JPH11295711A - 反射型液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型液晶装置において、カラー化しても表
示の明るさ低下を抑制することができるとともに製造も
容易であって製造コストを低減することのできる新規の
構造を提供する。 【解決手段】 背面側基板２０の内面上には、光透過性
を有しない着色層３３が形成され、この着色層３３の表
面上に透明樹脂からなる保護膜３４が形成されている。
保護膜３４の表面上には、上記透明電極１３と直交する
方向に伸びるストライプ状の透明電極３５が形成され、
この透明電極３５の表面上に配向膜３２が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は反射型液晶装置及び
それを用いた電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の反射型液晶装置は、無機ガラスな
どにより構成された前面側基板と背面側基板の間に液晶
層を封止してなる液晶セルを構成し、背面側基板のさら
に背面側に反射板を配置し、或いは、背面側基板の内面
上に反射板を形成することによって構成されている。反
射型液晶装置の基本的構成は、外光を前面側基板から液
晶層の内部へと取り込み、液晶層を通過した光を反射板
によって反射させて、再び液晶層を通過させて前面側基
板から放出させ、この反射光によって液晶表示を可能に
するものである。

【０００３】このような反射型液晶装置は、消費電力が
小さいことから、携帯用機器の主表示部や各種機器の付
属的表示部などに多用されている。反射型液晶装置にも
カラー化された液晶表示装置が開発されており、たとえ
ば、図４に示すような概略構造を備えている。図４は、
従来のカラー反射型液晶表示パネル（パッシブマトリク
ス型）の主要部分を拡大して模式的に示すものである。
ここで、無機ガラスなどからなる前面側基板１０と背面
側基板２０との間に液晶層３０が封止されている。

【０００４】前面側基板１０の内面上には、例えばＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色フィルタ１１
Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが所定パターンにて繰り返し配列さ
れてなるカラーフィルタ１１が形成され、その上に保護
膜１２が被覆している。保護膜１２の上にはＩＴＯ（イ
ンジウムスズ酸化物）などからなるストライプ状の透明
電極１３が形成され、さらにその上に配向膜１４が塗布
され、焼成後に所定方向にラビング処理を施される。背
面側基板２０の内面上には、上記透明電極１３に対して
直交する方向に伸びるストライプ状の反射電極３１がＣ
ｒ，Ａｌなどの金属を蒸着、スパッタリングなどで被着
させることにより形成されている。反射電極３１の表面
上には上記と同様の配向膜３２が形成される。

【０００５】図４に示すようなカラー反射型液晶表示パ
ネルにおいては、前面側基板１０に入射した外光はカラ
ーフィルタ１１と液晶層３０を通過して、反射電極３１
にて反射され、再び液晶層３０とカラーフィルタ１１を
通過して前面側基板１０から放出される。このとき、透
明電極１３と反射電極３１との間に所定の電圧を印加す
ると、誘電異方性を備えた液晶層３０内の液晶分子の配
向状態が変化し、液晶層の構成によって種々の光学特性
の変化を生ずる。たとえば、一枚偏光板形式の液晶表示
パネルにおいては、前面側基板１０の手前に配置した偏
光板４０によって外光を直線偏光にし、印加電圧の有無
によって液晶層３０の複屈折性を変え、反射電極３１に
て反射された光を、偏光板の透過軸と一致するか直交す
るかのいずれかの偏光方向を備えた直線偏光に変換する
ことにより光の反射、吸収を制御する。また、散乱モー
ドを備えた液晶層の場合には、印加電圧の有無により液
晶層３０を光散乱状態と光透過状態のいずれかに制御
し、表示態様を変化させる。さらに、液晶層３０がゲス
トホスト型の液晶層である場合には液晶層中の２色性色
素による光の吸収の有無を印加電圧で制御する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
カラー反射型液晶表示パネルにおいては、透過型液晶表
示パネルに対して表示が暗いという欠点を持つ反射型液
晶パネルにカラーフィルターを付加してカラー化してい
るため、明るさを十分に得られないという問題点があ
る。これは外光がカラーフィルタを通過して液層層に入
射するとともに反射光もカラーフィルタを通過してから
放出されるためである。これは反射型パネルでは往復必
ず２度カラーフィルタを通過する必要があるため、避け
られない問題点である。

【０００７】カラー反射型液晶パネルにおいて表示を明
るくするには、カラーフィルタの光透過率を高める必要
があるが、カラーフィルタの光透過率を高めるにはフィ
ルタの厚み自身を薄くしたり、フィルタに使われる顔料
や染料の濃度を制御する必要がある。しかしこの場合色
調のバランスを取る必要から、異なる色調のフィルタ間
の透過率を調整する必要があるため、調整は非常に困難
である。した がって、反射型液晶装置のカラー化は、
カラーフィルタを形成しなければならない上に、光透過
率や色調の調整が困難で、その製造マージンも低いた
め、工程管理が複雑になり、製造コストも増大する。

【０００８】また反射型液晶表示装置において、一般的
に反射板を基板の内面に形成する方式の方が明るさ等の
点で優れているが、この場合、ＡｌやＡｇ等の反射率が
比較的高い金属材料を反射板形成に用いなくてはならな
い。これら金属材料により均一な光反射特性を持つ反射
板を基板内面に形成することは、工程としては非常に困
難であり、これもまた製造コスト増大の原因となる。

【０００９】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、反射型液晶装置において、カラー
化しても表示の明るさ低下を抑制することができるとと
もに製造も容易であって製造コストを低減することので
きる新規の構造を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、一対の基板間に液晶層を挟持
してなる反射型液晶装置において、前記一対の基板のう
ち一方の基板に実質的に可視光に対する光透過特性を有
しない着色層が形成されてなることを特徴とする。

【００１１】この手段によれば、着色層が設けられた領
域の表面或いは内部で光を反射、散乱させることによっ
て反射光を着色するので、表示のカラー化を図ることが
できる。この場合、着色層により従来のカラーフィルタ
と反射板の両方の機能を有しているため、構造が簡単に
なるとともに、カラーフィルタのように透過率と色調と
を個別に調整する必要がないため、容易に製造できるか
ら、工程管理が簡単になるとともに製造コストを低減す
ることができる。

【００１２】ここで、前記反射面は基板の内面(液晶層
側)上に形成されていることが好ましい。着色層による
反射面が背面側の基板の内面上に形成されていることに
より、二重映り、にじみ、混色などを低減することがで
きる。

【００１３】また、前記着色層が設けられた領域の可視
光透過率が５％以下であり、前記着色層が設けられた領
域の反射率が２０％以上であることが好ましい。この手
段によれば、可視光透過率が充分に低く、しかも、反射
率がある程度大きいことによって、着色層が設けられた
領域での反射時に生ずる光損失を低減することができる
ので、従来以上の十分な明るさを得ることができる。

【００１４】また、前記着色層は２つ以上の異なる色調
を持つ複数の着色層領域の組み合せにより形成されてい
ることが好ましい。この手段によれば、それぞれの着色
領域に対応する液晶層を電界により個別に制御すること
により、全体として複数の色を表示することが可能にな
る。

【００１５】さらに、前記着色層は光拡散性を備えてい
ることが好ましい。この手段によれば、着色層が設けら
れた領域が光拡散性を備えていることにより、表示体内
に入射した光を正反射方向を中心とした広い範囲に反射
させることが可能になる。特に光の透過と遮断を利用す
る偏光板を用いた表示方式の液晶装置において、表示の
視角特性を広くすることが可能になる。加えて光の正反
射によるグレアを低減する効果もある。

【００１６】この場合には、前記板の前面に偏光板を配
置し、前記電界によって変化する前記液晶層の複屈折性
により前記反射面からの光を前記偏光板にて透過又は遮
断するように構成されていることが好ましい。これはい
わゆる一枚偏光板方式であって、表示の明るさと良好な
白色とを得ることができる。また二重映りやそれに伴う
混色も抑えられ、色再現性も改善される。

【００１７】この場合にはまた、前記光拡散性を備えさ
せるために、前記着色層が設けられた領域は着色顔料の
粒子をバインダによって固着させてなっており、前記着
色顔料の主たる粒径が４００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内
であることが好ましい。着色顔料の粒径によって可視光
が有効に散乱を受けるため、着色層が設けられた領域に
おいて効率的に光を拡散させることができる。なお同様
の効果を得るためには、着色顔料をより小さな粒径と
し、さらに上記粒径の範囲内の他の粒子（シリカ粒な
ど）をバインダ中に混合してもよい。

【００１８】また、前記光拡散性を備えさせるために、
前記着色層の表面に凹凸構造を設けることも可能であ
る。このような表面構造により、前記着色層が本来有す
る機能により反射光を着色するとともに、反射光を散乱
させるとともに、前記着色層が本来有する機能により、
着色と反射を行うことが可能になる。

【００１９】さらに、前記着色層が設けられた領域の表
面は鏡面性の光沢を備えていることが好ましい。組み合
せる液晶モードによっては、このように鏡面性の光沢が
あった方が良い場合がある。

【００２０】この場合には、前記電界により前記液晶層
は光散乱状態又は光透過状態になるように構成されてい
ることが望ましい。この手段によれば、光透過状態にお
いては、入射した光が光沢を備えた着色層表面で正反射
することにより、その正反射方向以外では反射光が観察
されないので黒色表示を得ることが出来るとともに、白
色表示は、液晶層における光散乱に着色層による反射が
加わることによりさらに良好なものとなる。この場合、
鏡面性の光沢によるグレアは着色層が設けられた領域の
色調の配列によって低減することが可能である。

【００２１】この場合にはまた、前記着色層が設けられ
た領域は着色顔料の粒子をバインダによって固着させて
なり、前記着色顔料の主たる粒径が１００ｎｍ以下であ
ることが望ましい。着色顔料の主たる粒径が１００ｎｍ
以下であることによって、可視光の散乱を防止すること
ができ、良好な鏡面性の光沢表面（鏡面的表面）を得る
ことができる。

【００２２】さらに、前記着色層が形成された背面上に
はスイッチング素子及び配線層が形成されており、前記
着色層が設けられた領域は、前記スイッチング素子又は
配線層を被覆するように形成されていることが好まし
い。この手段によれば、スイッチング素子や配線層を着
色層が設けられた領域で覆うことによって、着色反射面
の面積を狭めることなく形成できるので、表示の明るさ
を犠牲にすることがない。また着色層上に液晶駆動用の
電極を設ける際に、スイッチング素子や配線層とは着色
層によって電気的に絶縁されているので、別工程で層間
絶縁膜を形成する必要がなくなる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る実施形態について説明する。

【００２４】（第１実施形態）図１は本発明に係る反射
型液晶装置の第１実施形態の概略構造を示す拡大断面図
である。この実施形態は、単純マトリクス型液晶装置を
構成した例を示すものである。

【００２５】前面側の基板１０の内面上には、従来技術
と同様の透明電極１３及び配向膜１４が形成されてい
る。背面側の基板２０の内面上には、着色層３３が形成
され、この着色層３３の表面上に透明樹脂からなる保護
膜３４が形成されている。保護膜３４の表面上には、上
記透明電極１３と直交する方向に伸びるストライプ状の
透明電極３５が形成され、この透明電極３５の表面上に
従来技術と同様の配向膜３２が形成されている。

【００２６】着色層３３は、透明電極３５に対応した形
状、若しくは、透明電極１３と透明電極３５とが平面的
に交差する画素領域に対応した形状に形成された着色層
の領域３３Ｒ（赤），３３Ｇ（緑），３３Ｂ（青）を備
えている。これらの領域３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは異な
る色調が隣接するストライプ状若しくはモザイク状に配
列されている。各領域３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂの間には
ブラックマトリクス層３３ＢＭが形成されている。

【００２７】各着色層領域３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂは、
従来のカラーフィルタとは異なり、実質的に光透過率が
ない状態に形成されている。具体的には、顔料を樹脂中
に分散させて形成する場合には、顔料の組成比を従来の
カラーフィルタよりも大幅に増加させて形成している。
染料などによって着色を得てもよいが、いずれにしても
顔料、染料などの分量を光を透過させるカラーフィルタ
の場合よりも増加させる。この着色層に用いることので
きる顔料としては特に限定されないが、例えば、赤色系
顔料として、ペリレン系顔料、アントラキノン系顔料、
ジアントラキノン系顔料、アゾ系顔料、ジアゾ系顔料、
キナクリドン系顔料、アントラセン系顔料等がある。具
体的には、ペリレン顔料、キナクリドン、ナフトールＡ
Ｓ、シコミン顔料、アントラキノン（Ｓｕｄａｎ Ｉ、
II、III、Ｒ）、ジアントラキノニルレッド、ビスア
ゾ、ベンゾピランなどがある。

【００２８】青色系顔料としては、金属フタロシアニン
系顔料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔
料等がある。具体的には、銅フタロシアニン、クロロ銅
フタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、
チタニルフタロシアニン、バナジン酸フタロシアニン、
マグネシウムフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、鉄
フタロシアニン、コバルトフタロシアニン等のフタロシ
アニン金属錯体、インドフェノールブルーなどである。

【００２９】緑色系顔料としては、ハロゲン化フタロシ
アン系顔料がある。具体的には、ポリクロルブロムフタ
ロシアニンなどである。

【００３０】もちろん、上記の他にも、通常用いられる
紫色系顔料、黄色系顔料、シアニン系顔料、マゼンタ系
顔料等を用いることも可能である。

【００３１】本実施形態の着色層としては、上述の顔料
を高密度に有機バインダである透明樹脂中に分散させて
形成することが好ましい。一般に、顔料と透明樹脂との
重量比で２：１の比率以上の顔料濃度になるように調製
することによって不透明な着色層を得ることができる。
着色層の光学特性としては、可視光領域（波長４００ｎ
ｍ〜７８０ｎｍ）における平均透過率が５％以下であ
り、しかも、白色光源（ＣＩＥ標準光源Ｃ）を用いて測
定した場合の反射率が２０％以上であることが望まし
い。このような着色層は、実際には、１０μｍ以下の薄
膜状態でもほとんど光を透過しない程度の光学特性を備
えている。平均透過率が低くても反射率が低く、着色層
における光吸収が多いと、後述するように表示の明るさ
が十分に得られない。なお、着色層においては、光がそ
の表面でのみで反射、もしくは散乱される必要はなく、
着色層の内部に一旦侵入した光が、層内部で反射、散乱
し表面上に出てくるようになっていてもよい。

【００３２】顔料と混合するバインダとしては、アルカ
リ現像液、溶剤などに可溶で、１００℃以上の温度で安
定化するものが好ましい。

【００３３】この着色層３３は、色調毎にスピンコート
法、ロールコート法等により顔料分散樹脂を塗布し、そ
の上にフォトリソグラフィ法によってレジストマスクを
形成して、エッチングによりパターニングして形成す
る。着色層に含まれるバインダがアルカリ現像液などの
レジスト現像液に可溶である場合には、レジストマスク
の現像と同時にパターニングを行うようにしてもよい。
その着色層のエッチング後、レジストマスクをレジスト
剥離液により除去し、着色層の安定化の為に基板を１０
０℃以上の温度で焼成処理する。

【００３４】上記のようなパターニング工程は、異なる
色調数だけ繰り返し行われる。ブラックマトリクス層３
３ＢＭは、着色層の境界領域に形成される。本例ではブ
ラックマトリクス層を形成しているが、明るさをさらに
向上させたい場合などではブラックマトリクス層を形成
しなくても良い。また組み合せる液晶モードによっては
ブラックマトリクス層を必要としない場合もある。

【００３５】この液晶装置においては、前面側の基板１
０から入射した外光は液晶層３０を通過して着色層３３
に照射され、その各着色層を反射面として照射された光
が反射され、再び液晶層３０を通過して前面側の基板１
０から出射される。このとき、各着色層領域３３Ｒ、３
３Ｇ、３３Ｂにおいては、それぞれの領域の有する色調
に対応した波長の光がほぼ選択的又は主体的に反射され
る。液晶層３０には、透明電極１３と透明電極３１との
間に所定の電圧が印加され、この電圧に応じて液晶層３
０の光学特性が制御される。

【００３６】図１に示す本実施形態では、液晶層３０は
液晶装置の表示方式に応じて種々のものが用いられる。
代表的なものとしては、たとえば、偏光板４０を一枚だ
け用い、液晶層３０の複屈折を利用した一枚偏光板方式
がある。この方式においては、偏光板４０を通過した外
光は、所定の透過軸に適合した偏光方向を備えた直線偏
光になり、電界無印加状態の液晶層３０を通過すること
によって楕円偏光へと偏光状態が徐々に変化し、着色層
の表面上ではほぼ円偏光になる。そして着色層にて反射
された後、再び液晶層３０を通過すると、元の偏光方向
とほぼ直角に交わる偏光方向を有する直線偏光となって
偏光板４０により遮断される。

【００３７】一方、液晶層３０に所定の電界が印加され
た状態では、直線偏光は偏光状態が変化しないまま液晶
層３０を通過し、着色層の表面上で反射された後再び液
晶層３０を通過する。偏光板４０の位置でも、偏光方向
が元の状態と変化していないので、この場合は反射光は
偏光板４０を透過することができる。

【００３８】上記の方式の液晶装置の場合、着色層３３
の表面を粗面状とすることなどにより着色層に散乱性を
付与することが好ましい。このようにすると、液晶層３
０が光透過状態にある場合には、着色層での散乱反射に
よって、広い角度に反射光を放出することが可能にな
り、その結果視角特性が改善される。

【００３９】いずれかの色調の画素が光遮断状態にある
場合には、光透過状態にある画素の着色層自体若しくは
複数の着色層の色調の組み合わせによって所定の色調が
得られ、全ての色調の画素が光遮断状態にある場合には
黒色表示が得られる。またすべての画素が光透過状態の
ときには白色になるように、それぞれの着色層に用いる
顔料の種類、色調が選ばれている。

【００４０】着色層の表面散乱を高める方法としては、
光を反射、吸収する顔料分子などの粒径を可視光の波長
に応じたものにすれば良く、たとえば比較的大きな粒径
の顔料、例えば４００ｎｍ以上の粒径の顔料を用いるこ
とにより、大きな散乱効果が得られる。また、着色層の
内部に同様の粒径のシリカなどの他の粒子を混合させる
ことによっても同様の効果を得ることができる。

【００４１】この方法以外にも、着色層表面に凹凸を形
成する方法も散乱を得るのに有効である。その方法につ
いて図２を用いて説明する。この場合は着色層３３Ｒ、
３３Ｇ、３３Ｂそれぞれの表面に凹凸が形成されてお
り、これによって光を散乱させることができる。その他
の構成はこれまでの説明と同様である。凹凸を作り込む
方法としては、パターニング後の焼成温度を高くするこ
とによる熱収縮等を利用して着色層表面に凹凸を形成す
るような方法がある。具体的には凹凸を作り込むのに十
分な厚さ、１〜３μｍに着色層をコート後、パターニン
グし、２５０℃以上の温度で焼成する。この時の温度の
上昇、下降のスピードを調整することにより、所定の凹
凸形状を作り込むことが可能である。着色層に設けられ
た凹凸形状は、保護膜３２で平坦化され液晶が接する部
分は平坦に保つことができる。そのため、この方法では
配向不良等の問題も起きない。

【００４２】以上のような顔料や他の粒子の粒径、また
は表面凹凸の大きさは可視光領域の光波長に対応した値
であることが好ましく、特に、４００ｎｍ〜７８０ｎｍ
程度であることが望ましい。

【００４３】本実施形態の液晶装置の表示方式として
は、先に上げた一枚偏光板方式以外にも偏光板を用いな
い方式、すなわち、散乱モード型やゲストホスト型など
でもよい。たとえば、液晶層３０への電界印加状態に応
じて光散乱状態又は光透過状態が得られる方式として
は、高分子分散型液晶と呼ばれるものを用いる場合があ
る。この場合、液晶層３０の内部には液晶分子と高分子
とが互いに分散した状態にて存在している。この状態と
しては、液晶中に高分子粒子が分散した状態のもの、液
晶中に多量の高分子粒子が連接するように配置されてい
るもの、ゲル状態の高分子の網の目状の骨格内に液晶が
含まれるもの、高分子の中に液晶の液滴が分散した構成
など、種々の態様のものがある。

【００４４】この場合、液晶と光若しくは電子線などで
重合させることが可能な高分子前駆体とを相溶させた溶
液を空セル内に注入した後、光や電子線などを照射する
ことによって高分子前駆体を重合させ、相分離によって
液晶中に高分子を析出させることにより液晶層３０を形
成することが好ましい。液晶としては誘電異方性及び屈
折率異方性を備えたものであれば種々の液晶を用いるこ
とができる。ここで、液晶が正の誘電異方性を備えてい
る場合には基板表面のラビング処理によって液晶を水平
配向させ、液晶が負の誘電異方性を備えている場合には
液晶を垂直配向させることが好ましい。特に、この方法
にて液晶層を形成する場合、液晶と高分子の双方を所定
方向に配向させることができる。

【００４５】高分子前駆体としては、ビフェニルメクリ
レートその他のメタクリレート、アクリレート、その他
のビニル化合物などの光或いは電子線重合性の化合物、
エポキシ化合物などの熱重合性の化合物を用いることが
できる。熱重合性の化合物については適度な温度まで加
熱して高分子を相分離させることができる。また、高分
子としてエチルセルロースのような熱可塑性の化合物を
用いることができ、この場合には、加熱状態で液晶と混
合させた後、空セル内に注入して冷却すれば高分子を相
分離させることができる。なお、液晶成分中にカイラル
成分を混入することにより、表示のコントラストや視角
依存性を向上させることができる。

【００４６】本実施形態において高分子分散型の液晶層
３０を形成する具体例としては、たとえば、液晶として
メルク社製の「ＢＬ００７」（商品名）を９０ｗｔ％、
カイラル成分としてメルク社製の「ＣＢ１５」（商品
名）を３ｗｔ％、高分子前駆体としてビフェニルメタク
リレートを７ｗｔ％混合してなる溶液を作成し、この溶
液を前面側基板１０、背面側基板２０及びシール材から
なる基板間ギャップが５ミクロン程度の空セル内に注入
し、封止してから、紫外線を照射して液晶中に高分子粒
子を相分離させる。紫外線の照射量を適宜に設定する
と、駆動電圧が５ボルト程度となり、時計用ＩＣでも十
分駆動できるものとなる。このような液晶層の形成方法
では液晶成分の割合は５０〜９５ｗｔ％程度であること
により、駆動電圧と表示態様とを実用的な範囲に設定す
ることができる。

【００４７】このような液晶層３０においては、電界無
印加状態では、液晶層内の液晶と高分子粒子とが共に水
平に配向して液晶と高分子粒子の光屈折率がほぼ等しく
なるために光透過状態になる。一方、所定のしきい値を
越える電界を印加した状態では、電界が印加された領域
において誘電異方性を有する液晶が垂直に配向するとと
もに、液晶は屈折率異方性をも備えているので高分子の
光屈折率との間に差が生じ、光散乱状態となる。

【００４８】上記のような液晶層３０の光散乱状態と光
透過状態とを用いた液晶装置の場合には、着色層３３の
表面を光沢が強く、正反射量の多い鏡面状のものとする
ことが好ましい。このようにするには、着色層に用いる
顔料の粒径を可視光に対する散乱効率の低い粒度、すな
わち、可視光領域の波長よりもある程度小さい粒径を備
えたものとすればよい。この場合、顔料の粒径は１００
ｎｍ以下であることがより好ましい。

【００４９】このような光沢が高く、正反射光が多く得
られる着色層を用いると、光透過状態においては、表示
体に入射した光が着色層で正反射することにより黒色表
示が得られ、一方光散乱状態においては前方散乱した光
が、着色層で着色、反射するために、広い視野角で散乱
された光を観察することができる。もちろん、３色の着
色層のうちの少なくともいずれか一つを光散乱状態にす
ることによって、光散乱状態にある画素内の着色層の色
調に応じた色調の表示を得ることができる。

【００５０】上記のような光散乱状態と光透過状態とを
表示に用いるタイプの液晶装置では、光透過状態におけ
る正反射による背景や照明の映り込みが問題になり、特
に反射面をわざわざ粗面にしたり、凹凸を形成したりす
る場合もある。しかし、本実施形態の場合には、反射面
は所定の色調を有する着色層であることから鏡面に較べ
て映り込み自体が少なくなる上に、色調の異なる着色層
が微細に配列されることにより構成されているので、背
景や照明の映り込みは、このような着色層の色調の配列
によって低減され、ほとんど気にならない程度にするこ
とができる。しかし、場合によっては、先に上げた方法
によって多少の散乱性を付与することも可能である。

【００５１】以上のように、本実施形態では、反射型液
晶装置において、着色層３３に、従来構造のカラーフィ
ルタと反射層の双方の機能を持たせることによって構造
を簡略化し、製造コストを低減することができるととも
に、着色層３３を反射面として構成することによって、
全体として表示の明るさを充分に確保することが可能に
なる。すなわち、従来はカラーフィルタを２回通過して
いたのに対し、本実施形態では着色層における反射若し
くは散乱により反射光を着色させるので、光の利用効率
を向上させることができるからである。

【００５２】また、本実施形態では、着色層の製造に際
して、目的の色調を呈する実質的に不透明のものを形成
すればよいため、たとえば、着色層の厚さはある程度以
上であれば細かく制御する必要がない。よって、従来の
カラーフィルタのように光透過率を設定したり、他の色
調と適合させたりするために、細かな厚さ制御や組成、
顔料分散量の微妙な調製を行う必要がなく、比較的容易
に製造することができるので、製品の歩留まりを高め、
生産効率を向上させることができる。

【００５３】また従来は一枚偏光板方式の反射型液晶表
示体を得るためには、基板内面にＡｌ等の可視光反射率
の高い材料を用い反射板を形成しなくてはいけなかっ
た。このような方法では、プロセス自体も複雑だが、加
えて反射板に散乱性を付与するのが非常に困難であり、
製造コストが非常に高いものになっていた。しかし本実
施形態により、それの問題点を簡単に解消することがで
きる。

【００５４】（第２実施形態）次に、本発明に係る第２
実施形態について図３を用いて説明する。この実施形態
では、先の第１実施形態と同一部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。この実施形態はアクティブマ
トリクス型の液晶装置の例を示すためのものである。こ
の実施形態では、マトリクス状に配列された各画素領域
内において、背面側の基板２０の内面上にデータ線及び
走査線がそれぞれ複数ずつ互いに直交する方向に伸びて
なる格子状の配線構造が形成されており、データ線に接
続されたソース電極及び走査線に接続されたゲート電極
を備えたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３６が画素領域毎
に形成されている。

【００５５】各画素領域には、それぞれ平面形状が矩形
の着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂのいずれかが形成され
ている。これらの着色層の上にはそれぞれ透明樹脂など
からなる保護膜３８が形成され、この保護膜３８の上に
ＩＴＯからなる透明電極３９が形成されている。この透
明電極３９は画素領域毎に形成された画素電極であり、
上述の着色層及び保護膜を貫いて、上記ＴＦＴ３６のド
レイン電極に導電接続されている。

【００５６】この場合にも、上記第１実施形態と同様
に、種々の方式の液晶装置を構成することができる。特
に、この実施形態では、スイッチング素子としてのＴＦ
Ｔ３６を着色層３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂのいずれかにて
覆うことができるので、スイッチング素子が形成されて
いても反射面積を低下させる要因がない。よって、開口
率の減少やそれに伴う表示の明るさの減少は問題になら
ない。同様の効果は、ＴＦＴ等のスイッチング素子だけ
でなく、配線層の上に着色層を形成する場合にも得られ
る。

【００５７】着色層の厚みは、必要に応じて十分厚くす
ることが出来るので、スイッチング素子または配線層
と、着色層上に形成される液晶駆動用電極を電気的に十
分に絶縁することが可能である。

【００５８】第２実施形態では、スイッチング素子とし
てＴＦＴを構成しているが、他のスイッチング素子でも
よく、たとえば、薄膜ダイオード素子の一種であるＭＩ
Ｍ（金属−絶縁体−金属）素子を代表とする２端子型素
子であってもよい。

【００５９】上記各実施形態では、いずれも、着色層に
おいて光を反射させることにより、着色層の色調に応じ
た反射光を得ることができ、これにより表示のカラー化
を果たすことができる。この場合、着色層に対しては透
光性を配慮する必要がないため、鮮やかな色調を容易に
形成することができる。また、着色層を形成する場合、
その表面状態（微細な凹凸の有無など）を調整すること
によって、光の拡散性を調整し、液晶装置の表示方式に
適した反射特性を得ることができるとともに、色調の調
整もまた表面状態による光拡散性の調整によって行うこ
とができる。

【００６０】なお、保護膜として有機樹脂を用いた構成
を先に示したが、ポリシラザンからなる溶剤を塗布して
保護膜(絶縁膜)を形成しても良い。この場合、絶縁膜は
平坦化層としても使うことができるため、液晶層に面す
る表面を平坦にすることができる。従って、液晶層厚が
ほぼ一定となり、液晶層厚にムラが生じない。更には表
面が平坦なため凹凸によるラビングのムラなどもなく、
配向不良が生じない。

【００６１】（実施形態３）図５は、前記反射型液晶装
置を電子機器に搭載した構成を示すものである。

【００６２】図５（ａ）は携帯電話を示す斜視図であ
る。１０００は携帯電話本体を示し、そのうちの１００
１は本発明の反射型液晶パネルを用いた液晶表示部であ
る。

【００６３】図５（ｂ）は、腕時計型電子機器を示す図
である。１１００は時計本体を示す斜視図である。１１
０１は本発明の反射型液晶パネルを用いた液晶表示部で
ある。この液晶パネルは、従来の時計表示部に比べて高
精細の画素を有するので、テレビ画像表示も可能とする
ことができ、腕時計型テレビを実現できる。

【００６４】図５（ｃ）は、ワープロ、パソコン等の携
帯型情報処理装置を示す図である。１２００は情報処理
装置を示し、１２０２はキーボード等の入力部、１２０
６は本発明の反射型液晶パネルを用いた表示部、１２０
４は情報処理装置本体を示す。各々の電子機器は電池に
より駆動される電子機器であるので、光源ランプを持た
ない反射型液晶パネルを使えば、電池寿命を延ばすこと
が出来る。また、本発明のように、周辺回路をパネル基
板に内蔵できるので、部品点数が大幅に減り、より軽量
化・小型化できる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のカラーフィルタと反射板の代わりに光透過性を実質
的に有しない着色層が設けられた領域のみを構成すれば
よいため、構造が簡単になるとともに、カラーフィルタ
のように透過率と色調とを調整する必要がないため、容
易に製造できるから、工程管理が簡単になるとともに製
造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る反射型液晶装置の第１実施形態の
構造を模式的に示す概略縦断面図である。

【図２】本発明に係る反射型液晶装置の第１実施形態に
おいて、着色層に凹凸形状に形成した場合の構造を模式
的に示す概略縦断面図である。

【図３】本発明に係る反射型液晶装置の第２実施形態の
構造を模式的に示す概略縦断面図である。

【図４】従来のカラー化された反射型液晶装置の構造を
模式的に示す概略縦断面図である。

【図５】本発明の反射型液晶装置を用いた電子機器の概
略図である。

【符号の説明】

１０ 前面側基板 ２０ 背面側基板 １３，３５，３９ 透明電極 １４，３２ 配向膜 ３０ 液晶層 ３３ 着色層 ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，３７Ｒ，３７Ｇ，３７Ｂ 着
色層による単位画素領域 ３４，３８ 保護膜 ３６ ＴＦＴ ４０ 偏光板

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶層を挟持してなる反
   射型液晶装置において、 前記一対の基板のうち一方の基板に実質的に可視光に対
   する光透過特性を有しない着色層が形成されてなること
   を特徴とする反射型液晶装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記着色層は前記一
   方の基板の前記液晶層側の面に形成されていることを特
   徴とする反射型液晶装置。
3. 【請求項３】 一対の基板間に液晶層が挟持されてなる
   反射型液晶装置において、前記一対の基板のうち一方の
   基板に可視光透過率が５％以下であり、反射率が２０％
   以上の特性を有する着色層が形成されてなることを特徴
   とする反射型液晶装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前
   記着色層は２つ以上の異なる色調を持つ複数の着色層領
   域の組み合わせにより形成されていることを特徴とする
   反射型液晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４において、前記着
   色層は光拡散性を備えていることを特徴とする反射型液
   晶装置。
6. 【請求項６】 請求項１から請求項４において、前記着
   色層は反射特性を備えていることを特徴とする反射型液
   晶装置。
7. 【請求項７】 請求項５乃至６のいずれかにおいて、前
   記一対の基板のうち着色層が形成されていない基板側の
   みに偏光板が配置されてなり、前記電界によって変化す
   る前記液晶層の屈折率異方性により表示状態を制御して
   なることを特徴とする反射型液晶装置。
8. 【請求項８】 請求項５乃至６のいずれかにおいて、前
   記着色層が設けられた領域は着色顔料の粒子をバインダ
   によって固着させてなり、前記着色顔料の主たる粒径が
   ４００ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲内であることを特徴とす
   る反射型液晶装置。
9. 【請求項９】 請求項５乃至６のいずれかにおいて、前
   記着色層の表面に凹凸構造が形成されてなることを特徴
   とする反射型液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項４において、前記
    着色層は鏡面性の光沢を備えていることを特徴とする反
    射型液晶装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、前記電界により
    前記液晶層は光散乱状態または光透過状態になるように
    構成されていることを特徴とする反射型液晶装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０において、前記着色層が設
    けられた領域は着色顔料の粒子をバインダによって固着
    させてなり、前記着色顔料の主たる粒径が１００ｎｍ以
    下であることを特徴とする反射型液晶装置。
13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２において、前記着色
    層が形成された前記基板上にはスイッチング素子及び配
    線層が形成されており、前記着色層が前記スイッチング
    素子及び配線層を被覆するように形成されていることを
    特徴とする反射型液晶装置。
14. 【請求項１４】 請求項１乃至１３に記載の前記反射型
    液晶装置を搭載した電子機器。