JPH11160697A - 反射型液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】表示を充分に明るくすることができる反射型の
カラー液晶表示素子を提供する。 【解決手段】前側基板１１の内面に透明電極１３を設
け、後側基板１２の内面に、表面に複数の色の着色層１
６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成した反射膜１４と、その上
に形成された透明電極１７とを設けるとともに、一対の
基板１１，１２間に、二色性染料が添加された光の透過
と吸収を制御する液晶層１９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、反射型のカラー
液晶表示素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーフィルタを備えた液晶表示
素子は、そのほとんどがバックライトからの光を利用し
て表示するものであったが、最近では、自然光や室内照
明光等の外光を利用して表示する反射型の液晶表示素子
にも、カラーフィルタを備えたものが見られるようにな
ってきている。

【０００３】図７は従来のカラーフィルタを備えた反射
型液晶表示素子の断面図である。この液晶表示素子は、
ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）モードのものであ
り、図示しない枠状シール材を介して接合された間隙を
存して対向する前後一対の透明基板１，２間に、カイラ
ル材を添加したネマティック液晶層７を設けるととも
に、両基板１，２の外面にそれぞれ偏光板８，９を配置
し、その後側の偏光板９の背後に反射板１０を配置した
構成となっている。なお、前記偏光板８，９は一般に前
側および後側基板１，２の外面に貼り付けられており、
前記反射板１０は後側偏光板９の後面に貼り付けられて
いる。

【０００４】この液晶表示素子は、例えばＴＦＴ（薄膜
トランジスタ）を能動素子とするアクティブマトリック
ス方式のものであり、その後側基板２の内面には、行方
向および列方向にマトリックス状に配列された複数の透
明な画素電極３が設けられている。なお、図では省略し
たが、この後側基板２の内面には、前記複数の画素電極
３にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴ
にゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各列の
ＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータラインが設
けられている。

【０００５】また、前側基板１の内面には、前記各画素
電極３にそれぞれ対応する複数の色のカラーフィルタ、
例えば赤、緑、青のカラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが
交互に並べて設けられており、その上に、前記各画素電
極３に対向する一枚膜状の透明な対向電極５が設けられ
ている。

【０００６】さらに、前記両基板１，２の内面にはそれ
ぞれ、前記電極３，５を覆って配向膜６ａ，６ｂが設け
られており、前記液晶層７の液晶分子７ａは、それぞれ
の基板１，２の近傍における配向方向を前記配向膜６
ａ，６ｂで規制され、両基板１，２間において所定のツ
イスト角でツイスト配向している。

【０００７】なお、前記液晶分子７ａのツイスト角は、
一般にはほぼ９０°とされており、上記偏光板８，９
は、それぞれの透過軸を互いにほぼ直交させるか、ある
いはほぼ平行にして配置されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のカ
ラーフィルタを備えた反射型液晶表示素子は、偏光板
８，９およびカラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによる光
の吸収が大きく、そのために表示が非常に暗いという問
題をもっている。

【０００９】すなわち、上記従来の反射型液晶表示素子
では、その前面から入射する光が、まず前側偏光板８に
よりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されて、光
量がほぼ半分に減少した直線偏光になるため、この時点
で光量を大きく減じてしまう。

【００１０】また、前側偏光板８を透過した光は、カラ
ーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによりその吸収波長帯域の
光を吸収されて、これらのカラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，
４Ｂの色に着色した光になる。

【００１１】そして、前記カラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，
４Ｂを透過した光は、液晶層７を透過して後側偏光板９
に入射し、この後側偏光板９を透過した光が反射板１０
で反射されて、前記後側偏光板９と液晶層７とカラーフ
ィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと前側偏光板８とを順に透過し
て前面に出射するが、その過程でも、前記偏光板８，９
およびカラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂによりある程度
の光が吸収される。

【００１２】さらに、従来の反射型液晶表示素子は、カ
ラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが前側基板１の内面に設
けられており、反射板１０が後側基板２の後面側に配置
されているため、カラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂから
反射板１０までの距離が大きく、そのため、図７に矢線
で示したように前面から入射し反射板１０で反射されて
前面に出射する光のうちの一部の光が、入射経路と出射
経路とで色の異なるカラーフィルタに入射し、これらの
カラーフィルタによりそれぞれの吸収波長帯域の光を吸
収されてほとんど出射しない。

【００１３】すなわち、反射型液晶表示素子は、一般
に、その画面（液晶表示素子の前面）の上縁側から主に
外光を取り込むように、画面に垂直な方向に対して画面
の上縁側に傾いた方向を明るい外光が得られる方向に向
けて使用され、その表示は、正面方向、つまり画面に垂
直な方向の付近から観察される。

【００１４】このように、外光は、画面に垂直な方向に
対して斜めに傾いた方向から主に入射するため、その入
射光は、反射板１０に斜め方向から入射して反射される
が、従来の反射型液晶表示素子は、上述したようにカラ
ーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂから反射板１０までの距離
が大きいため、反射板１０で反射された光が、入射経路
でのカラーフィルタ透過位置から大きくずれた位置にお
いてカラーフィルタに入射する。

【００１５】したがって、反射板１０で反射された光に
は、図７に示したように、入射経路において透過したカ
ラーフィルタと同じカラーフィルタに入射する光と、入
射経路において透過したカラーフィルタとは色の異なる
カラーフィルタに入射する光とがある。

【００１６】そして、これらの反射光のうち、入射経路
において透過したカラーフィルタと同じカラーフィルタ
に入射した光は、このカラーフィルタを透過して出射す
るが、入射経路において透過したカラーフィルタとは色
の異なるカラーフィルタに入射した光は、このカラーフ
ィルタによりその吸収波長帯域の光を吸収されてほとん
ど出射しない。

【００１７】すなわち、図７に示したような、赤、緑、
青のカラーフィルタ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えて加法混色
によりフルカラー画像を表示する液晶表示素子では、例
えば赤のカラーフィルタ４Ｒを透過した赤の着色光が、
他の色、つまり緑または青のカラーフィルタ４Ｇ，４Ｂ
に入射すると、前記赤の着色光のほとんどの波長光が、
前記緑または青のカラーフィルタ４Ｇ，４Ｂで吸収され
てしまい、出射光がほとんど得られなくなる。

【００１８】このため、従来のカラーフィルタを備えた
反射型液晶表示素子は、その前面から入射する外光の光
量に比べて、出射光量が極端に少なく、したがって、表
示が非常に暗くなってしまう。

【００１９】この発明は、外光を利用して表示する反射
型のカラー液晶表示素子でありながら、その表示を充分
に明るくすることができる反射型液晶表示素子を提供す
ることを目的としたものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明の反射型液晶表
示素子は、間隙を存して対向する前後一対の基板のう
ち、前側基板の内面に透明電極が設けられ、後側基板の
内面に、表面に複数の色の着色層を交互に並べて形成し
た反射膜と、その上に形成された透明電極とが設けられ
るとともに、前記一対の基板間に、二色性染料が添加さ
れた光の透過と吸収を制御する液晶層が設けられている
ことを特徴とするものである。

【００２１】この反射型液晶表示素子は、一対の基板間
に、二色性染料が添加された液晶層を設け、この液晶層
による光の透過と吸収を両基板の電極間への電圧の印加
により制御して表示するものであり、この反射型液晶表
示素子によれば、偏光板が不要であるため、偏光板での
光の吸収による光量減少が全く無い。

【００２２】さらに、この反射型液晶表示素子では、そ
の後側基板の内面に、表面に複数の色の着色層を交互に
並べて形成した反射膜を設けているため、前面から入射
した光を、後側基板の内面において前記着色層により着
色して反射させることができ、明るい表示が得られる。

【００２３】このように、この発明の反射型液晶表示素
子は、外光を利用して表示する反射型のものであり、し
かも着色層を備えたものであるが、偏光板が不要である
ため、偏光板での光の吸収による光量減少が全く無く、
しかも、着色層が形成された反射膜を備え、入射光をそ
の反射膜で反射するので、従来のカラーフィルターを備
えた液晶表示素子のように、光が入射経路と出射経路と
で色の異なるカラーフィルタに入射してその両方のカラ
ーフィルタの吸収波長帯域の光を吸収されることもな
く、入射光を高い出射率で出射させて、表示を充分に明
るくすることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】この発明の反射型液晶表示素子
は、上記のように、一対の基板間に、二色性染料が添加
された光の透過と吸収を制御する液晶層を設けることに
より、偏光板を不要とし、さらに、後側基板の内面に、
表面に複数の色の着色層を交互に並べて形成した反射膜
を設けることにより、前面から入射した光を前記反射膜
で効率良く反射されて前面に出射させ、表示を充分に明
るくしたものである。

【００２５】この発明の反射型液晶表示素子において、
前記反射膜に形成される着色層は、例えば金属膜等の表
面にカラーレジスト等からなるカラーフィルタを形成し
たものでもよいが、表面を陽極酸化処理により多孔質層
とした金属膜の前記多孔質層に着色物質を吸着させて着
色層を形成したものが好ましい。この反射膜は、金属膜
の表面を着色して形成した着色層であるため、非常に反
射率が高く、したがって、表示をより明るくすることが
できる。

【００２６】また、前記反射膜の表面の着色層は、その
表面を平坦に形成してもよいが、この着色層の表面を断
面山形の凹凸面とすれば、その斜面の傾斜角を選ぶこと
により、前記反射膜からの着色反射光を所定の方向に出
射させ、その方向からの表示の観察輝度を高くすること
ができる。

【００２７】このように前記反射膜の表面を断面山形の
凹凸面とする場合は、この反射膜の着色層の上に表面が
平坦な絶縁膜を設け、その上に透明電極を形成するのが
望ましく、このようにすれば、前記液晶層の層厚および
両基板の電極間の間隔をほぼ均一にして、均一な電気光
学特性を得ることができる。

【００２８】

【実施例】図１および図２はこの発明の第１の実施例を
示しており、図１は反射型液晶表示素子の一部分の断面
図、図２はその後側基板の一部分の拡大断面図である。
この実施例の反射型液晶表示素子は、ＴＦＴを能動素子
とするアクティブマトリックス方式のものであり、図示
しない枠状シール材を介して接合された間隙を存して対
向する前後一対の基板１１，１２のうち、前側基板（ガ
ラス等からなる透明基板）１１の内面には、行方向およ
び列方向にマトリックス状に配列された複数の透明な画
素電極１３が設けられている。なお、図では省略してい
るが、この前側基板１１の内面には、前記複数の画素電
極１３にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴ
ＦＴにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各
列のＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータライン
が設けられている。

【００２９】また、後側基板（例えばガラス基板）１２
の内面には、表面に、前記各画素電極１３にそれぞれ対
応する複数の色の着色層、例えば赤、緑、青の３色のカ
ラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを交互に並べて形
成した反射膜１４が設けられており、この反射膜１４の
上（カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上）に、前
記各画素電極１３に対向する一枚膜状の透明な対向電極
１７が設けられている。なお、この実施例では、前記反
射膜１４のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ上に
直接対向電極１７を形成しているが、前記カラーフィル
タ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを透明な保護絶縁膜で覆い、
その上に対向電極１７を形成してもよい。

【００３０】前記反射膜１４は、後側基板１２上にアル
ミニウム等からなる高反射率の金属膜１５をスパッタ装
置等により成膜し、その表面をサンドブラスト処理等に
より微細な凹凸面（図２参照）に加工した後、この金属
膜１５の表面に、感光性カラーレジストを塗布して露光
および現像処理により所定のパターンにパターニングす
る方法で、赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６
Ｇ，１６Ｂを順次形成することによって形成されたもの
であり、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６
Ｂの表面は平坦面となっている。

【００３１】さらに、前記一対の基板１１，１２の内面
にはそれぞれ、前記電極１３，１７を覆って、ポリイミ
ド等からなる配向膜１８ａ，１８ｂが設けられており、
これらの配向膜１８ａ，１８ｂの膜面は、ラビング等に
より配向処理されている。

【００３２】そして、前記一対の基板１１，１２間の上
記シール材で囲まれた領域には、二色性染料が添加され
た光の透過と吸収を制御する液晶層１９が設けられてい
る。この液晶層１９は、例えば、カイラル材を混入した
誘電異方性が正のネマティック液晶に二色性染料を添加
した液晶材料からなっており、その液晶分子１９ａおよ
び染料分子１９ｂは、それぞれの基板１１，１２の近傍
における配向方向を前記配向膜１８ａ，１８ｂで規制さ
れ、両基板１１，１２間において所定のツイスト角、例
えばほぼ１８０°〜ほぼ３００°の範囲内のツイスト角
でツイスト配向している。

【００３３】この液晶表示素子は、自然光や室内照明光
等の外光を利用し、前面から入射する光を後側基板１２
の内面の反射膜１４で反射させて表示するものであり、
その表示方式は相転移モードである。

【００３４】すなわち、この液晶表示素子は、各画素電
極１３と対向電極１７とが互いに対向している各画素領
域の前記電極１３，１７間に印加する電圧を制御するこ
とにより、液晶層１９をネマティック相とコレステリッ
ク相とに切り換えて表示を行なうものであり、無電界状
態、つまり液晶分子１９ａおよび染料分子１９ｂが初期
のツイスト配向状態にあるコレステリック相状態では、
液晶分子１９ａと染料分子１９ｂが様々な方向を向いて
おり、液晶層１９を透過する光が散乱されて染料分子１
９ｂに吸収され、その画素領域の表示がほぼ黒の暗状態
になる。

【００３５】また、前記電極１３，１７間に電圧を印加
してその電界により液晶分子１９ａおよび染料分子１９
ｂを基板１１，１２面に対してほぼ垂直に立上がり配向
させたネマティック相状態では、染料分子１９ｂによる
光の吸収量が極く少なくなり、前面からの入射光が液晶
層１９を透過して後側基板１２の内面の反射膜１４で反
射され、その反射光が液晶層１９を透過して前面に出射
して、その画素領域の表示が明状態になる。

【００３６】そして、この液晶表示素子では、前記反射
膜１４の表面に各画素領域にそれぞれ対応する赤、緑、
青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを交互に並
べて形成しているため、この反射板１４で反射された光
は、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，
１６Ｂの色に着色した赤、緑、青の着色光であり、ま
た、両基板１１，１２の電極１３，１７間に印加する電
圧を制御することにより、液晶層１９による光の透過と
散乱および吸収の度合を変化させて光の透過率を複数段
階に制御することができるから、これらの赤、緑、青の
着色光の加法混色よりフルカラー画像を表示することが
できる。

【００３７】このように、上記液晶表示素子は、一対の
基板１１，１２間に、カイラル材を混入したネマティッ
ク液晶に二色性染料を添加した液晶材料からなり、その
液晶分子１９ａおよび染料分子１９ｂをほぼ１８０°〜
ほぼ３００°の範囲内の大きなツイスト角でツイスト配
向させた液晶層１９を設け、この液晶層１９による光の
透過と散乱および吸収を両基板１１，１２の電極１３，
１７間への電圧の印加により制御して相転移モードによ
る表示を行なうものであり、この液晶表示素子によれ
ば、従来一般に用いられているＴＮモードの液晶表示素
子では必要不可欠である偏光板が不要であるため、偏光
板での光の吸収による光量減少が全く無い。

【００３８】さらに、上記液晶表示素子では、その後側
基板１２の内面に、表面に赤、緑、青のカラーフィルタ
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを交互に並べて形成した反射膜
１４を設けているため、前面から入射した光を、後側基
板１２の内面において前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６
Ｇ，１６Ｂにより着色するとともにその着色光を反射す
ることができる。したがって、従来のカラー表示素子の
ように、前面から入射し前記反射膜１４で反射されて前
面に出射する光が、入射経路と出射経路とで色の異なる
カラーフィルタに入射してその両方のカラーフィルタの
吸収波長帯域の光を吸収されることがない。

【００３９】すなわち、反射型液晶表示素子は、［発明
が解決しようとする課題］の項でも説明したように、画
面（液晶表示素子の前面）の上縁側から主に外光を取り
込むように、画面に垂直な方向に対して画面の上縁側に
傾いた方向を明るい外光が得られる方向に向けて使用さ
れ、その表示は、正面方向、つまり画面に垂直な方向の
付近から観察される。

【００４０】そのため、液晶表示素子にその前面から入
射する光は、図１に矢線で示したように、画面に垂直な
方向に対して斜めに傾いた方向から主に入射するが、上
記液晶表示素子は、その後側基板１２の内面に反射膜１
４を設けるとともに、この反射膜１４を、金属膜１５の
表面にカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成し
た構造としているため、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１
６Ｇ，１６Ｂを透過して前記金属膜１５の表面で反射さ
れた光が、他の色のカラーフィルタに入射することがな
い。

【００４１】このため、前記反射膜１４で反射された光
は、この反射膜１４への入射時にカラーフィルタ１６
Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の光を吸収
されて着色し、反射膜１４からの出射時に同じカラーフ
ィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域
の光を吸収されてより色純度が高くなった着色光とな
り、その光が液晶表示素子の前面に出射する。

【００４２】したがって、上記液晶表示素子は、外光を
利用して表示する反射型のものであり、しかもカラーフ
ィルタを備えたものであるが、偏光板が不要であるた
め、偏光板での光の吸収による光量減少が全く無く、し
かも、入射光が反射膜の表面に形成された着色層により
着色されて且つ反射されるため、入射光を高い出射率で
出射させて、表示を充分に明るくすることができる。

【００４３】また、上記実施例では、前記反射膜１４
を、後側基板１２上に成膜した金属膜１５の表面を微細
な凹凸面に加工し、この金属膜１５の表面に感光性カラ
ーレジストからなる赤、緑、青のカラーフィルタ１６
Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを形成した構造としているため、前
記金属膜１５とカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ
との密着強度は充分である。

【００４４】図３および図４はこの発明の第２の実施例
を示しており、図３は反射型液晶表示素子の一部分の断
面図である。この実施例の反射型液晶表示素子は、その
後側基板１２の内面に、表面を陽極酸化処理により多孔
質層とした金属膜２１の前記多孔質層に金属イオンから
なる着色物質を吸着させて赤、緑、青の着色層２２Ｒ，
２２Ｇ，２２Ｂを形成した構造の反射膜２０を設け、こ
の反射膜２０の上（着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ上）
に透明な絶縁膜２３を形成して、その上に対向電極１７
を設けたものである。

【００４５】なお、この実施例の液晶表示素子は、相転
移モードのアクティブマトリックス表示素子であり、前
記反射膜２０を除けば、その他の構成は上述した第１の
実施例のものと同じであるから、重複する説明は図に同
符号を付して省略する。

【００４６】図４は、前記反射膜２０の形成方法を示す
各工程での断面図であり、この反射膜２０は次のように
して形成する。まず、図４の（ａ）に示すように、後側
基板１２の上にアルミニウム等からなる高反射率の金属
膜２１をスパッタ装置等により成膜する。

【００４７】次に、図４の（ｂ）に示すように、前記金
属膜２１の上に感光性レジストを塗布して露光および現
像処理することにより、赤、緑、青のうちの１つの色の
着色層、例えば赤色の着色層２２Ｒの形成領域を除いて
前記金属膜２１を覆うレジストマスク２４を形成し、そ
の状態で前記金属膜２１の表面を陽極酸化処理して、こ
の金属膜表面の赤色の着色層形成領域を多孔質層２１ａ
とする。

【００４８】この金属膜２１の陽極酸化処理は、前記基
板１２を電解液中に浸漬し、前記金属膜２１を陽極とし
て、この金属膜２１と電解液中に配置された陰極との間
に直流電圧を印加する方法で行ない、その酸化深さ（形
成される多孔質層２１ａの厚さ）は、前記電圧の印加時
間により制御する。

【００４９】次に、前記レジストマスク２４を残したま
ま、前記基板１２を、赤に着色する金属イオン（例えば
クロムイオン）を溶解させた電解液中に浸漬して電気メ
ッキ処理を行ない、前記金属膜２１の多孔質層２１ａの
孔部に前記金属イオンを吸着させて、図４の（ｃ）に示
すように赤色の着色層２２Ｒを形成する。

【００５０】この後は、前記赤色の着色層２２Ｒの形成
と同様に、前記金属膜２１の表面の緑色の着色層形成領
域の陽極酸化による多孔質化と、その多孔質層への緑に
着色する金属イオン（例えば銅イオン）の電気メッキに
よる吸着とにより緑色の着色層２２Ｇを形成し、次いで
青色の着色層形成領域の陽極酸化による多孔質化と、そ
の多孔質層への青に着色する金属イオン（例えば鉄イオ
ン）の電気メッキによる吸着とにより青色の着色層２２
Ｂを形成して、図４の（ｄ）に示すように反射膜２０を
完成する。

【００５１】この反射膜２０は、金属膜２１の表面を着
色して着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとしたものである
ため、図３に矢線で示したように反射膜２０に入射した
光のうち、前記着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの吸収波
長帯域の光が吸収され、着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ
に吸収されない波長帯域の光が着色光となって反射膜表
面で反射される。

【００５２】したがって、この実施例の液晶表示素子に
よれば、上記反射膜２０は、そのフィルタ表面で光を反
射させるため、反射率が非常に高く、高輝度の着色反射
光が得られるから、この実施例の液晶表示素子によれ
ば、上記第１の実施例よりもさらに表示を明るくするこ
とができる。

【００５３】また、上記反射膜２０は、金属膜２１の表
面を陽極酸化処理により多孔質層２１ａとし、その多孔
質層２１ａに金属イオンからなる着色物質を吸着させて
赤、緑、青の着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂとしたもの
であるため、この着色層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、耐
熱性および対光性に優れており、また着色層表面も平坦
である。

【００５４】図５および図６はこの発明の第３の実施例
を示しており、図５は反射型液晶表示素子の一部分の断
面図である。この実施例の反射型液晶表示素子は、その
後側基板１２の内面に、表面を陽極酸化処理により多孔
質層とした金属膜３１の前記多孔質層に金属イオンから
なる着色物質を吸着させて赤、緑、青の着色層３２Ｒ，
３２Ｇ，３２Ｂを形成するとともに、これらの着色層３
２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの表面を断面山形の凹凸面とした
構造の反射膜３０を設け、この反射膜３０の上（着色層
３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ上）に表面が平坦な透明絶縁膜
３３を設けて、その上に対向電極１７を設けたものであ
る。

【００５５】なお、この実施例の液晶表示素子は、相転
移モードのアクティブマトリックス表示素子であり、前
記反射膜３０を除けば、その他の構成は上述した第１お
よび第２の実施例のものと同じであるから、重複する説
明は図に同符号を付して省略する。

【００５６】図６は、前記反射膜３０の形成方法を示す
各工程での断面図であり、この反射膜３０は次のように
して形成する。まず、図６の（ａ）に示すように、後側
基板１２の上にアルミニウム等からなる高反射率の金属
膜３１をスパッタ装置等により成膜し、その表面をエッ
チング処理等により加工して、液晶表示素子の画面の横
軸方向に沿う断面山形の複数の横長凸部がその幅方向に
連続する凹凸面とする。

【００５７】なお、この凹凸面の各山形凸部は、前記金
属膜３１の表面に形成する各色の着色層３２Ｒ，３２
Ｇ，３２Ｂの配列ピッチＰよりも小さいピッチＰ１で形
成する。また、前記各山形凸部はそれぞれ、その両側の
斜面のうち、外光の主な取り込み方向である画面の上縁
側（図において左側）に面する一方の斜面の傾斜角θ１
を他方の斜面の傾斜角θ２（いずれも基板１２面に対す
る角度）よりも小さくし、前記一方の斜面の幅を他方の
斜面の幅よりも広くした形状に形成する。

【００５８】次に、図６の（ｂ）に示すように、前記金
属膜３１の上に感光性レジストを塗布して露光および現
像処理することにより、赤、緑、青のうちの１つの色の
着色層、例えば赤色の着色層３２Ｒの形成領域を除いて
前記金属膜３１を覆うレジストマスク３４を形成し、そ
の状態で前記金属膜３１の表面を陽極酸化処理して、こ
の金属膜表面の赤色の着色層形成領域を多孔質層３１ａ
とする。

【００５９】次に、前記レジストマスク３４を残したま
ま、電気メッキにより、前記金属膜２１の多孔質層２１
ａの孔部に赤に着色する金属イオンを吸着させ、図６の
（ｃ）に示すように赤色の着色層フィルタ３２Ｒを形成
する。

【００６０】この後は、前記赤色の着色層３２Ｒの形成
と同様に、前記金属膜３１の表面の緑色の着色層形成領
域の陽極酸化による多孔質化と、その多孔質層への緑に
着色する金属イオンの電気メッキによる吸着とにより緑
色の着色層３２Ｇを形成し、次いで青色の着色層形成領
域の陽極酸化による多孔質化と、その多孔質層への青に
着色する金属イオンの電気メッキによる吸着とにより青
色の着色層３２Ｂを形成して、図６の（ｄ）に示すよう
に反射膜３０を完成し、その後、この反射膜３０の上に
表面が平坦な透明絶縁膜３３を形成する。

【００６１】このようにして形成された前記反射膜３０
は、その各色の着色層３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの表面が
それぞれ、少なくとも１つ以上の山形凸部を有する凹凸
面となっており、その山形凸部の両側の斜面のうち、外
光の主な取り込み方向である画面の上縁側に面する一方
の斜面の幅が他方の斜面の幅よりも広い形状をなしてい
る。

【００６２】この実施例の液晶表示素子によれば、上記
反射膜３０の反射率が非常に高く、したがって高輝度の
着色反射光が得られるから、上記第１の実施例よりもさ
らに表示を明るくすることができる。

【００６３】しかも、この実施例では、前記反射膜３０
の各色の着色層３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの表面をそれぞ
れ、少なくとも１つ以上の山形凸部を有する凹凸面とし
ているため、その斜面の傾斜角θ１，θ２を選ぶことに
より、前記反射膜３０からの着色反射光を所定の方向、
例えば図５に矢線で示したように正面方向（画面に垂直
な方向の付近）に出射させ、その方向からの表示の観察
輝度を高くすることができる。

【００６４】また、この実施例では、前記着色層３２
Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの表面を断面山形の凹凸面としてい
るが、この着色層３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの上に表面が
平坦な絶縁膜３３を設け、その上に対向電極１７を形成
しているため、液晶層１９の層厚および両基板１１，１
２の電極１３，１７間の間隔をほぼ均一にすることがで
き、したがって、均一な電気光学特性を得ることができ
る。

【００６５】すなわち、前記着色層３２Ｒ，３２Ｇ，３
２Ｂの表面を凹凸面とした場合、その表面を平坦化せず
にその上に対向電極１７を形成したのでは、液晶層１９
の層厚および両基板１１，１２の電極１３，１７間の間
隔が、前記凹凸面の凸部に対応する領域と凹部に対応す
る領域とで異なり、前記電極１３，１７間に印加された
電圧に対し、液晶層１９に実際に作用する電界の強さ
が、前記凸部に対応する領域と凹部に対応する領域とで
異なるため、これらの領域電気光学特性にばらつきが生
じて、表示画像の画質が悪くなるが、この実施例のよう
に、前記着色層３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの上に絶縁膜３
３を設けて平坦化し、その上に対向電極１７を形成すれ
ば、電気光学特性を均一にして良好な画質の画像を表示
することができる。

【００６６】さらに、この実施例によれば、前記反射膜
３０の各色の着色層３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂの表面が断
面山形の凹凸面であり、この凹凸面で反射された光は、
図５に実線で示した矢線のように表示の観察方向（例え
ば正面方向）に出射するが、平坦化膜である前記絶縁膜
３３の表面（対向電極１７との界面）または対向電極１
７の表面などに全反射角で入射してその面で反射される
光は、図に破線で示した矢線のように、その入射角に対
応じた反射角で斜め方向に反射されるため、その反射光
は観察者には見えず、したがって、前記絶縁膜３３の表
面または対向電極１７の表面などに外景が映って見える
ことはない。

【００６７】なお、上記第２および第３の実施例の反射
膜２０，３０はいずれも、その金属膜２１，３１の多孔
質層２１ａ，３１ａに吸着させる着色物質として金属イ
オンを用いたものであるが、前記着色物質は、有機物ま
たは無機物からなる染料や顔料でもよい。

【００６８】また、上記第１〜第３の実施例の液晶表示
素子では、その液晶層１９の液晶分子１９ａおよび染料
分子１９ｂツイスト角をほぼ１８０°〜ほぼ３００°の
範囲にしたが、そのツイスト角は例えばほぼ９０°でも
よく、また表示モードは、相転移モードに限らず、例え
ば動的散乱モードなどでもよい。

【００６９】さらに、上記第１〜第３の実施例の液晶表
示素子は、赤、緑、青の着色層を備えたものであるが、
この発明は、マゼンタ、イエロー、シアンの３色の着色
層を備えて混色により多色カラー画像を表示する液晶表
示素子にも適用することができる。

【００７０】また、この発明は、ＴＦＴを能動素子とす
るアクティブマトリックス方式に限らず、ＭＩＭを能動
素子とするアクティブマトリックス方式の反射型液晶表
示素子や、一方の基板に一方の方向に沿う走査電極を複
数本互いに平行に設け、他方の基板に前記走査電極と交
差する方向に沿う信号電極を複数本互いに平行に設けた
単純マトリックス方式の反射型液晶表示素子などにも適
用することができる。

【００７１】

【発明の効果】この発明の反射型液晶表示素子は、間隙
を存して対向する前後一対の基板のうち、前側基板の内
面に透明電極を設け、後側基板の内面に、表面に複数の
色の着色層を交互に並べて形成した反射膜と、その上に
形成された透明電極とを設けるとともに、前記一対の基
板間に、二色性染料が添加された光の透過と吸収を制御
する液晶層を設けたものであり、この反射型液晶表示素
子によれば、偏光板が不要であり、また、前面から入射
した光を、後側基板の内面において前記着色層により着
色するとともにその着色光を反射することができる。

【００７２】したがって、この反射型液晶表示素子は、
外光を利用して表示する反射型のカラー表示素子である
が、偏光板が不要であるため、偏光板での光の吸収によ
る光量減少が全く無く、しかも、入射光を高い出射率で
出射させて、表示を充分に明るくすることができる。

【００７３】この発明の反射型液晶表示素子において、
前記反射膜は、表面を陽極酸化処理により多孔質層とし
た金属膜の前記多孔質層に着色物質を吸着させて着色層
を形成したものが好ましく、この反射膜は、金属膜の表
面を着色して着色層としたものであるため、非常に反射
率が高く、したがって、表示をより明るくすることがで
きる。

【００７４】さらに、この反射型液晶表示素子におい
て、前記反射膜の着色層の表面を断面山形の凹凸面とす
れば、その斜面の傾斜角を選ぶことにより、前記反射膜
からの着色反射光を所定の方向に出射させ、その方向か
らの表示の観察輝度を高くすることができる。

【００７５】また、このように前記着色層の表面を断面
山形の凹凸面とする場合、この着色層の上に表面が平坦
な絶縁膜を設け、その上に透明電極を形成すれば、前記
液晶層の層厚および両基板の電極間の間隔をほぼ均一に
して、均一な電気光学特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す反射型液晶表示
素子の一部分の断面図。

【図２】第１の実施例における後側基板の一部分の拡大
断面図。

【図３】この発明の第２の実施例を示す反射型液晶表示
素子の一部分の断面図。

【図４】第２の実施例における反射膜の形成方法を示す
各工程での断面図

【図５】この発明の第３の実施例を示す反射型液晶表示
素子の一部分の断面図。

【図６】第３の実施例における反射膜の形成方法を示す
各工程での断面図

【図７】従来の反射型液晶表示素子の断面図。

【符号の説明】

１１，１２…基板 １３…画素電極 １４，２０，３０…反射膜 １５，２１，３１…金属膜 ２１ａ，３１ａ…多孔質層 １６Ｒ，２２Ｒ，３２Ｒ…赤色の着色層 １６Ｇ，２２Ｇ，３２Ｇ…緑色の着色層 １６Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ…青色の着色層 １７…対向電極 １９…液晶層 １９ａ…液晶分子 １９ｂ…染料分子 ３３…表面が平坦な絶縁膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間隙を存して対向する前後一対の基板のう
   ち、前側基板の内面に透明電極が設けられ、後側基板の
   内面に、表面に複数の色の着色層を交互に並べて形成し
   た反射膜と、その上に形成された透明電極とが設けられ
   るとともに、前記一対の基板間に、二色性染料が添加さ
   れた光の透過と吸収を制御する液晶層が設けられている
   ことを特徴とする反射型液晶表示素子。
2. 【請求項２】前記反射膜は、表面を陽極酸化処理により
   多孔質層とした金属膜からなっており、前記着色層は、
   前記多孔質層に着色物質を吸着させて形成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
3. 【請求項３】前記着色層の表面が断面山形の凹凸面とな
   っていることを特徴とする請求項２に記載の反射型液晶
   表示素子。
4. 【請求項４】前記反射層の上に表面が平坦な絶縁膜が設
   けられ、その上に前記透明電極が形成されていることを
   特徴とする請求項３に記載の反射型液晶表示素子。