタ
を備えてカラー表示を行なうようにした反射型のカラー
液晶表示装置においては十分な色差が得られず、満足な
表示状態が得られるとは言い難かった。【解決手段】偏光板１，透明ガラス基板２, 透明電極
３, 配向膜５, 配向膜８, 反射電極100,透明ガラス基板
11が順に積層され、両配向膜５, ８間に強誘電性液晶物
質が封入された液晶層７を有する。液晶物質の屈折率異
方性が0.05乃至0.17であり、第１及び第２の配向膜間の
ギャップが 0.5乃至４μｍである。

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、その
中でも反射型液晶表示装置に関し、特にその反射光量を
増大させるための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のいわゆるオフィスオートメーショ
ンの進展に伴って、ワードプロセッサ，パーソナルコン
ピュータ等に代表されるOA機器が広く使用されるように
なっている。更にこのようなオフィスでのOA機器の普及
は、オフィスでも出先でも使用可能な携帯型のOA機器の
需要を発生しており、それらの小型・軽量化が要望され
るようになっている。そのような目的を達成するための
手段の一つとして液晶表示装置が広く使用されている。
特に、液晶表示装置は単に小型・軽量化のみならず、バ
ッテリ駆動される携帯型のOA機器の低消費電力化のため
には必要不可欠な技術である。

【０００３】ところで、液晶表示装置は大別すると反射
型と透過型とに分類される。反射型は液晶パネルの表面
から入射した光線を液晶パネルの底面で反射させてその
反射光で画像を視認させる構成であり、透過型は液晶パ
ネルの底面に備えられた光源(バックライト) からの透
過光で画像を視認させる構成である。反射型は環境条件
によって反射光量が一定しないため視認性に劣るが安価
であることから、電卓，時計等の単一色（たとえば白／
黒表示等）の表示装置として広く普及しているが、マル
チカラーまたはフルカラー表示を行なうパーソナルコン
ピュータ等の表示装置としては不向きである。このた
め、マルチカラーまたはフルカラー表示を行なう表示装
置としては一般的には透過型が使用される。しかし、透
過型ではバックライトが消費する電力が大きく、バッテ
リ駆動が一般的である携帯型のOA機器に使用する場合に
問題が生じる。

【０００４】一方、現在のカラー液晶表示装置は使用さ
れる表示モードの面からはSTN(Super Twisted Nematic)
タイプとTFT-TN(Thin Film Transistor-Twisted Nemati
c)タイプとが一般的である。 STNタイプは製造コストは
比較的安価であるが、クロストークが発生し易く、また
応答速度が比較的遅いため、動画の表示には適さないと
いう問題がある。一方、TFT-TNタイプは、 STNタイプに
比して表示品質は高品質であるが、液晶パネルの透過率
が現状では４％程度しかないため高輝度のバックライト
が必要になり、このため消費電力が大きくなって携帯型
のOA機器をバッテリ電源で使用する場合には問題があ
る。また、TFT-TNタイプには、応答速度、特に中間調の
応答速度が遅い、視野角が狭い等の問題もある。

【０００５】以上のような観点から、バックライトが不
要な反射型で印加電界に対する応答速度が高速な強誘電
性液晶物質を使用した反射型液晶表示装置の改善が要望
されている。

【０００６】強誘電性液晶の特質としては、数100 乃至
数μ秒オーダーの高速応答性、液晶分子が印加電圧の有
無には拘らず基板 (ガラス基板) に対して常時平行であ
ることによる極めて広い視野角等が挙げられる。以下、
強誘電性液晶表示装置に関する従来の技術について、図
１及び図２の模式図を参照して説明する。

【０００７】図１は表面安定化状態 (Surface Stabiliz
ed states:以下SS状態) の強誘電性液晶分子の様子を示
す模式図である。なお、図１において、参照符号Ｌは個
々の液晶分子を、Ｐは個々の液晶分子Ｌの自発分極を、
Ｅは印加される電場をそれぞれ示している。図２は強誘
電性液晶表示素子の状態変化を示す模式図である。

【０００８】液晶層に強誘電性液晶を用い、その強誘電
性液晶の螺旋軸が基板に平行であり且つ層が垂直である
セルにおいては、液晶層の層厚が１〜２μm 程度にまで
薄くなると、図２(a) に示されているような状態から図
２(b) に示されているように、各液晶分子の螺旋がほど
けてスメクティック層構造を示すようになり、図１に示
されているように、層表面で安定化されたSS状態にな
る。

【０００９】このようなSS状態の強誘電性液晶分子にお
いては、自発分極の反転という強誘電性液晶の強誘電性
たる性質の利用が可能になり、そのような状態を表面安
定化強誘電性液晶(Surface Stabilized Ferroelectric
Liquid Crystal:SSFLC) と称する。

【００１０】図２(b) に示されているように、液晶層の
層厚が比較的薄いセルにおいては、強誘電性の液晶分子
Ｌの自発分極Ｐの上向き・下向きに対応して、液晶分子
Ｌの長軸が層法線方向に対して右側・左側にθずつ傾い
ていて双安定状態になっている。このように、最初は右
側に傾いた状態と左側に傾いた状態とが混在していたと
しても、図１に実線にて示されているように、透明電極
により電場Ｅを上向きに印加すると、図２(c) に示され
ているように、全体の液晶分子Ｌが右側に傾いた状態と
なる。そして、この状態において電場Ｅを破線にて示す
ように反転して下向きに印加すれば、図２(d) に示され
ているように、全体の液晶分子Ｌが左側に傾いた状態に
なる。

【００１１】偏光軸を直交させた２枚の偏光板の間にこ
の図１に示されているような SSFLC状態のセルを挿入し
た液晶パネルを作成する。この際、例えば全体の液晶分
子Ｌの長軸が右側に傾いている場合に暗視野になるよう
に、一方の偏光板の偏光軸を液晶分子Ｌの長軸と一致さ
せておく。そのような状態において電場Ｅを反転させて
全体の液晶分子Ｌの長軸を左側に傾かせれば、複屈折に
より光が透過し、明視野になる。その際の透過光量Ｉは
下記式(1) で表される。

【００１２】Ｉ＝Ｉ_O・sin ²２α・ sin² (π・Δｎ・ｄ／λ) ・・・(1) 但し、Ｉ_O：入射光量 α：液晶の光軸と一方の偏光軸とのなす角 Δｎ：液晶の屈折率ｄ：パネルギャップ（配向膜間隙） λ：波長

【００１３】一方の偏光板の偏光軸と液晶分子Ｌの長軸
とが一致している場合にはα＝０になるので、透過光量
Ｉ＝０、即ち暗状態になる。電場Ｅを反転させると、液
晶分子Ｌがそれまでとは逆に傾いてα＝２θとなるの
で、θの値に応じて光が透過して明状態となる。ここ
で、θは強誘電性液晶のチルト角であり、２θは、強誘
電性液晶の開き角である。

【００１４】このように、SS状態を利用した強誘電性液
晶表示素子は双安定性、即ち層法線に対して左右いずれ
の側に傾いた状態においても安定であり、しかも電場Ｅ
の印加によりいずれかの状態になった後に電場Ｅの印加
が停止されても、図２(e) に示されているように、それ
までの状態を維持し続ける。そのような状態を維持し続
ける性質をメモリ効果と称し、この強誘電性液晶のメモ
リ効果を利用して単純マトリクス方式で表示制御するこ
とにより大容量表示が可能である。また、強誘電性液晶
表示素子は１ライン当たりの走査が 100μsec 程度の極
めて短い時間で可能であり、高速応答である。更に、強
誘電性液晶表示素子では、液晶分子Ｌの長軸が印加電圧
の有無に拘らず常に基板（ガラス基板）に対して平行で
あるため、実用上は表示特性の視野角に制限がないと言
ってもよい程に視野角が極めて広い。

【００１５】図３は従来の反射型強誘電性液晶表示装置
の断面構造を示す模式的断面図である。図３において、
参照符号２及び11が透明ガラス基板を示している。下側
の透明ガラス基板11の一面 (図３においては上面) には
液晶層７の画素部分に電界を与えるための ITO(Indium
Tin Oxide)製の一方の透明電極10，たとえば SiO₂製の
絶縁膜９，たとえばポリイミド製の配向膜８が積層形成
される。また、上側の透明ガラス基板２の一面 (図３に
おいては下面) には他方の透明電極３，たとえば SiO₂
製の絶縁膜４，たとえばポリイミド製の配向膜５が積層
形成される。そして、両配向膜５, ８間に液晶物質が封
入されて液晶層７が形成される。なお、参照符号６はス
ペーサであり、液晶層７の層厚を調整すると共に維持す
るために挿入されている。このスペーサ６により、両透
明ガラス基板２, 11間のギャップは１乃至２μｍ程度の
狭ギャップに維持される。

【００１６】両透明電極３, 10は前述の如く単純マトリ
クスの表示制御を行なうための電極である。具体的には
両透明電極３, 10は共に線状の電極が複数並列して配置
されているが、図４にその平面視の模式図が示されてい
るように、一方の電極の延伸方向が他方の電極の延伸方
向と直交するように配置されており、両者でマトリクス
を形成する。そして、両者の交叉部分に電界が印加さ
れ、または印加されないことにより個々の画素が表示さ
れ、または表示されない状態が実現される。

【００１７】上述の透明ガラス基板２, 11間の構成によ
り液晶セルが形成され、偏光板１,12間に挿入される。
なお、一方の偏光板１（又は12) の偏光軸と液晶層７の
液晶分子長軸との方向を一致させて強誘電性液晶表示装
置が構成されている。そして、一方の偏光板 (図３では
参照符号12) の外側に反射板13を取り付けることによ
り、反射型液晶表示装置となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の反射
型液晶表示装置では、強誘電性液晶を使用した場合のみ
ならずネマティック液晶を使用した場合においても上述
のように偏光板を両外側に１枚ずつ計２枚使用している
ため、入射光の反射率が低く、充分な明るさの表示状態
を得ることが困難であった。特に、液晶パネル内にマイ
クロカラーフィルタを備えてカラー表示を行なうように
した反射型カラー液晶表示装置においては十分な色差が
得られず、満足な表示状態が得られるとは言い難いのが
実情であった。

【００１９】また、従来の反射型液晶表示装置では、液
晶パネルの外側に反射板を備えているため、視差による
二重映りが生じたり、白表示の際には鏡と同様の状態に
なってユーザの顔が映ったりする等の問題もあった。

【００２０】本発明は、上述した従来の反射型液晶表示
装置、特に強誘電性液晶を使用した場合に有する問題点
に鑑みてなされたものであり、反射率のより高い反射型
の液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、それぞれに電極と配向膜とが積層された一対の基
板を、それぞれの配向膜間に強誘電性液晶物質を介在さ
せて対向配置した液晶表示装置であって、前面側の基板
上の積層された電極が透明電極であり、背面側の基板上
に積層された電極が光反射性を有する反射電極であり、
液晶物質の屈折率異方性が0.05乃至0.17であり、両配向
膜間のギャップが 0.5乃至４μｍであることを特徴とす
る。

【００２２】このような本発明の液晶表示装置では、液
晶物質の屈折率異方性が0.05乃至0.17であり、両配向膜
間のギャップが 0.5乃至４μｍであることにより、一枚
の偏光板により明暗状態の表示が行なえる。

【００２３】また本発明に係る液晶表示装置は上述の構
成において、波長 550nmにおける入射直線偏光が反射電
極に達するまでの光路差、または反射電極での反射光が
偏光板に達するまでの光路差が 100乃至 170nmであるこ
とを特徴とする。

【００２４】このような本発明の液晶表示装置では、屈
折率異方性が0.05乃至0.17の液晶物質と、 0.5乃至４μ
ｍの両配向膜間のギャップとの組み合わせの内で、波長
550nmにおける入射直線偏光が反射電極に達するまでの
光路差、または反射電極での反射光が偏光板に達するま
での光路差が 100乃至 170nmとなるように調整すること
により、一枚の偏光板により明瞭な明暗状態の表示が行
なえる。

【００２５】更に本発明に係る液晶表示装置は上述の構
成において、波長 550nmにおける入射直線偏光が反射電
極に達するまでの光路差、または反射電極での反射光が
偏光板に達するまでの光路差が 110乃至 160nmであるこ
とを特徴とする。

【００２６】このような本発明の液晶表示装置では、屈
折率異方性が0.05乃至0.17の液晶物質と、 0.5乃至４μ
ｍの両配向膜間のギャップとの組み合わせの内で、波長
550nmにおける入射直線偏光が反射電極に達するまでの
光路差、または反射電極での反射光が偏光板に達するま
での光路差が 110乃至 160nmとなるように調整すること
により、一枚の偏光板により更に明瞭な明暗状態の表示
が行なえる。

【００２７】また更に本発明に係る液晶表示装置は上述
の構成において、入射直線偏光及び反射電極での反射光
に対してλ／４板として機能するように調整されている
ことを特徴とする。

【００２８】このような本発明の液晶表示装置では、屈
折率異方性が0.05乃至0.17の液晶物質と、 0.5乃至４μ
ｍの両配向膜間のギャップとの組み合わせの内で、入射
直線偏光及び反射電極での反射光に対してλ／４板とし
て機能するように調整されていることにより、一枚の偏
光板により理想的な明暗状態の表示が行なえる。

【００２９】更に本発明に係る液晶表示装置は、反射電
極が光の散乱性を有することを特徴とする。

【００３０】このような本発明の液晶表示装置では、反
射電極からの反射光が外部へ出射する際に散乱されて白
表示の際に白色が忠実に再現される。

【００３１】更にまた本発明に係る液晶表示装置は、反
射電極が鏡面性を有し、反射電極からの反射光を散乱さ
せる散乱物を更に備えたことを特徴とする。

【００３２】このような本発明の液晶表示装置では、反
射電極からの反射光が外部へ出射する際に散乱されて白
表示の際に白色が忠実に再現されると共に、反射電極が
鏡面状態に見えることが防止される。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。まず最初に本発明の液晶
表示装置の原理について、明状態及び暗状態それぞれの
場合の光の透過状態を示す図５及び図６の模式図を参照
して説明する。

【００３４】本発明の液晶表示装置においては、それぞ
れに電極が形成された二枚の基板によって構成されるサ
ンドイッチ状の液晶パネルの内側に強誘電性液晶物質が
封入されており、従来は二枚必要であった偏光板を一枚
のみで済ますと共に、一方の電極を反射電極にする。但
し、液晶層として屈折率異方性（Δｎ）が 0.5乃至0.47
の範囲の液晶物質を使用すると共にパネルギャップ
（ｄ）を 0.5乃至４μｍの範囲に設定することにより、
液晶層の波長 550nmの光に対する光路差（Δｎｄ）を 1
00乃至 170nmの範囲に、好ましくは 120乃至150nm の範
囲に、より好ましくは入射直線偏光及び反射電極での反
射光に対してλ／４板として機能するように調整する。

【００３５】以上のような構成を採ることにより本発明
の液晶表示装置では、液晶層７がλ／４板として機能す
る最も理想的な場合には図５(a) の模式図に示されてい
るように、電圧印加により偏光板１の偏光軸と液晶パネ
ルの光学軸（液晶分子の長軸方向）とのなす角度が45度
になると、図５(b) に示されているように、偏光板１を
通過した直線偏光は液晶層７を通過して円偏光になる。
このようにして円偏光となった入射光は反射電極100 で
反射されて液晶層７を再度通過するので、入射光とは90
度位相が異なる直線偏光になるため、偏光板１で吸収さ
れて暗状態になる。

【００３６】一方、図６(a) の模式図に示されているよ
うに、印加電圧の極性が逆の場合には、即ち液晶パネル
の光学軸と偏光板１の偏光軸とが一致する場合には、図
６(b) の模式図に示されているように、入射直線偏光は
そのまま液晶層７を通過して反射電極100 で反射され、
液晶層７を再度通過して更に偏光板１を通過するため、
明状態になる。

【００３７】なお、液晶パネルをλ／４板として機能さ
せることが出来ない場合には、偏光板とガラス基板との
間にリタデーションフィルム等の波長板として機能を有
する光学フィルムを挿入することにより、フィルムと液
晶パネルとでλ／４板として機能させるようにすること
が可能である。

【００３８】以上のような原理により、本発明の液晶表
示装置は偏光板を一枚のみとしても、液晶パネルをλ／
４板として機能させることにより、従来同様の表示が可
能であることは勿論のこと、偏光板，基板及び透明電極
による光の吸収がなくなる分だけ入射光の反射率が向上
して明るい表示状態が得られる。また、反射電極を使用
することにより視差による二重映りも解消される。

【００３９】なお、反射電極としては鏡面性のものと散
乱性のものとが考えられる。鏡面性の反射電極を使用す
る場合には、液晶層が透過状態においては鏡面状態にな
ってユーザの顔が映ることになる。このような状態に対
しては、ユーザ側の表面に散乱性のフィルム等を貼り付
けることにより解決可能である。またこの場合には、反
射光が散乱することによりより自然な白色の表示状態が
得られる。

【００４０】まず第１の実施の形態について説明する。
図７に強誘電性液晶を使用した本発明の液晶表示装置の
第１の実施の形態の模式的断面図を示す。

【００４１】図７において、参照符号２及び11が透明ガ
ラス基板を示している。下側の透明ガラス基板11の一面
(図７においては上面) には液晶層７の画素部分に電界
を与えるためのたとえばアルミ製の反射電極100,たとえ
ば SiO₂製の絶縁膜９，たとえばポリイミド製の配向膜
８が積層形成される。また、上側の透明ガラス基板２の
一面 (図７においては下面) には ITO(Indium Tin Oxid
e)製の透明電極３，たとえば SiO₂製の絶縁膜４，たと
えばポリイミド製の配向膜５が積層形成される。そし
て、両配向膜５, ８間に液晶物質が封入されて液晶層７
が形成される。なお、参照符号６はスペーサであり、液
晶層７の層厚を維持するために挿入されている。このス
ペーサ６により、両透明ガラス基板２, 11間のギャップ
は１乃至２μｍ程度の狭ギャップに維持される。

【００４２】上述の透明ガラス基板２, 11間の構成によ
りセルが形成され、このセルに偏光板１が設置される。
なお、偏光板１の偏光軸と液晶層７の液晶分子長軸との
方向を一致させて強誘電性液晶表示装置が構成されてい
る。図３に示されている従来例では、一方の偏光板 (図
３では参照符号12) の外側に反射板13を取り付けること
により、反射型の液晶表示装置としているが、この図７
に示されている本発明の液晶表示装置の第１の実施の形
態では、電極そのものをたとえばアルミ等の反射電極10
0 とすることにより、反射型の液晶表示装置となる。

【００４３】従って、この図７に示されている反射型の
液晶表示装置では、液晶分子の長軸方向と偏光板１の偏
光軸とがほぼ45°にある場合には、上方から入射した直
線偏光が液晶層７を通過して円偏光となって反射電極10
0 で反射された後に再度液晶層７を通過するので、入射
光とは90°位相が異なる直線偏光になるため偏光板１で
吸収されて暗状態になる。一方、液晶分子の長軸方向と
偏光板１の偏光軸とがほぼ一致している場合には、上方
から入射した直線偏光はそのまま液晶層７を通過して反
射電極100 で反射された後に再度そのまま液晶層７を通
過するので明状態になる。これらの状態の組み合わせに
より、人の目に画像が認識される。

【００４４】この図７に示されている反射型の液晶表示
装置は具体的には以下にようにして作成した。透明ガラ
ス基板２としてのガラス板上に透明電極３として ITOを
電極幅が0.30mm, ピッチが0.33mmとなるように、またそ
の上に絶縁膜４とし SiO₂を約1000Å積層し、同様に透
明ガラス基板11としてのガラス板上に反射電極100 とし
てアルミを電極幅が0.30mm, ピッチが0.33mmとなるよう
に、またその上に絶縁膜９として SiO₂を約1000Å積層
し、それぞれを洗浄した後にポリイミドをスピンコータ
で塗布し、 200℃で１時間焼成することにより配向膜
５, ８としての約200Åのポリイミド膜を成膜した。

【００４５】そして、配向膜５, ８の表面をレーヨン製
の布でラビングした後に両基板を貼り合わせた間に、液
晶層７としてΔｎ（屈折率異方性）が異なる４種類の液
晶物質（Δｎが0.05, 0.08, 0.13, 0.17) を封入した。
この際、異なる径のスペーサ６を使用してパネルギャッ
プを変えることにより、Δｎｄ（光路差）が80乃至 200
nmの範囲の強誘電性液晶表示装置を作成した。

【００４６】更に、上述のようにして作成した強誘電性
液晶表示装置の表面（透明ガラス基板２側）のみに偏光
板１（日東電工社製NPF-EG1225DU) を貼り付けて液晶表
示装置を作成した。なお、偏光板１の偏光軸と液晶層７
の液晶分子長軸との関係は、液晶分子の双安定状態の一
方の安定状態において一致するようにした。

【００４７】以上のようにして作成した本発明の液晶表
示装置の明状態，暗状態それぞれの標準白色板を基準(1
00％) とした場合の反射率 (相対反射率) を測定し、両
者の比率（反射率比）を計算した。結果を、相対反射率
を図８のグラフに、相対反射率から計算した反射率比を
図９のグラフに示す。なお、上述の測定は人の目の視感
度が最も高いとされる 550nm波長の光で行なった。

【００４８】図８からは、Δｎｄが 100乃至 170nmの範
囲において反射率比５以上が得られていることが判る。
一例として、新聞用紙の反射率比が５程度であることか
ら、この結果は反射型の液晶表示装置としては十分な結
果と言える。更に、Δｎｄが110乃至 160nmの範囲にお
いては反射率比10以上が得られていることが判る。

【００４９】なお、図８に示されているように、従来の
偏光板を二枚使用する反射型の液晶表示装置の明状態に
おける相対反射率は約80％であった。それに対して本発
明の液晶表示装置は約５倍の高い反射率比を示し、非常
に明るい表示状態であることが判る。

【００５０】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図10に強誘電性液晶を使用した本発明の液晶表示装
置の第２の実施の形態の模式的断面図を示す。

【００５１】この図10に示されている第２の実施の形態
と前述の図７に示されている第１の実施の形態との構造
上の相違点は、反射電極が第２の実施の形態では鏡面性
を有するアルミ製の反射電極101 で構成されている点
と、偏光板１の更に外面に散乱板14が積層されている点
である。なお、散乱板14は、コントラスト比の低下を防
ぐ目的で、後方散乱を極力抑制し得るようにした。具体
的には、アルミ反射電極上に積層した場合の反射率が89
％に、黒色レジスト上に積層した場合の反射率が５％以
下になるような物質を散乱板14として使用した。

【００５２】また、液晶層７にはΔｎが0.13の液晶物質
を使用し、Δｎｄが135nm になるようにした。上述以外
の構成は図７に示されている第１の実施の形態と同様で
あり、作成方法も同様である。具体的には、透明ガラス
基板２としてのガラス板上に透明電極３として ITOを電
極幅が0.30mm, ピッチが0.33mmとなるように、またその
上に絶縁膜４とし SiO₂を約1000Å積層し、同様に透明
ガラス基板11としてのガラス板上に鏡面製を有するアル
ミ製の反射電極101 として電極幅が0.30mm, ピッチが0.
33mmとなるように、またその上に絶縁膜９として SiO₂
を約1000Å積層し、それぞれを洗浄した後にポリイミド
をスピンコータで塗布し、 200℃で１時間焼成すること
により配向膜５, ８としての約 200Åのポリイミド膜を
成膜した。

【００５３】そして、配向膜５, ８の表面をレーヨン製
の布でラビングした後に両基板を貼り合わせた間に、液
晶層７としてΔｎが0.13の液晶物質を封入した。この
際、スペーサ６の径を調整することにより、Δｎｄが 1
35nmとなるようにして強誘電性液晶表示装置を作成し
た。

【００５４】更に、上述のようにして作成した強誘電性
液晶表示装置の表面（透明ガラス基板２側）のみに偏光
板１（日東電工社製NPF-EG1225DU) を貼り付け、その上
に上述のような散乱板14を積層して液晶表示装置を作成
した。なお、偏光板１の偏光軸と液晶層７の液晶分子長
軸との関係は、液晶分子の双安定状態の一方の安定状態
において一致するようにしたことは第１の実施の形態と
同様である。

【００５５】以上のようにして作成した反射型の液晶表
示装置の明状態，暗状態それぞれの反射率及び表示状態
を目視で確認したところ、反射率比がほぼ20程度と認め
られる程度の明瞭な明暗状態が得られた。更に、明状態
における鏡面状態も解消されており、また更に二重映り
の状態も見られなかった。

【００５６】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図11に強誘電性液晶を使用した本発明の液晶表示装
置の第３の実施の形態の模式的断面図を示す。この図11
に示されている第３の実施の形態と前述の図７に示され
ている第１の実施の形態との構造上の相違点は、反射電
極が第３の実施の形態では散乱性を有する反射電極102
で構成されている点である。また、この図11に示されて
いる第３の実施の形態と前述の図10に示されている第２
の実施の形態との構造上の相違点は、反射電極102 が鏡
面性を有するか散乱性を有するかという点と、液晶層７
のΔｎｄが第２の実施の形態では 135nmであったがこの
第３の実施の形態では 150nmである点である。

【００５７】具体的には、透明ガラス基板２としてのガ
ラス板上に透明電極３として ITOを電極幅が0.30mm, ピ
ッチが0.33mmとなるように、またその上に絶縁膜４とし
SiO ₂を約1000Å積層し、同様に透明ガラス基板11とし
てのガラス板上に散乱製を有するアルミ製の反射電極10
2 として電極幅が0.30mm, ピッチが0.33mmとなるよう
に、またその上に絶縁膜９として SiO₂を約1000Å積層
し、それぞれを洗浄した後にポリイミドをスピンコータ
で塗布し、 200℃で１時間焼成することにより配向膜
５, ８としての約 200Åのポリイミド膜を成膜した。

【００５８】そして、配向膜５, ８の表面をレーヨン製
の布でラビングした後に両基板を貼り合わせた間に、液
晶層７としてΔｎが0.13の液晶物質を封入した。この
際、スペーサ６の径を調整することにより、Δｎｄが 1
50nmとなるようにして強誘電性液晶表示装置を作成し
た。

【００５９】更に、上述のようにして作成した強誘電性
液晶表示装置の表面（透明ガラス基板２側）のみに偏光
板１（日東電工社製NPF-EG1225DU) を貼り付けて液晶表
示装置を作成した。なお、偏光板１の偏光軸と液晶層７
の液晶分子長軸との関係は、液晶分子の双安定状態の一
方の安定状態において一致するようにしたことは前述の
各実施の形態と同様である。

【００６０】ところで、この第３の実施の形態の散乱性
を有する反射電極102 は、ガラスの表面にサンドブラス
トを施し、フッ酸により凹凸を滑らかにすると共に 0.5
μｍ以下の凹凸に抑え、その表面にアルミを蒸着した。

【００６１】以上のようにして作成した反射型の液晶表
示装置の明状態，暗状態それぞれの反射率及び表示状態
を目視で確認したところ、反射率比がほぼ８程度と認め
られる程度の明瞭な明暗状態が得られた。更に、明状態
における鏡面状態も解消されており、また更に二重映り
の状態も見られなかった。

【００６２】なおこの第３の実施の形態においては、ア
ルミ反射電極に 0.5μｍ以下の凹凸を形成することによ
り散乱性を付与したが、散乱性を付与したアルミ板上に
透明な平坦化膜を形成して更にその上に透明電極を形成
する構成としてもよく、基本的には同様の効果が得られ
る。

【００６３】

【発明の効果】以上に詳述したように本発明の液晶表示
装置によれば、液晶物質の屈折率異方性が0.05乃至0.17
の範囲であり、両配向膜間のギャップが 0.5乃至４μｍ
であることにより、液晶層がもう一枚の偏光板として機
能するため偏光板が一枚で済む。これにより、反射電極
からの反射光量が増大し、より明るい表示状態が得られ
る。

【００６４】また、波長 550nmにおける入射直線偏光が
反射電極に達するまでの光路差、または反射電極での反
射光が偏光板に達するまでの光路差が 100乃至 170nmと
なるように調整されている場合には、一枚の偏光板によ
り明瞭な明暗状態が得られる。

【００６５】更に、波長 550nmにおける入射直線偏光が
反射電極に達するまでの光路差、または反射電極での反
射光が偏光板に達するまでの光路差が 110乃至 160nmと
なるように調整されている場合には、一枚の偏光板によ
り更に明瞭な明暗状態が得られる。

【００６６】また更に、波長 550nmにおける入射直線偏
光及び反射電極での反射光に対してλ／４板として機能
するように調整されている場合には、一枚の偏光板によ
り理想的な明瞭な明暗状態が得られる。

【００６７】更に、反射電極が光の散乱性を有している
場合には、反射電極からの反射光が外部へ出射する際に
散乱されて白表示の際に白色が忠実に再現される。

【００６８】更にまた、反射電極が鏡面性を有し、反射
電極からの反射光を散乱させる散乱物を更に備えた場合
には、反射電極からの反射光が外部へ出射する際に散乱
されて白表示の際に白色が忠実に再現されると共に、反
射電極が鏡面状態に見えることが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】表面安定化強誘電性液晶の模式図である。

【図２】強誘電性液晶表示素子の状態変化の模式図であ
る。

【図３】従来の反射型強誘電性液晶表示装置の模式的断
面図である。

【図４】強誘電性液晶表示装置の電極構成の模式図であ
る。

【図５】本発明の液晶表示装置の暗状態になる場合の光
の透過状態を示す模式図である。

【図６】本発明の液晶表示装置の明状態になる場合の光
の透過状態を示す模式図である。

【図７】本発明の液晶表示装置の第１の実施の形態の模
式的断面図である。

【図８】本発明の液晶表示装置の明状態，暗状態の相対
反射率を示すグラフである。

【図９】本発明の液晶表示装置の明状態，暗状態の反射
率比を示すグラフである。

【図１０】本発明の液晶表示装置の第２の実施の形態の
模式的断面図である。

【図１１】本発明の液晶表示装置の第３の実施の形態の
模式的断面図である。

【符号の説明】

１偏光板２透明ガラス基板３透明電極５配向膜６スペーサ７液晶層８配向膜 100 反射電極 101 (鏡面性を有する) 反射電極 102 (散乱性を有する) 反射電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白戸博紀神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者牧野哲也神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者清田芳則神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれに電極と配向膜とが積層された
一対の基板を、それぞれの配向膜間に強誘電性液晶物質
を介在させて対向配置した液晶表示装置において、前面側の基板上の積層された前記電極が透明電極であ
り、背面側の基板上に積層された前記電極が光反射性を
有する反射電極であり、前記液晶物質の屈折率異方性が0.05乃至0.17であり、前記両配向膜間のギャップが 0.5乃至４μｍであること
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】波長 550nmにおける入射直線偏光が前記
反射電極に達するまでの光路差、または前記反射電極で
の反射光が前記偏光板に達するまでの光路差が 100乃至
170nmであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
示装置。
【請求項３】波長 550nmにおける入射直線偏光が前記
反射電極に達するまでの光路差、または前記反射電極で
の反射光が前記偏光板に達するまでの光路差が 110乃至
160nmであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
示装置。
【請求項４】入射直線偏光及び前記反射電極での反射
光に対してλ／４板として機能するように調整されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記反射電極は光の散乱性を有すること
を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記反射電極は鏡面性を有し、前記反射
電極からの反射光を散乱させる散乱物を更に備えたこと
を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。