JPH11142840A

JPH11142840A - 液晶表示装置並びにその製造方法

Info

Publication number: JPH11142840A
Application number: JP30909997A
Authority: JP
Inventors: Kanemitsu Kubota; 兼充久保田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型カラー液晶表示装置において、比較的簡
単な製造方法により、明るく色純度の良い反射型カラー
画像を実現させることを課題とする。【解決手段】それを構成するフィルムの層厚が平面的な
領域により異なる反射偏光子１８を光吸収層１７を介し
て下基板１２貼り合わせて、それにカラーフィルターと
反射板と偏光板との機能を担わせる。

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、特に
明るいカラー表示が可能な反射型の液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー表示のできる反射型液晶表示装置
は、低消費電力で動作するカラー表示体として、特に携
帯機器用の表示装置として期待されている。

【０００３】従来、反射型液晶表示装置をカラー化する
方式としては、白黒表示の反射型液晶表示装置を基本に
して、そこにカラーフィルター層を各表示ピクセルに対
応させ重ね合わせる方式が一般的であったが、これには
次のような問題が生じていた。

【０００４】（１）表示が暗く見にくい。

【０００５】（２）表示の色純度が悪い。

【０００６】上記の問題は、カラーフィルターの透過ス
ペクトルが図２に示すように、ガウス関数状のなだらか
な分布（Ｒ：赤色、Ｇ：緑色、Ｂ：青色）を示すととも
に、その上、透過率がピーク値でも１００％に達してい
ない（特に青色カラーフィルター）事などに起因してい
る。表示の明るさはカラーフィルターの透過スペクトル
の面積に、また色純度は透過スペクトルの分布する波長
領域の幅にほぼ対応する。（幅が狭いほど、色純度が良
くなる。）従って、透過スペクトルの面積を増大させて
表示の明るさを増そうとすると、透過スペクトルの波長
領域が広がり表示色の色純度が著しく低下してしまっ
た。

【０００７】そこで上述した課題を解決するための提案
例が、特開平７−２３９４７１（引用例１）に示されて
いる。該引用例１によれば、カラーフィルター層とし
て、従来の染料や顔料を用いた光吸収型の色材の代わり
に特定波長域の光を反射するコレステリック液晶を用い
ている。該コレステリック液晶は、それと同じピッチと
ねじれの向きを持つ円偏光を選択的に反射する事がよく
知られている。そして、この反射光のスペクトルは引用
例１にも示されている通り、ガウス関数状とはならず、
図３にも示す通り略矩形の反射スペクトルを示し、しか
もその上、ピーク反射率はどの色に対しても入射円偏光
の１００％近くにも達する。従って、色純度を下げずに
反射率を上げる事が可能で、鮮明な色と明るさとを両立
させた反射型カラー液晶表示装置を実現させる方法とし
て注目された。（図３において、３０１は従来のカラー
フィルターによる色スペクトル、３０２は引用例１に基
づくコレステリック液晶によるカラーフィルターの色ス
ペクトルである。）

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述したコレス
テリック液晶層を用いたカラーフィルターには以下の問
題がある。

【０００９】（１）該カラーフィルターは円偏光のみを
反射するため、直線偏光子及び液晶層を通過した光は円
偏光でなければならない。従って、引用例１にも示され
ているように、液晶表示セルに位相差板を付加して、直
線偏光を円偏光に変換させている。この位相差板を付加
することにより液晶表示装置の構造がより複雑になり製
造コストが上昇する他、この位相差板には屈折率の波長
分散があるため、入射したすべての波長光が円偏光とは
ならず、一部の波長光は楕円偏光となるため、その光の
一部は該コレステリック液晶層を透過してしまい、その
分、反射光が減り暗い反射型表示となっていた。

【００１０】（２）明るさに重要な反射波長域幅（△
λ）を自由に設定して明るさと色純度を所望の値に設定
することが困難である。

【００１１】上記コレステリック液晶層による反射円偏
光の中心波長（λ0）は次の（式１）、反射波長域幅
（△λ）は（式２）で示される。

【００１２】（式１）λ0＝（１／２）・（ｎ1＋ｎ2）・ｐここで、（１／２）・（ｎ1＋ｎ2）は複屈折性（屈折率
ｎ1、ｎ2）を示すコレステリック液晶の平均屈折率、ｐ
はコレステリック液晶のヘリカルピッチである。

【００１３】（式２）△λ＝△ｎ・ｐここで、△ｎはコレステリック液晶の複屈折の大きさ
（△ｎ＝ｎ1−ｎ2）である。

【００１４】上式から、反射波長は、主にコレステリッ
ク液晶のピッチ（ｐ）を変えることにより所望の中心波
長を有するカラーフィルターが得られる。一方、明るさ
を決める反射波長域幅（△λ）は、コレステリック液晶
の複屈折性の大きさで（△ｎ）で決まってしまい、反射
波長域幅（△λ）を広げたり狭めたりするにはコレステ
リック液晶の材料そのものの開発が必要であり容易では
なかった。しかも、コレステリック液晶の複屈折の大き
さは筆者の知る限りでは０．２が最大であり、従って反
射波長域幅（△λ）も最大で約１００ｎｍであり、これ
より広い反射波長幅を有する明るいカラーフィルターが
欲しいときには中心波長の異なるコレステリック層を２
層重ねて用いる必要があり、製造の困難性が極端に増し
てしまった。

【００１５】（３）３色配列のカラーフィルター層の形
成工程が複雑で製造性が悪い。

【００１６】引用例１では、あらかじめ基板上にポリイ
ミド膜をコート、焼成した後、ラビングにより配向処理
を施しておいた上に、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれ異なるヘリカ
ルピッチを有する各コレステリック液晶高分子フィルム
を融点まで加温した状態で一色毎に3回印刷し、更にロ
ーラーで平坦化処理を施してカラーフィルター層を形成
するといった非常に長く複雑な工程を経て形成されてい
る。

【００１７】本発明は上述した課題を解決する新規のカ
ラーフィルターを提供し、それにより、明るく、色純度
の良い反射型のカラー液晶表示装置を製造性良く実現す
ることを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明による液晶表示装置並び
にその製造方法は以下のようにしたものである。

【００１９】すなわち、請求項１によれば、対向配置さ
れた一対の上下基板、該上下基板間に挟持された液晶層
を少なくとも備えた液晶表示装置であって、該液晶層の
上部側には直線偏光子を、同じく下部側には、異なる波
長域の偏光をそれぞれ反射する複数の領域を有する反射
偏光子、を少なくとも備えた事を特徴とする液晶表示装
置が提供される。

【００２０】これにより、任意の反射中心波長で任意の
反射波長幅を持つカラーフィルターが容易に形成できる
とともに、その反射スペクトルの形状も矩形に近く、従
って明るく、色純度の良い反射型のカラー液晶表示装置
が実現できる。

【００２１】また、請求項２によれば、上記直線偏光子
の上面に、光散乱層もしくは光散乱板を配した事を特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置が提供される。

【００２２】本発明で用いられた反射偏光子によるカラ
ーフィルターは鏡面光沢を有するためそのままでは視角
依存性の強い反射型のカラー液晶表示装置となってしま
う。そこで上述したように、液晶表示装置の上部に配さ
れた直線偏光子の更に上面に光散乱層もしくは光散乱板
を配置すれば、反射光は散乱され光沢の無い見やすい反
射型カラー液晶表示装置が提供できる。

【００２３】また、請求項３によれば、対向配置された
一対の上下基板、該上下基板間に挟持された液晶層を少
なくとも備えた液晶表示装置であって、該液晶層はネマ
チック液晶材と高分子樹脂材とを少なくとも含む高分子
分散型液晶材から構成されるとともに、該液晶層の下部
側には、異なる波長域の偏光をそれぞれ反射する複数の
領域を有する反射偏光子、を少なくとも備えた事を特徴
とする液晶表示装置が提供される。

【００２４】これにより、直線偏光子を省いた更に明る
い反射型のカラー表示が可能となり、特に薄暗い環境下
でも見やすい反射型のカラー液晶表示装置が提供でき
る。

【００２５】また、請求項４によれば、上記反射偏光子
は、光吸収層を介して上記下基板の液晶層側の面上に配
された事を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の液晶表示装置が提供される。

【００２６】これにより、表示画素とカラーフィルター
層とが略密着するため、斜めより反射型液晶表示装置を
観察しても色ズレや隣の色との混色の無い色純度の良い
反射型のカラー液晶表示装置が提供できる。

【００２７】また、請求項５によれば、上記反射偏光子
の上部に、無色のオーバーコート層を介して透明電極層
を配した事を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
載の液晶表示装置が提供される。

【００２８】これにより、反射偏光子の表面の凹凸を該
オーバーコート材で覆いその表面を平坦化して液晶層の
層厚を均一に保ち表示ムラのない反射型液晶表示装置が
提供できる。

【００２９】また、請求項６によれば、上記無色のオー
バーコート層に光散乱性を付与させた事を特徴とする請
求項５に記載の液晶表示装置が提供される。

【００３０】これにより、前述した光散乱層や光散乱板
を用いなくても、光沢の無い表示反射光が得られ見やす
い反射型液晶表示装置が提供できる。

【００３１】また、請求項７によれば、請求項１乃至５
のいずれかに用いられた、それぞれ異なる波長域の偏光
を反射する複数の領域を有する反射偏光子は、光学的に
異なる複数種類のフィルムが交互に積層された複合多層
膜から構成されるとともに、上記領域毎に該フィルムの
層厚を異ならせた複合多層膜であることを特徴とする液
晶表示装置が提供される。

【００３２】これにより、反射中心波長や反射波長域の
幅を自由かつ容易に設定できる反射型カラーフィルター
が得られ、明るさと色純度とを両立させた反射型のカラ
ー液晶表示装置が容易に提供できる。

【００３３】また、請求項８によれば、前記反射偏光子
の製造方法は、全面に亘って略同一の層厚を有する複合
多層膜を準備するとともに、該複合多層膜を所定の段差
を有する型を用いて加熱プレスすることにより、複数領
域で層厚の異なる所望の複合多層膜を形成する事を特徴
とする液晶表示装置の製造方法が提供される。

【００３４】これにより、反射色の異なる複数領域を持
つ前記反射偏光子を容易に製造できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明によ
る液晶表示装置を具体的に説明する。

【００３６】（実施例１）図１は、本発明に基づく反射
型のカラー液晶表示装置の断面図で、カラーフィルター
として反射偏光子１８を用いている。１１，１２はそれ
ぞれ上基板及び下基板でガラス板もしくはプラスチック
板から構成されている。１４，１５は液晶層に電圧を印
加するための上及び下電極でＩＴＯなどの透明電極で構
成されている。１６は、液晶層を構成する液晶分子でそ
の線は液晶分子の長軸を表わしている。液晶層は通常の
ＴＮ（Twisted Nematic）型で、液晶分子１６は電圧が
印加されていない状態で略９０度のツイスト構造をとっ
ている。１８は反射偏光子で、偏光子とカラーフィルタ
ーと反射板の機能を併せ持っている。この働きについて
は後で詳述する。１９は無色透明樹脂材からなるオーバ
ーコート層で、反射偏光子１８の面上にスピンコートな
どの方法により塗布・焼成して形成し、反射偏光子の表
面凹凸を平坦化させて表示ムラのない液晶表示装置を提
供する役目を果たしている。１７は黒色等の光吸収層で
反射偏光子１８と下基板１２の間に挿入され光吸収の機
能の他、両者の接着機能をも併せ持っている。

【００３７】次に本発明に用いた反射偏光子について図
を用いて詳しく説明する。尚、ここで用いる反射偏光子
はＰＣＴＷＯ９５／１７６９２に示されたものと原理
的に同じものと考えて良い。

【００３８】図４は反射偏光子の断面構造を示す。反射
偏光子は光学的に異なる２種類の無色透明なフィルム
Ａ，Ｂが交互に複数回積層された構造を有する。フィル
ムＡのＸ偏光に対する屈折率をｎAX、Ｙ偏光に対する屈
折率をｎAYとおく。ここでＸ方向とは図４に示すように
紙面に平行な方向、Ｙ方向とは紙面に垂直な前後方向で
あり、このことは本発明の詳細な説明の全てにわたって
共通化させている。一方、フィルムＢのＸ偏光に対する
屈折率をｎBX、Ｙ偏光に対する屈折率をｎBYとおく。そ
して、（式３）ｎAX＝ｎBX （式４）ｎAY≠ｎBY （ｎAY＞ｎBY）（式３）、（式４）が充たされるように各フィルムＡ，
Ｂを準備してＸ，Ｙ方向を揃えて積層すれば、Ｘ方向に
偏光軸を持った偏光（Ｘ偏光）に対してはフィルムＡ，
Ｂの間で屈折率の違いが無いために反射を少しも受ける
こと無く図示するように透過して反対面から外部に出
る。次にＹ方向に偏光軸を持つ偏光（Ｙ偏光）に対して
はフィルムＡ，Ｂの間で屈折率の違いがあるため一部が
反射されて残りが透過する。この時の反射される光の波
長、反射波長幅、反射率は個々のフィルムＡ，Ｂの厚み
（ｄA、ｄB）や屈折率（ｎAY、ｎBY）及び屈折率の差
（△ｎY＝ｎAY−ｎBY）や積層するフィルム層数を選択
する事により任意に設定できる。

【００３９】更に詳しく説明すると、反射光の中心波長
（λ0）は、（式５） λ0＝４ｎAY・ｄA＝４ｎBY・ｄB となり、各フィルムの厚みｄA、ｄBが（式５）を充たす
を充たす時、波長λ0の光が最も強く反射される。

【００４０】次に、反射される光の波長帯幅（△λ0）
は、（式４） △λ0＝λ0・（４／π）・sin^-1（(ｎAY−ｎBY）／(ｎAY＋ｎBY））で示されるように２種類のフィルムＡ，Ｂの屈折率差
(△ｎY＝｜ｎAY−ｎBY｜）が大きいほど反射される光の
波長帯幅（△λ0）も大きくなる。

【００４１】次に、反射率（Ｒ）は、（式５）Ｒ≒１−４・（ｎBY／ｎAY）^2N （ここで２ＮはフィルムＡ，Ｂの総層数である。）で表
され、２種類のフィルムＡ，Ｂの屈折率差(△ｎY＝ｎAY
−ｎBY）が大きいほど、更には積層するフィルム層数が
多いほど反射率が上がる。

【００４２】なお以上の説明の更に詳細については、先
述したＰＣＴＷＯ９５／１７６９２または文献
（「応用光学II」鶴田匡夫著、培風館発行、p128〜13
3）に記されている。

【００４３】ここで、図５に示すようなフィルムＡとフ
ィルムＢとを交互に積層させた複合多層膜からなる反射
偏光子の反射波長、反射率及び反射スペクトルを具体的
に求め、その結果を図６（ａ）、（ｂ）に示す。ここで
用いたフィルムＡ及びフィルムＢの各層厚は、図５に示
す様にｄA及びｄB、Ｘ偏光に対する屈折率（ｎAX、ｎＢ
Ｘ）は双方とも同じ１．５、一方、Ｙ偏光に対する屈折
率（ｎＡＹ、ｎBY）はそれぞれ１．７及び１．５であ
る。これからＸ偏光は透過し、Ｙ偏光は反射される事が
わかる。この複合多層膜の総層数とＹ偏光反射率との関
係、各フィルムの層厚（ｄA、ｄB）と偏光反射の中心波
長との関係を図６（ａ）、（ｂ）に示す。まず、Ｙ偏光
反射率は総層数を増すほど反射率は高くなり、６０層以
上でほぼ１００％の偏光反射率が得られる事がわかる。
次に、反射される中心波長は前述したようにフィルム
Ａ，Ｂの層厚（ｄA、ｄB）によって決まり、図６（ａ）
に示すように（６−１）を充たすｄA、ｄBでは中心波長
４５０ｎｍの光を、、図６（ｂ）に示すように（６−
２）を充たすｄA、ｄBでは中心波長５５０ｎｍの光をそ
れぞれ反射する。次に反射波長幅△λ、△λ′について
は前述した（式４）に示した通りフィルムＡ，ＢのＹ偏
光に対する屈折率差（△ｎ）が大きいほど反射される光
の波長幅△λ、△λ′が広がる。図６の場合には、△ｎ
＝０．２であるが、引用例１によれば△ｎ＝０．２４で
ありこの場合には反射波長幅も広くなる。この反射波長
幅△λ、△λ′を広げるもう一つの方法は、互いに異な
るフィルム層厚を持つ複数の複合多層膜同士を重ね合わ
せれば二つの反射スペクトルが重なったより広い反射波
長幅を持った反射カラーが得られることが容易にわか
る。そして、この重ね合わせる方法の方が所望の反射波
長幅を実現するのにより容易な方法である。

【００４４】以上の様に、上記複合多層膜からなる反射
偏光子においては、反射中心波長、反射波長幅、偏光反
射率を積層枚数、各フィルム層厚、異なる複合多層膜同
士の重ね合いによって自由にしかも容易に希望する値に
設定できる。更に、その反射率は図６に示す様に６０層
も積層すれば、どの反射色でも約１００％にも達するこ
とがわかる。

【００４５】次に、異なる波長域の偏光を反射する複数
領域から構成されている複合多層膜からなる反射偏光子
の製造方法について説明する。図７は、前述した図１に
示された反射偏光子１８の断面構造図であり、基本的に
前述した複合多層膜から構成されている。そして図示す
るように該複合多層膜は場所ごとにそれを構成するフィ
ルムの層厚を変えることにより偏光反射させる光の波長
域を異ならせている。（４１：赤色Ｙ偏光反射領域、４
２：青色Ｙ偏光反射領域、４３：緑色Ｙ偏光反射領域）
このようにして、該反射偏光子１８は反射型液晶表示装
置においてカラーフィルターの役割と偏光板の役割と反
射板の役割とを併せ持った機能を有している。

【００４６】図８は上記反射偏光子１８の具体的な製造
方法を示す断面図である。まず、図４や図５に示される
ような所定の層数及び層厚を有する複合多層膜を準備し
て、それを所定の段差を有する型８１を用いて上部より
加圧（プレス）することにより各領域が赤、青、緑色の
Ｙ偏光を反射するように層厚を合わせ込む。この時、加
熱ヒーター８３を用いれば、より低い圧力で所望の層厚
を有する複合多層膜が得られる。

【００４７】このように、本発明によるカラーの反射偏
光子１８は加熱プレスの工程だけで形成できるため、前
述した引用例１のように、下地配向、３回の加熱印刷、
ローラーによる平坦化処理など複雑で長い工程を伴う製
造工程に比べて極めて容易に製造できる。

【００４８】このようにして形成された反射偏光子１８
を用いた本発明による反射型のカラー液晶表示装置の表
示動作を図１に戻って説明する。

【００４９】液晶表示装置の上面から電圧無印加部２０
に向けて入射した光（入射光（１））は、直線偏光子１
３によりＸ偏光となって液晶層に進む。そこで略９０度
偏光軸が回転されてＹ偏光となって透明電極１５と透明
なオーバーコート層１９とをそれぞれ通過して反射偏光
子１８に進む。該反射偏光子１８内の赤色領域２２で
は、前述したように、赤色のＹ偏光のみを反射し、残り
の光を透過させるように設計されている。よって、入射
光（１）のうち、赤色のＹ偏光のみが反射されて再び液
晶層を通過し、その際に再度９０度偏光軸が回転されて
Ｘ偏光となって直線偏光子１３に達し、そこを透過して
赤色反射光となって上側に放出される。したがって、該
赤色領域２２は表示観察者の目には赤く輝いて見える。
この時の反射光スペクトルは図６に示す様な略矩形形状
をしているとともに、そのピーク反射率も１００％近く
になるため、従来のカラーフィルターに比べて大幅に明
るく、しかも反射波長幅が狭く色純度の優れたカラー反
射が得られる。

【００５０】本実施例においては、反射偏光子１８が下
基板１２の液晶層側の面（つまり上面）に配置されてい
るため、反射偏光子１８と液晶層とがほとんど接してい
る。それによって、上記赤色反射光が隣の（緑色や青色
の）画素領域の液晶層を通って外部に反射される事は殆
ど無い。従って、色の混色が起こらず表示画像の周辺部
まで色純度の良い優れた表示画像が実現できる。

【００５１】一方、電圧印加部２１に入射した光（入射
光（２））は、やはり直線偏光子１３にてＸ偏光となっ
た後、液晶層に進入する。該電圧印加領域２１では液晶
分子１６は上、下基板１１，１２面に対して略垂直方向
に配列するため、該Ｘ偏光は回転されずにＸ偏光のまま
反射偏光子１８に達する。前述と同様に該反射偏光子の
緑色領域２４では緑色のＹ偏光のみを反射し、残りは全
て透過するため上記Ｘ偏光はすべて透過して黒色の光吸
収層１７に達してそこで光吸収される。従って、該緑色
領域２４は、表示観察者には黒色として見える。

【００５２】このようにして本発明によるカラーの反射
偏光子１８を用いた反射型のカラー液晶表示装置は動作
するが、従来の染料や色素などの色材からなるカラーフ
ィルター層を用いた反射型液晶表示装置に比べて図３に
示す様な略矩形でしかも反射率が１００％近いカラース
ペクトル（３０２）をもったカラー反射光が得られるた
め、明るく色鮮やかな反射型カラー画像が得られる。
又、前述した引用例１に比べても複屈折による反射光の
ロスが少ない分、更に明るい反射色が得られる他、色と
反射波長領域を所望の値に、自由にしかも容易に設定し
製造する事ができる。

【００５３】上述した実施例に用いられた液晶層は、現
在広く普及しているＴＮ型としたが、この他、ＳＴＮ
型、一枚偏光板ＴＮ型、一枚偏光板ＳＴＮ型、垂直配向
型ネマチック等、白黒表示する液晶層ならばいずれにお
いても本発明の効果が達成できる事は明らかである。

【００５４】（実施例２）図９は本発明に基づく第２の
実施例を説明する反射型カラー液晶表示装置の断面図で
ある。本実施例においては、液晶表示装置の最上面つま
り直線偏光子１３の上部に光散乱層又は光散乱板３１を
付加している。この光散乱層又は光散乱板３１の形成方
法としては、透明樹脂板の表面を凹凸加工する方法や、
透明樹脂材に屈折率の異なる別の透明樹脂材を混合した
上で該混合物を印刷して硬化させる方法や、板状に硬化
させて光散乱板にするといったいろいろな形成方法があ
る。上記光散乱層又は光散乱板以外の構成又は部材は実
施例１と同じであり、その他の構成部材の説明は省略す
る。次に実施例２の表示動作について説明する。電圧印
加部２０内の赤色領域２２に入射した光（入射光
（１））は、実施例１と同様に反射偏光子１８により赤
色のＹ偏光となって反射され液晶層に戻り、再び該液晶
層で偏光軸が９０度回転されてＸ偏光となって直線偏光
子１３に達し、そこを透過して光散乱板３１に進む。そ
こで図示するように散乱されて上方へ放散される。そし
て、その一部が表示観察者の目に入り赤色散乱光として
視認される。一方、電圧印加部２１に入射した光（入射
光（２））は、実施例１と同様に光吸収層１７で吸収さ
れるため黒色表示として認識される。この時、入射光
（２）の一部は光散乱板３１で散乱を受けて後方散乱光
となって表示観察者の目に達するが、該光散乱板３１の
後方散乱度を５％以下にしておけば黒表示の画質をほと
んど損なう事はないという事が実際の反射型白黒液晶表
示装置でも確かめられている。

【００５５】このように、本実施例においては、実施例
１と同様に明るく色純度の良い反射型のカラー表示が実
現できる他、反射光が鏡面反射される事なく散乱される
ため、表示装置を見る方向によってその明るさが急激に
変わる事が無く、紙に印刷されたカラー表示により近い
画質を持った眼にやさしい反射型カラー液晶表示装置が
実現できる。

【００５６】（実施例３）図１０は、本発明に基づく第
３の実施例を説明する反射型のカラー液晶表示装置の断
面図である。本実施例においては、前述の実施例２で用
いた光散乱板の代わりにオーバーコート層１０１に光散
乱性を付与することにより鏡面反射を防ぎ、カラー印刷
物に近い、より見やすい反射型カラー表示を実現させる
ものである。そのために、オーバーコート層１０１に
は、例えば、アクリル系の透明樹脂モノマー材に屈折率
の異なるポリカーボネート系の透明樹脂モノマー材を加
えて混合した物を、適切な溶媒に溶かした上で、反射偏
光子１８上に印刷もしくはスピンコート法などにより、
硬化後に反射偏光子１８の表面段差がなくなり平坦にな
るまで塗布し、しかる後、加熱や紫外線などにより上記
溶媒の除去し、硬化（ポリマー化）させてオーバーコー
ト層１０１を得る。この時、上記２種類の樹脂は相分離
されて屈折率の異なる複数の樹脂材が混合された状態と
なる。その為、該オーバーコート相１０１は白濁した外
観を呈し光散乱性が生じる。

【００５７】よって、実施例２で説明したのと同様に、
反射光（ここでは赤色反射光）は散乱されて表示観察者
には鏡面光沢の無いやわらかな色表示となり、視角方向
によって明るさが急激に変わる事もなく目に優しい表示
が可能となる。更に実施例２で示したように新たに光散
乱層又は光散乱板を付加する必要もなく、より簡単で低
コストで上記効果を達成できる。

【００５８】（実施例４）図１１は、本発明に基づく第
４の実施例を説明する反射型のカラー液晶表示装置の断
面図である。本実施例による液晶表示装置は、前述した
実施例１〜３で用いた直線偏光子を有するＴＮ型液晶の
代わりに、直線偏光子を省き液晶層に高分子分散型液晶
を用いたものである。従って、液晶層と直線偏光子以外
の構成は前述した実施例１と同じと考えて良い。これに
より、直線偏光子がなく、更に明るい反射型のカラー液
晶表示装置が可能となる。

【００５９】図１１に示す様に、液晶層は液晶分子（液
晶材）１６と高分子樹脂材１１１との混合物からなる。
この液晶層の表示動作は、既存の高分子分散（ＰＤＬ
Ｃ）型液晶表示装置と同じと考えて良い。つまり、電圧
無印加部２０においては、液晶材１６の屈折率と高分子
樹脂材１１１の屈折率とが異なり入射光（１）は該液晶
層で光散乱される。そして、その内の一部は白色の後方
散乱光となって液晶表示装置の前面に戻されるが、残り
は前方散乱光となって反射偏光子１８に達する。そこ
で、赤色領域領域２２においては赤色のＹ偏光のみが反
射され、残りの光はそのまま光吸収層１７に達しそこで
吸収される。反射された赤色Ｙ偏光は再び液晶層を通過
しそこで再度光散乱を受けて、より散乱された赤色散乱
光となって液晶表示装置の前面に放出される。従って、
該領域２２においては、表示画面の明るさは、該赤色散
乱光に前記白色の後方散乱光が加わり、より明るい表示
画面となる。一方、電圧印加部２１では、図１１に示す
様に、液晶分子１６は上下基板１１，１２の面に対して
略垂直に配向する。その結果、液晶材１６の屈折率と高
分子樹脂材１１１の屈折率とが略一致する。よって、該
電圧印加部２１に入射した光（入射光（２））は、液晶
層内部で殆ど光散乱を受ける事無くそのまま反射偏光子
１８に達し、緑色領域２４では緑色のＹ偏光のみが鏡面
反射されそれ以外の光は全て光吸収層１７に吸収され
る。したがって、該緑色領域２４においては緑色の鏡面
反射光４１が得られる。しかしこの色は反射偏光子１８
を介して表示観察者の鏡面反射方向に白色の照明源があ
る場合のことであり、通常は、該反射方向に必ずも照明
源があるとは限らず壁や天井といった構造物の場合が多
い。この場合には、自ら光を発しないため反射される緑
色光も弱いものとなる。同様に該緑色領域２４の周囲の
赤や、青色の領域も共に電圧印加されている場合にはこ
れら3色の弱い反射光が混じりあって全体として暗い灰
色として表示観察者には認識される。

【００６０】このように、本実施例においては、、完全
な黒表示が得られず暗い灰色表示となるが、前述したよ
うに電圧無印加部２０では前記実施例１〜３に比べて更
に明るくなるため、表示全体を目で見た感覚では、より
明るさを優先させた本実施例による反射型液晶表示装置
の方が、キレイで見やすい表示となった。

【００６１】上述した説明では、液晶層を構成する液晶
分子１６の長軸方向はＸ軸方向に向かせていたが、この
場合はＸ偏光成分がより多く光散乱されるため反射偏光
板１８の反射偏光軸もＸ方向としておいた方がより明る
い赤色散乱光の反射が得られる。このように、液晶分子
をラビング処理等により出来るだけ一方向に並べて散乱
光に偏光性を持たせてより効率良く偏光反射させる事
は、本実施例において明るい反射型液晶表示装置を得る
ために重要は計らいである。

【００６２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な製
造方法で、それを構成するフィルムの層厚が部分的に異
なる反射偏光子が実現でき、これにより、簡単な構成
で、偏光反射率のピーク値が約１００％で矩形に近い形
状の３色反射波長スペクトルを持った反射型カラーフィ
ルターが実現でき、これを用いて、従来に比べ、明る
く、色鮮やかな反射型カラー液晶表示装置が容易に提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく反射型カラー液晶表示装置の断
面図。

【図２】従来のカラーフィルターの透過スペクトル図。

【図３】コレステリック液晶の反射波長スペクトルと従
来のカラーフィルターの透過スペクトルとの比較図。

【図４】反射偏光子の断面構造と機能を説明する図。

【図５】本発明に用いる反射偏光子の一例を示す断面
図。

【図６】図５に基づく反射偏光子の反射スペクトル図。

【図７】本発明に用いるカラーフィルター機能を有する
反射偏光子の断面構造図。

【図８】本発明に用いる反射偏光子の具体的な製造方法
を示す断面図。

【図９】本発明に基づく第２の実施例を説明する反射型
カラー液晶表示装置の断面図。

【図１０】本発明に基づく第３の実施例を説明する反射
型カラー液晶表示装置の断面図。

【図１１】本発明に基づく第４の実施例を説明する反射
型カラー液晶表示装置の断面図。

【符号の説明】

１１、１２上、下基板１３直線偏光子１４、１５上、下電極１６液晶分子１７光吸収層１８反射偏光子１９オーバーコート２２赤色領域２３青色領域２４緑色領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/35 ３０２Ｇ０９Ｆ 9/35 ３０２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された一対の上下基板、該上下基
板間に挟持された液晶層を少なくとも備えた液晶表示装
置であって、該液晶層の上部側には直線偏光子を、同じ
く下部側には、異なる波長域の偏光をそれぞれ反射する
複数の領域を有する反射偏光子を、少なくとも備えた事
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記直線偏光子の上面に、光散乱層もしく
は光散乱板を配した事を特徴とする請求項１に記載の液
晶表示装置。
【請求項３】対向配置された一対の上下基板、該上下基
板間に挟持された液晶層を少なくとも備えた液晶表示装
置であって、該液晶層はネマチック液晶材と高分子樹脂
材とを少なくとも含む高分子分散型液晶材から構成され
るとともに、該液晶層の下部側には、異なる波長域の偏
光をそれぞれ反射する複数の領域を有する反射偏光子
を、少なくとも備えた事を特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】上記反射偏光子は、光吸収層を介して上記
下基板の液晶層側の面上に配された事を特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】上記反射偏光子の上部に、無色のオーバー
コート層を介して透明電極層を配した事を特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】上記無色のオーバーコート層に光散乱性を
付与させた事を特徴とする請求項５に記載の液晶表示装
置。
【請求項７】請求項１乃至５のいずれかに記載された液
晶表示装置に用いられた、それぞれ異なる波長域の偏光
を反射する複数の領域を有する反射偏光子は、光学的に
異なる複数種類のフィルムが交互に積層された複合多層
膜から構成されるとともに、上記領域毎に該フィルムの
層厚を異ならせた複合多層膜であることを特徴とする液
晶表示装置。
【請求項８】前記反射偏光子の製造方法は、全面に亘っ
て略同一の層厚を有する複合多層膜を準備するととも
に、該複合多層膜を所定の段差を有する型を用いて加熱
プレスすることにより、複数領域で層厚の異なる所望の
複合多層膜を形成する事を特徴とする液晶表示装置の製
造方法。