JPH08166605A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH08166605A JPH08166605A JP18758395A JP18758395A JPH08166605A JP H08166605 A JPH08166605 A JP H08166605A JP 18758395 A JP18758395 A JP 18758395A JP 18758395 A JP18758395 A JP 18758395A JP H08166605 A JPH08166605 A JP H08166605A
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- substrates
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/13725—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F2203/02—Function characteristic reflective
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- Liquid Crystal (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｏｆｆ状態である程度の電圧が液晶４に印加
されても、液晶分子４ａの配向が崩れることなく、閾値
電圧以上の電圧が印加された時になって初めて螺旋構造
のピッチが急速に伸び始めるようにし、これにより、信
号電圧のダイナミックレンジを、上記閾値電圧を含む狭
い範囲に設定可能とする。 【解決手段】 背面基板１８及び前面基板１９間に挟持
される液晶４を、基板界面付近の液晶分子４ａが該基板
表面に対し略平行に配向し、かつ液晶分子４ａが光学活
性物質によってセル厚方向に螺旋軸を持つ、液晶分子配
向の捻れ角θが９π／４である螺旋構造とした。
されても、液晶分子４ａの配向が崩れることなく、閾値
電圧以上の電圧が印加された時になって初めて螺旋構造
のピッチが急速に伸び始めるようにし、これにより、信
号電圧のダイナミックレンジを、上記閾値電圧を含む狭
い範囲に設定可能とする。 【解決手段】 背面基板１８及び前面基板１９間に挟持
される液晶４を、基板界面付近の液晶分子４ａが該基板
表面に対し略平行に配向し、かつ液晶分子４ａが光学活
性物質によってセル厚方向に螺旋軸を持つ、液晶分子配
向の捻れ角θが９π／４である螺旋構造とした。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は液晶表示装置に関
し、特に駆動電圧の低圧化、光応答性及びコントラスト
の向上に関する。
し、特に駆動電圧の低圧化、光応答性及びコントラスト
の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】反射型液晶表示装置は、周囲光を光源と
して利用するので、バックライトが不要であり、軽量、
薄型、低消費電力という液晶の利点を最大限に生かすこ
とが可能なデバイスであるが、その反面、周囲光を利用
することから表示画面の明るさに限りがあり、偏光板、
カラーフィルタ等を用いた場合に表示輝度がかなり低下
してしまい暗い表示となるという問題がある。
して利用するので、バックライトが不要であり、軽量、
薄型、低消費電力という液晶の利点を最大限に生かすこ
とが可能なデバイスであるが、その反面、周囲光を利用
することから表示画面の明るさに限りがあり、偏光板、
カラーフィルタ等を用いた場合に表示輝度がかなり低下
してしまい暗い表示となるという問題がある。
【０００３】この問題の対策として、従来から、リター
デイションを最適化し偏光板の使用枚数を可能な限り少
なくする、例えば偏光板を１枚用いた反射型ＳＴＮ（ｓ
ｕｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅｍａｔｉｃ）方式とす
るとか、液晶中に多色性色素を混入したゲスト−ホスト
（Ｇｕｅｓｔ−Ｈｏｓｔ以下ＧＨと称する。）モードを
利用するといった方法がとられている。
デイションを最適化し偏光板の使用枚数を可能な限り少
なくする、例えば偏光板を１枚用いた反射型ＳＴＮ（ｓ
ｕｐｅｒ ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅｍａｔｉｃ）方式とす
るとか、液晶中に多色性色素を混入したゲスト−ホスト
（Ｇｕｅｓｔ−Ｈｏｓｔ以下ＧＨと称する。）モードを
利用するといった方法がとられている。
【０００４】中でも、ネマティック液晶とコレステリッ
ク液晶の間の相転移を利用した相転移型ＧＨモード（別
名Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型 Ｇｕｅｓｔ−Ｈｏｓｔ
と呼ばれており、以下ＷＴモードと称する。）の液晶
は、偏光板を全く使用しないため他のモードを用いた液
晶に比べ非常に明るい表示が得られる。
ク液晶の間の相転移を利用した相転移型ＧＨモード（別
名Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型 Ｇｕｅｓｔ−Ｈｏｓｔ
と呼ばれており、以下ＷＴモードと称する。）の液晶
は、偏光板を全く使用しないため他のモードを用いた液
晶に比べ非常に明るい表示が得られる。
【０００５】このＷＨモードの液晶は、基板表面の液晶
分子が垂直配向され、コレステリック層のらせんピッチ
も小さいものであり、具体的には、セル厚をｄ、螺旋ピ
ッチをｐとすると、ｄ／ｐ＞２である。以下、基板界面
の液晶分子が垂直配向したＷＴモードをＨＷＴ（ｈｏｍ
ｅｏｔｒｏｐｉｃ ＷＴ）モードと略記する。
分子が垂直配向され、コレステリック層のらせんピッチ
も小さいものであり、具体的には、セル厚をｄ、螺旋ピ
ッチをｐとすると、ｄ／ｐ＞２である。以下、基板界面
の液晶分子が垂直配向したＷＴモードをＨＷＴ（ｈｏｍ
ｅｏｔｒｏｐｉｃ ＷＴ）モードと略記する。
【０００６】図３（ａ）はこのＨＷＴモードにおける電
圧−透過率特性を示し、また図１３（ａ）〜（ｃ）は、
それぞれ該ＨＷＴモードにおける配向状態を、図３
（ａ）での印加電圧範囲Ａ，Ｂ，Ｃに対応させて示して
いる。つまり、図１３（ａ）は、印加電圧が図３（ａ）
の範囲Ａにある時の配向状態（初期配向状態）、図１３
（ｂ）は、印加電圧が図３（ａ）の範囲Ｂにある時の配
向状態、図１３（ｃ）は、印加電圧が図３（ａ）の範囲
Ｃにある時の配向状態を示している。尚、図１３（ａ）
〜（ｃ）では液晶分子と多色性色素を区別してはおら
ず、両者の混合物全体の配向状態を示している。
圧−透過率特性を示し、また図１３（ａ）〜（ｃ）は、
それぞれ該ＨＷＴモードにおける配向状態を、図３
（ａ）での印加電圧範囲Ａ，Ｂ，Ｃに対応させて示して
いる。つまり、図１３（ａ）は、印加電圧が図３（ａ）
の範囲Ａにある時の配向状態（初期配向状態）、図１３
（ｂ）は、印加電圧が図３（ａ）の範囲Ｂにある時の配
向状態、図１３（ｃ）は、印加電圧が図３（ａ）の範囲
Ｃにある時の配向状態を示している。尚、図１３（ａ）
〜（ｃ）では液晶分子と多色性色素を区別してはおら
ず、両者の混合物全体の配向状態を示している。
【０００７】また一方、このような反射型液晶表示装置
において用いられる、２端子素子を用いた反射画素電極
構造として特開平３−４１４２０号公報に開示のものが
あり、この公報には、平坦な層間絶縁膜上に蒸着により
金属膜を形成し、該金属膜の表面をエッチングして反射
画素電極を作製する方法が示されている。
において用いられる、２端子素子を用いた反射画素電極
構造として特開平３−４１４２０号公報に開示のものが
あり、この公報には、平坦な層間絶縁膜上に蒸着により
金属膜を形成し、該金属膜の表面をエッチングして反射
画素電極を作製する方法が示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＨＷＴモー
ドの場合、もともと垂直配向しようとする液晶分子を、
光学活性物質を混入することによって、螺旋構造におい
て液晶層の中間層（バルク）の分子がとる螺旋軸が基板
に対し略垂直になるように配向制御している。
ドの場合、もともと垂直配向しようとする液晶分子を、
光学活性物質を混入することによって、螺旋構造におい
て液晶層の中間層（バルク）の分子がとる螺旋軸が基板
に対し略垂直になるように配向制御している。
【０００９】このＨＷＴモードの液晶セルに電圧を印加
すると、配向状態は図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように
散乱状態（図１３（ｂ）参照）を経て配向変化を起こ
す。このために閾値電圧が不明確であり、しかも図３
（ａ）に示すように低い電圧で広い電圧範囲Ｂにわたっ
て散乱状態を示すこととなる。
すると、配向状態は図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように
散乱状態（図１３（ｂ）参照）を経て配向変化を起こ
す。このために閾値電圧が不明確であり、しかも図３
（ａ）に示すように低い電圧で広い電圧範囲Ｂにわたっ
て散乱状態を示すこととなる。
【００１０】このように、微小電圧により容易に初期配
向状態が崩れ、散乱状態へと推移することや、光遮光性
が高くなるよう螺旋ピッチを小することに起因して生じ
る駆動信号電圧の増大のために、信号電圧のダイナミッ
クレンジ（信号電圧の幅）の増大を招き、以下のような
問題が生じる。
向状態が崩れ、散乱状態へと推移することや、光遮光性
が高くなるよう螺旋ピッチを小することに起因して生じ
る駆動信号電圧の増大のために、信号電圧のダイナミッ
クレンジ（信号電圧の幅）の増大を招き、以下のような
問題が生じる。
【００１１】（１）第１に、マトリクス駆動の場合、素
子耐圧の高い薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと称す
る。）を用いる必要が生じ、駆動電圧の面から好ましく
なく、また、信号電圧の高圧化により表示装置そのもの
のコストが上がってしまうという欠点がある。
子耐圧の高い薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと称す
る。）を用いる必要が生じ、駆動電圧の面から好ましく
なく、また、信号電圧の高圧化により表示装置そのもの
のコストが上がってしまうという欠点がある。
【００１２】（２）第２に、コスト的に有利である２端
子素子では、ｏｆｆ状態で液晶に印加される信号電圧を
０［Ｖ］とすることは困難であり、いくらかの電圧が印
加される。そのためにダイナミックレンジの大きいＨＷ
Ｔモードを２端子素子と組み合わせると、ｏｆｆ状態で
も液晶の配向状態が散乱状態となり、これらの組み合わ
せにより良好な表示特性を有する液晶表示装置を得るこ
とは難しい。
子素子では、ｏｆｆ状態で液晶に印加される信号電圧を
０［Ｖ］とすることは困難であり、いくらかの電圧が印
加される。そのためにダイナミックレンジの大きいＨＷ
Ｔモードを２端子素子と組み合わせると、ｏｆｆ状態で
も液晶の配向状態が散乱状態となり、これらの組み合わ
せにより良好な表示特性を有する液晶表示装置を得るこ
とは難しい。
【００１３】（３）第３に、ＨＷＴモードでは、微小電
圧により容易に初期配向状態が崩れるため、液晶をＴＦ
Ｔで駆動する際に、アクティブ素子のついていない対向
基板側の電極から一定の電圧を液晶に印加し、信号電圧
のダイナミックレンジを小さくする等の低消費電力駆動
が不可能となる。
圧により容易に初期配向状態が崩れるため、液晶をＴＦ
Ｔで駆動する際に、アクティブ素子のついていない対向
基板側の電極から一定の電圧を液晶に印加し、信号電圧
のダイナミックレンジを小さくする等の低消費電力駆動
が不可能となる。
【００１４】したがって、ＴＦＴや２端子素子などのス
イッチング素子を従来のＨＷＴ型液晶表示モードにその
まま適用することは実現不可能であり、液晶モードのチ
ルト角、セル厚さと螺旋ピッチの比率（ｄ／ｐ）などの
各種条件を最適化しなければならないという問題があっ
た。
イッチング素子を従来のＨＷＴ型液晶表示モードにその
まま適用することは実現不可能であり、液晶モードのチ
ルト角、セル厚さと螺旋ピッチの比率（ｄ／ｐ）などの
各種条件を最適化しなければならないという問題があっ
た。
【００１５】また、図１６（ｂ）に示すように、反射板
として、液晶層４に接するように光反射層５をガラス基
板１ｂ上に形成することで、視差のない良好な表示が得
られる。なお、図１６中、１ａはＩＴＯ膜２が形成され
たガラス基板で、これに対向するガラス基板１ｂととも
に液晶層４を挟持している。また、２７は光源２から出
射し上記光反射層５で反射して観測者６に至る光路であ
る。
として、液晶層４に接するように光反射層５をガラス基
板１ｂ上に形成することで、視差のない良好な表示が得
られる。なお、図１６中、１ａはＩＴＯ膜２が形成され
たガラス基板で、これに対向するガラス基板１ｂととも
に液晶層４を挟持している。また、２７は光源２から出
射し上記光反射層５で反射して観測者６に至る光路であ
る。
【００１６】ここで、該光反射層５に求められる特性と
しては、（１）ある程度の散乱特性を持つこと、（２）
光反射特性にある程度の指向性を有すること、（３）光
反射層表面の凸部（図示せず）の高さ，大きさ，ピッチ
をそろえると、隣接した凸部で反射した光どうしが干渉
し、色付きが起こるため、凸部の高さ，大きさ，ピッチ
を色付きが生じないようランダムにすることが挙げられ
る。
しては、（１）ある程度の散乱特性を持つこと、（２）
光反射特性にある程度の指向性を有すること、（３）光
反射層表面の凸部（図示せず）の高さ，大きさ，ピッチ
をそろえると、隣接した凸部で反射した光どうしが干渉
し、色付きが起こるため、凸部の高さ，大きさ，ピッチ
を色付きが生じないようランダムにすることが挙げられ
る。
【００１７】上記条件を満足する光反射層の表面形状と
しては、その凸部の底面の直径若しくは長軸が３〜５０
［μｍ］の円若しくは楕円であり、隣接する凸部との間
隔が１［μｍ］以上であり、更に上記形状の凸部がラン
ダムに存在するものが有効である。
しては、その凸部の底面の直径若しくは長軸が３〜５０
［μｍ］の円若しくは楕円であり、隣接する凸部との間
隔が１［μｍ］以上であり、更に上記形状の凸部がラン
ダムに存在するものが有効である。
【００１８】また、上記光反射層表面の凸部の高さ方向
の寸法に関しては、光反射層が液晶層に接してその界面
に凹凸部分が形成されるため、該界面の凹凸形状が液晶
層のセル厚のむらとなるが、このむらが、ＡＷＴ（ａｎ
ｔｉｐａｒａｌｌｅｌ ＷＴ）モードの液晶分子配向に
影響を与えない範囲にとどめる必要がある。ここで光反
射層の凸部あるいは凹部の先端部の形状は、良好な拡散
反射を実現するため円状か楕円状にしなければならな
い。なお、上記ＡＷＴモードは、基板界面の液晶分子が
ほぼ平行配向したＷＴモードを言い、ＨＷＴモードと区
別される。
の寸法に関しては、光反射層が液晶層に接してその界面
に凹凸部分が形成されるため、該界面の凹凸形状が液晶
層のセル厚のむらとなるが、このむらが、ＡＷＴ（ａｎ
ｔｉｐａｒａｌｌｅｌ ＷＴ）モードの液晶分子配向に
影響を与えない範囲にとどめる必要がある。ここで光反
射層の凸部あるいは凹部の先端部の形状は、良好な拡散
反射を実現するため円状か楕円状にしなければならな
い。なお、上記ＡＷＴモードは、基板界面の液晶分子が
ほぼ平行配向したＷＴモードを言い、ＨＷＴモードと区
別される。
【００１９】さらに、セル厚さと螺旋構造の自然ピッチ
との比率（ｄ／ｐ0）のマージンを、セル厚のマージン
に換算した結果、セル厚ｄのばらつきΔｄのマージン
は、｜ｄ｜≦１．０［μｍ］となる。このことから、光
反射層の凸部の高さの中央部を平均セル厚とし、そこか
ら±０．５［μｍ］、即ち凸部の高さが１［μｍ］以下
であれば液晶の配向に悪影響を与えることなく光反射層
を形成することが可能である。
との比率（ｄ／ｐ0）のマージンを、セル厚のマージン
に換算した結果、セル厚ｄのばらつきΔｄのマージン
は、｜ｄ｜≦１．０［μｍ］となる。このことから、光
反射層の凸部の高さの中央部を平均セル厚とし、そこか
ら±０．５［μｍ］、即ち凸部の高さが１［μｍ］以下
であれば液晶の配向に悪影響を与えることなく光反射層
を形成することが可能である。
【００２０】これらの実験に基づいた検討から、光反射
層の形状は、高さが１［μｍ］以下であり、凸部底面の
直径、又は長軸が３〜５０［μｍ］の円又は楕円で、隣
接する凸部のピッチは１［μｍ］以上であることが望ま
しい。
層の形状は、高さが１［μｍ］以下であり、凸部底面の
直径、又は長軸が３〜５０［μｍ］の円又は楕円で、隣
接する凸部のピッチは１［μｍ］以上であることが望ま
しい。
【００２１】しかしこのような厳しい条件を精度良く制
御することは、上記特開平３−４１４２０号公報記載の
ように金属膜をエッチングする方法では困難であった。
御することは、上記特開平３−４１４２０号公報記載の
ように金属膜をエッチングする方法では困難であった。
【００２２】一方、スイッチング素子を用いないで液晶
の駆動を行う改良ＷＴ型の技術として、ＵＳＰ４５９６
４４６、公開昭５９−２８１３０号公報に記載のものが
ある。ここでは単純マトリクス駆動に最適な条件を設定
しているために、ヒステリシスの生じない領域、即ち捻
れ角がπ〜２π［ｒａｄ］の範囲しか液晶表示に使用す
ることができず、多色性色素を混入したＧＨモードで用
いる場合、光の吸収が十分起こらずコントラストの低下
が生じるという問題があった。
の駆動を行う改良ＷＴ型の技術として、ＵＳＰ４５９６
４４６、公開昭５９−２８１３０号公報に記載のものが
ある。ここでは単純マトリクス駆動に最適な条件を設定
しているために、ヒステリシスの生じない領域、即ち捻
れ角がπ〜２π［ｒａｄ］の範囲しか液晶表示に使用す
ることができず、多色性色素を混入したＧＨモードで用
いる場合、光の吸収が十分起こらずコントラストの低下
が生じるという問題があった。
【００２３】さらに、反射板を設置する場合、図１６
（ａ）に示すように従来の外付け法、つまり液晶セルの
背後に反射板５を配設する方法では、ガラス基板１ｂの
厚みによる視差が生じ、視覚特性を著しく低下させてい
た。
（ａ）に示すように従来の外付け法、つまり液晶セルの
背後に反射板５を配設する方法では、ガラス基板１ｂの
厚みによる視差が生じ、視覚特性を著しく低下させてい
た。
【００２４】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、液晶の駆動を低電圧により行うこ
とができ、しかも光応答性が高く、明るく、高コントラ
ストかつ良好な視覚特性を有する低コストな液晶表示装
置を得ることが本発明の目的である。
めになされたもので、液晶の駆動を低電圧により行うこ
とができ、しかも光応答性が高く、明るく、高コントラ
ストかつ良好な視覚特性を有する低コストな液晶表示装
置を得ることが本発明の目的である。
【００２５】
【課題を解決するための手段】この発明に係る液晶表示
装置は、少なくとも一方の基板が透明である一対の基板
と、該両基板間に挟持された液晶層とを備えている。該
液晶は、正の誘電率異方性を有し、基板界面付近の液晶
分子が該基板に対し略平行であり、該液晶中に多色性色
素と光学活性物質としてのコレステリック液晶もしくは
カイラル剤が混入され、液晶分子が光学活性物質によっ
てセル厚方向に螺旋軸を持つ螺旋構造を有するものであ
る。光学活性物質により生じる螺旋構造の自然ピッチ
（ｐ0）とセル厚（ｄ）の比は、該螺旋構造のねじれ角
をθ［ｒａｄ］とする関係式（２θ−π／４π＜ｄ／ｐ
0≦θ／２πを満たすものである。螺旋構造の捻れ角θ
［ｒａｄ］は、２π≦θ≦５π／２の範囲の値である。
そのことにより上記目的が達成される。
装置は、少なくとも一方の基板が透明である一対の基板
と、該両基板間に挟持された液晶層とを備えている。該
液晶は、正の誘電率異方性を有し、基板界面付近の液晶
分子が該基板に対し略平行であり、該液晶中に多色性色
素と光学活性物質としてのコレステリック液晶もしくは
カイラル剤が混入され、液晶分子が光学活性物質によっ
てセル厚方向に螺旋軸を持つ螺旋構造を有するものであ
る。光学活性物質により生じる螺旋構造の自然ピッチ
（ｐ0）とセル厚（ｄ）の比は、該螺旋構造のねじれ角
をθ［ｒａｄ］とする関係式（２θ−π／４π＜ｄ／ｐ
0≦θ／２πを満たすものである。螺旋構造の捻れ角θ
［ｒａｄ］は、２π≦θ≦５π／２の範囲の値である。
そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】この発明に係る液晶表示装置は、少なくと
も一方の基板が透明である一対の基板と、該両基板間に
挟持された液晶層とを備えている。該液晶は、正の誘電
率異方性を有し、基板界面付近の液晶分子が該基板に対
し略平行であり、該液晶中に多色性色素と光学活性物質
としてのコレステリック液晶もしくはカイラル剤が混入
され、液晶分子が光学活性物質によってセル厚方向に螺
旋軸を持つ螺旋構造を有するものである。光学活性物質
により生じる螺旋構造の自然ピッチ（ｐ0）とセル厚
（ｄ）の比は、該螺旋構造のねじれ角をθ［ｒａｄ］と
する関係式（２θ−π／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２πを満
たすものである。螺旋構造の捻れ角θ［ｒａｄ］は、２
π≦θ≦５π／２の範囲の値である。該一対の基板の一
方は、該液晶層をこれによる光学的シャッタ動作が起こ
るよう駆動するアクティブ素子を有するものである。そ
のことにより上記目的が達成される。
も一方の基板が透明である一対の基板と、該両基板間に
挟持された液晶層とを備えている。該液晶は、正の誘電
率異方性を有し、基板界面付近の液晶分子が該基板に対
し略平行であり、該液晶中に多色性色素と光学活性物質
としてのコレステリック液晶もしくはカイラル剤が混入
され、液晶分子が光学活性物質によってセル厚方向に螺
旋軸を持つ螺旋構造を有するものである。光学活性物質
により生じる螺旋構造の自然ピッチ（ｐ0）とセル厚
（ｄ）の比は、該螺旋構造のねじれ角をθ［ｒａｄ］と
する関係式（２θ−π／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２πを満
たすものである。螺旋構造の捻れ角θ［ｒａｄ］は、２
π≦θ≦５π／２の範囲の値である。該一対の基板の一
方は、該液晶層をこれによる光学的シャッタ動作が起こ
るよう駆動するアクティブ素子を有するものである。そ
のことにより上記目的が達成される。
【００２７】この発明は、上記液晶表示装置において、
前記アクティブ素子が非線形素子からなり、該非線形素
子が、ＭＩＭ、ダイオード、バリスタあるいはＴＦＴで
あることが好ましい。
前記アクティブ素子が非線形素子からなり、該非線形素
子が、ＭＩＭ、ダイオード、バリスタあるいはＴＦＴで
あることが好ましい。
【００２８】この発明は、上記液晶表示装置において、
前記一対の基板の一方が、前記液晶層に接するよう設け
られた反射画素電極を有し、該反射画素電極が、該基板
表面に形成された、凹凸の表面形状を有する絶縁膜と、
該絶縁膜上にその凹凸形状を反映するよう形成された金
属反射膜とから構成されていることが好ましい。
前記一対の基板の一方が、前記液晶層に接するよう設け
られた反射画素電極を有し、該反射画素電極が、該基板
表面に形成された、凹凸の表面形状を有する絶縁膜と、
該絶縁膜上にその凹凸形状を反映するよう形成された金
属反射膜とから構成されていることが好ましい。
【００２９】この発明は、上記液晶表示装置において、
上記螺旋構造の捻れ角θが、９π／４程度であることが
好ましい。
上記螺旋構造の捻れ角θが、９π／４程度であることが
好ましい。
【００３０】この発明は、上記液晶表示装置において、
前記一対の基板が、前記液晶層を構成する液晶分子のプ
レチルト角が５°〜２０°の範囲となるよう構成した配
向膜を有することが好ましい。
前記一対の基板が、前記液晶層を構成する液晶分子のプ
レチルト角が５°〜２０°の範囲となるよう構成した配
向膜を有することが好ましい。
【００３１】以下、作用について説明する。
【００３２】この発明においては、一対の基板間に挟持
される液晶を、基板界面付近の液晶分子が該基板に対し
略平行に配向し、かつ液晶分子が光学活性物質によって
セル厚方向に螺旋軸を持つ螺旋構造としたから、ｏｆｆ
状態である程度の電圧が液晶に印加されても、液晶分子
の配向が崩れることなく、閾値電圧以上の電圧が印加さ
れた時になって初めて螺旋構造のピッチが急速に伸び始
める。このため、信号電圧のダイナミックレンジは、上
記閾値電圧を含む狭い範囲に設定することが可能とな
る。
される液晶を、基板界面付近の液晶分子が該基板に対し
略平行に配向し、かつ液晶分子が光学活性物質によって
セル厚方向に螺旋軸を持つ螺旋構造としたから、ｏｆｆ
状態である程度の電圧が液晶に印加されても、液晶分子
の配向が崩れることなく、閾値電圧以上の電圧が印加さ
れた時になって初めて螺旋構造のピッチが急速に伸び始
める。このため、信号電圧のダイナミックレンジは、上
記閾値電圧を含む狭い範囲に設定することが可能とな
る。
【００３３】また、上記のようにｏｆｆ状態である程度
の電圧が液晶に印加されても、液晶分子の配向が崩れる
ことがないため、液晶の駆動素子として、ｏｆｆ状態で
の液晶印加電圧を完全に０にするのが困難である２端子
素子を用いることができ、コストの削減を図ることがで
きる。
の電圧が液晶に印加されても、液晶分子の配向が崩れる
ことがないため、液晶の駆動素子として、ｏｆｆ状態で
の液晶印加電圧を完全に０にするのが困難である２端子
素子を用いることができ、コストの削減を図ることがで
きる。
【００３４】さらに、光学活性物質により生じる螺旋構
造の自然ピッチ（ｐ0）とセル厚（ｄ）の比が、該螺旋
構造のねじれ角をθ［ｒａｄ］とする関係式（２θ−
π）／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２πを満たし、かつ螺旋構
造の捻れ角θ［ｒａｄ］が、２π≦ θ≦５π／２の範
囲の値となるようにしているため、所定電圧を液晶に印
加することにより、液晶分子の相移転が急激に生ずるこ
ととなり、また液晶への印加電圧をオフした時には、も
との液晶相に急峻にしかも確実に戻ることとなる。これ
により十分な光応答性を得ることができる。
造の自然ピッチ（ｐ0）とセル厚（ｄ）の比が、該螺旋
構造のねじれ角をθ［ｒａｄ］とする関係式（２θ−
π）／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２πを満たし、かつ螺旋構
造の捻れ角θ［ｒａｄ］が、２π≦ θ≦５π／２の範
囲の値となるようにしているため、所定電圧を液晶に印
加することにより、液晶分子の相移転が急激に生ずるこ
ととなり、また液晶への印加電圧をオフした時には、も
との液晶相に急峻にしかも確実に戻ることとなる。これ
により十分な光応答性を得ることができる。
【００３５】また、上記のように２端子素子を用いるこ
とにより、より急峻な電気光学特性が得られるととも
に、表示容量、つまり一定のデューティ比の信号により
駆動することのできる絵素の数を増大することができ
る。
とにより、より急峻な電気光学特性が得られるととも
に、表示容量、つまり一定のデューティ比の信号により
駆動することのできる絵素の数を増大することができ
る。
【００３６】この発明においては、該反射画素電極を、
該基板表面に形成された、凹凸の表面形状を有する絶縁
膜と、該絶縁膜上にその凹凸形状を反映するよう形成さ
れた金属反射膜とから構成しているため、上記凸凹形状
のパターンを、例えば感光性樹脂膜のフォトリソグラフ
ィー処理により精度よく形成することが可能となる。こ
れにより、表面が凸凹形状の光反射層を、この光反射層
に要求される厳しい条件、例えば凸部のピッチや高さを
精度よく制御して形成することができる。
該基板表面に形成された、凹凸の表面形状を有する絶縁
膜と、該絶縁膜上にその凹凸形状を反映するよう形成さ
れた金属反射膜とから構成しているため、上記凸凹形状
のパターンを、例えば感光性樹脂膜のフォトリソグラフ
ィー処理により精度よく形成することが可能となる。こ
れにより、表面が凸凹形状の光反射層を、この光反射層
に要求される厳しい条件、例えば凸部のピッチや高さを
精度よく制御して形成することができる。
【００３７】この発明においては、上記螺旋構造の捻れ
角θを、９π／４程度にしているので、最大の光応答性
を得ることができる。
角θを、９π／４程度にしているので、最大の光応答性
を得ることができる。
【００３８】この発明においては、前記液晶層を構成す
る液晶分子のプレチルト角が５°〜２０°の範囲となる
よう構成した配向膜を備えたので、閾値電圧を低く設定
でき、しかもコントラストの向上を図ることができる。
る液晶分子のプレチルト角が５°〜２０°の範囲となる
よう構成した配向膜を備えたので、閾値電圧を低く設定
でき、しかもコントラストの向上を図ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】まず、本発明の基本原理について
説明する。
説明する。
【００４０】図３（ｂ）はＡＷＴモードにおける電圧−
透過率特性を示し、また図１３（ｄ）〜図１３（ｆ）
は、それぞれ該ＡＷＴモードにおける配向状態を図３
（ｂ）の印加電圧範囲Ｄ，Ｅ，Ｆに対応させて示してい
る。つまり図１３（ｄ），（ｅ）は印加電圧が図３
（ｂ）の範囲Ｄ及びＥにある時の配向状態、図１３
（ｆ）は、印加電圧が図３（ｂ）の範囲Ｆにある時の配
向状態を示している。なお、図１３（ｄ）〜図１３
（ｆ）では液晶分子と多色性色素を区別してはおらず、
両者の混合物全体の配向状態を示している。
透過率特性を示し、また図１３（ｄ）〜図１３（ｆ）
は、それぞれ該ＡＷＴモードにおける配向状態を図３
（ｂ）の印加電圧範囲Ｄ，Ｅ，Ｆに対応させて示してい
る。つまり図１３（ｄ），（ｅ）は印加電圧が図３
（ｂ）の範囲Ｄ及びＥにある時の配向状態、図１３
（ｆ）は、印加電圧が図３（ｂ）の範囲Ｆにある時の配
向状態を示している。なお、図１３（ｄ）〜図１３
（ｆ）では液晶分子と多色性色素を区別してはおらず、
両者の混合物全体の配向状態を示している。
【００４１】本発明のＡＷＴモードは、液晶層の、基板
表面近傍の液晶分子を、該基板表面に対しほぼ水平に配
向させており、このため、液晶層のバルク部の液晶分子
はＨＷＴモードに比べかなり安定な状態で螺旋構造を形
成している。このためｏｆｆ状態である程度の電圧が液
晶に印加されても、液晶の配向状態が崩れることはな
く、その状態が安定に保持され、閾値電圧以上の電圧が
印加された時初めて液晶の配向状態の変化が生じる、つ
まり螺旋構造のピッチが急速に伸び始めることとなる。
これにより急峻かつ明確な閾値電圧特性が得られる。
表面近傍の液晶分子を、該基板表面に対しほぼ水平に配
向させており、このため、液晶層のバルク部の液晶分子
はＨＷＴモードに比べかなり安定な状態で螺旋構造を形
成している。このためｏｆｆ状態である程度の電圧が液
晶に印加されても、液晶の配向状態が崩れることはな
く、その状態が安定に保持され、閾値電圧以上の電圧が
印加された時初めて液晶の配向状態の変化が生じる、つ
まり螺旋構造のピッチが急速に伸び始めることとなる。
これにより急峻かつ明確な閾値電圧特性が得られる。
【００４２】この特性は、螺旋構造の自然ピッチ
（ｐ0）とセル厚（ｄ）との比によって変化の仕方が異
なる。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、螺旋構造の捻れ
角θを２πとして、ｄ／ｐ0を変化させたときの光学応
答特性を示している。
（ｐ0）とセル厚（ｄ）との比によって変化の仕方が異
なる。図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、螺旋構造の捻れ
角θを２πとして、ｄ／ｐ0を変化させたときの光学応
答特性を示している。
【００４３】この図から、まず、ｄ／ｐ0＞１．２の場
合は、所定の電圧で液晶分子が十分に動作しないため、
立ち上がりが遅いことが分かる（図１４（ｂ）参照）。
合は、所定の電圧で液晶分子が十分に動作しないため、
立ち上がりが遅いことが分かる（図１４（ｂ）参照）。
【００４４】また、ｄ／ｐ0＜０．８の場合は、ｏｆｆ
バイアスが液晶に印加された時に１８０゜捻れの領域が
出現し、十分なｏｆｆ状態，つまり液晶の透過率が充分
小さい値になった状態が得られないことが分かる（図１
４（ｃ）参照）。
バイアスが液晶に印加された時に１８０゜捻れの領域が
出現し、十分なｏｆｆ状態，つまり液晶の透過率が充分
小さい値になった状態が得られないことが分かる（図１
４（ｃ）参照）。
【００４５】そして、螺旋構造の捻れ角θが２πの場合
においては、ＡＷＴモードの液晶を駆動可能であるｄ／
ｐ0の範囲が０．８≦ｄ／ｐ0≦１．２であることが分か
る（図１４（ａ）参照）。
においては、ＡＷＴモードの液晶を駆動可能であるｄ／
ｐ0の範囲が０．８≦ｄ／ｐ0≦１．２であることが分か
る（図１４（ａ）参照）。
【００４６】また、上記と同様な測定を捻れ角θを変化
させた場合について行ったところ次の条件下での光学特
性が良好となった。
させた場合について行ったところ次の条件下での光学特
性が良好となった。
【００４７】 （１）捻れ角θ：２π≦θ≦５π／２ （式１） （２）セル厚／自然ピッチ：（２θ−π）／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２π（式２） さらに、（１）（２）の条件下においては、ＡＷＴモー
ドの液晶では、電圧が印加されても、印加電圧が閾値電
圧以下であれば、初期配向状態からの変化が生じない
し、ｏｆｆバイアスとして印加される電圧が閾値電圧以
下であれば、応答特性は上記図１４（ａ）に示すものと
同一であった。この場合、立ち上がり応答時間τr と立
ち下がり応答時間τd の和は１００ｍｓｅｃで、この値
は、図１５に示すＨＷＴモードにおける３４０ｍｓｅｃ
に比べ１／３以下の時間となることも確認されている。
ドの液晶では、電圧が印加されても、印加電圧が閾値電
圧以下であれば、初期配向状態からの変化が生じない
し、ｏｆｆバイアスとして印加される電圧が閾値電圧以
下であれば、応答特性は上記図１４（ａ）に示すものと
同一であった。この場合、立ち上がり応答時間τr と立
ち下がり応答時間τd の和は１００ｍｓｅｃで、この値
は、図１５に示すＨＷＴモードにおける３４０ｍｓｅｃ
に比べ１／３以下の時間となることも確認されている。
【００４８】一方、特開平４−２４３２２６号公報に
は、絶縁性基板上に塗布した光感光性樹脂を、フォトリ
ソグラフィプロセスによるパターニング処理により選択
的に除去し、さらに熱処理を施し、その後金属薄膜を全
面に形成して、表面が凹凸形状の反射画素電極を作成す
る方法が記載されている。
は、絶縁性基板上に塗布した光感光性樹脂を、フォトリ
ソグラフィプロセスによるパターニング処理により選択
的に除去し、さらに熱処理を施し、その後金属薄膜を全
面に形成して、表面が凹凸形状の反射画素電極を作成す
る方法が記載されている。
【００４９】このプロセスを用いると、反射型液晶表示
装置に用いられる反射拡散板を、これに要求される厳し
い条件を再現性良く制御して作製することができる上、
液晶を駆動するためのスイッチング素子、特に２端子素
子を上記反射拡散板と組み合わせることも容易であるこ
とがわかった。
装置に用いられる反射拡散板を、これに要求される厳し
い条件を再現性良く制御して作製することができる上、
液晶を駆動するためのスイッチング素子、特に２端子素
子を上記反射拡散板と組み合わせることも容易であるこ
とがわかった。
【００５０】このように本発明によれば、ｏｆｆバイア
スが印加されても液晶の配向状態が変化することのな
い、閾値が明確な電気光学特性と、十分速い光学応答特
性を有し、低電圧駆動可能な明るい表示モードの液晶セ
ルが実現され、また上記駆動電圧が低いため、ＴＦＴや
２端子素子などのアクティブ素子を該液晶セルと組み合
わせることができる。
スが印加されても液晶の配向状態が変化することのな
い、閾値が明確な電気光学特性と、十分速い光学応答特
性を有し、低電圧駆動可能な明るい表示モードの液晶セ
ルが実現され、また上記駆動電圧が低いため、ＴＦＴや
２端子素子などのアクティブ素子を該液晶セルと組み合
わせることができる。
【００５１】さらに、良好な拡散反射特性を有する反射
画素電極を液晶層と接するように構成することによっ
て、均一配向で、視差が小さくて明るく、しかも高コン
トラストな表示特性を有する反射型液晶装置を低コスト
でもって得られる。
画素電極を液晶層と接するように構成することによっ
て、均一配向で、視差が小さくて明るく、しかも高コン
トラストな表示特性を有する反射型液晶装置を低コスト
でもって得られる。
【００５２】以下、本発明の実施の形態を図について説
明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による液
晶表示装置を説明するための図であり、図１（ａ）はそ
の断面構造を示し、図１（ｂ）は該液晶表示装置を構成
する一対の基板のラビング方向を示している。図２
（ａ）〜図２（ｅ）は上記一対の基板のうち２端子素子
を有する基板の作製方法を工程順に示す断面図である。
なお、図１では液晶分子と多色性色素とを区別していな
い。
明する。 （実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１による液
晶表示装置を説明するための図であり、図１（ａ）はそ
の断面構造を示し、図１（ｂ）は該液晶表示装置を構成
する一対の基板のラビング方向を示している。図２
（ａ）〜図２（ｅ）は上記一対の基板のうち２端子素子
を有する基板の作製方法を工程順に示す断面図である。
なお、図１では液晶分子と多色性色素とを区別していな
い。
【００５３】図において、１０１は本実施の形態の透過
型液晶表示装置で、２端子素子として薄膜ダイオード
（以下、ＴＦＤともいう。）１２を搭載した背面基板１
８と、この背面基板１８上にこれに対向して配設された
前面基板１９とを有している。上記薄膜ダイオード１２
は、背面基板１８を構成するガラス基板１ａ上に順次積
層されたＴａ（タンタル）配線１３、Ｔａ2Ｏ5（酸化タ
ンタル）絶縁層１４、及びＴｉ（チタン）電極１５から
構成されている。また、該ガラス基板１ａ上には、上記
Ｔｉ電極１５と接するようＩＴＯからなる画素透明電極
２ａが形成されており、該ガラス基板１ａ全面には、上
記薄膜ダイオード１２及び画素透明電極２ａを覆って液
晶配向膜３ａが形成されている。上記前面基板１９を構
成するガラス基板１ｂ上には、ストライプ状のＩＴＯ膜
２ｂが形成され、さらにこれを覆うよう全面に液晶配向
膜３ｂが形成されている。
型液晶表示装置で、２端子素子として薄膜ダイオード
（以下、ＴＦＤともいう。）１２を搭載した背面基板１
８と、この背面基板１８上にこれに対向して配設された
前面基板１９とを有している。上記薄膜ダイオード１２
は、背面基板１８を構成するガラス基板１ａ上に順次積
層されたＴａ（タンタル）配線１３、Ｔａ2Ｏ5（酸化タ
ンタル）絶縁層１４、及びＴｉ（チタン）電極１５から
構成されている。また、該ガラス基板１ａ上には、上記
Ｔｉ電極１５と接するようＩＴＯからなる画素透明電極
２ａが形成されており、該ガラス基板１ａ全面には、上
記薄膜ダイオード１２及び画素透明電極２ａを覆って液
晶配向膜３ａが形成されている。上記前面基板１９を構
成するガラス基板１ｂ上には、ストライプ状のＩＴＯ膜
２ｂが形成され、さらにこれを覆うよう全面に液晶配向
膜３ｂが形成されている。
【００５４】また、上記背面基板１８及び前面基板１９
の間には液晶４が挟持されており、この液晶４は、上記
両基板１８、１９との界面部分の液晶分子４ａが基板表
面とほぼ平行に配向したＷＴモードであるＡＷＴモード
となっている。ここで用いた液晶は、ＺＬＩ−４７９２
（メルク社商品名）にアントラキノン及びアゾ系の黒色
の多色性色素を混入したものであり、この液晶には光学
活性剤であるカイラル剤としてｓ−８１１（メルク社商
品名）が約１．６５［ｗｔ％］混入されている。この時
の液晶分子配向の捻れ角θは、図１（ｂ）に示すように
９π／４［ｒａｄ］（４５度）であり、比率ｄ／ｐ0は
０．９９である。また、今回用いた液晶では、液晶分子
のリターデイション（Δｎ・ｄ）は３９１［ｎｍ］であ
り、入射光が旋光することなく液晶層を通過するように
している。ここで、Δｎは屈折率異方性の度合いを示す
値、ｄはセル厚である。また、Ｘａは背面基板１８のラ
ビング方向、Ｘｂは前面基板１９のラビング方向であ
る。
の間には液晶４が挟持されており、この液晶４は、上記
両基板１８、１９との界面部分の液晶分子４ａが基板表
面とほぼ平行に配向したＷＴモードであるＡＷＴモード
となっている。ここで用いた液晶は、ＺＬＩ−４７９２
（メルク社商品名）にアントラキノン及びアゾ系の黒色
の多色性色素を混入したものであり、この液晶には光学
活性剤であるカイラル剤としてｓ−８１１（メルク社商
品名）が約１．６５［ｗｔ％］混入されている。この時
の液晶分子配向の捻れ角θは、図１（ｂ）に示すように
９π／４［ｒａｄ］（４５度）であり、比率ｄ／ｐ0は
０．９９である。また、今回用いた液晶では、液晶分子
のリターデイション（Δｎ・ｄ）は３９１［ｎｍ］であ
り、入射光が旋光することなく液晶層を通過するように
している。ここで、Δｎは屈折率異方性の度合いを示す
値、ｄはセル厚である。また、Ｘａは背面基板１８のラ
ビング方向、Ｘｂは前面基板１９のラビング方向であ
る。
【００５５】次に製造方法について説明する。最初に薄
膜ダイオード１２を搭載した背面基板１８の作製方法に
ついて説明する。まず、ガラス基板１ａ上にＴａ薄膜１
３ａをスパッタリング法により約３０００オングストロ
ーム程度の厚さに形成する（図２（ａ））。
膜ダイオード１２を搭載した背面基板１８の作製方法に
ついて説明する。まず、ガラス基板１ａ上にＴａ薄膜１
３ａをスパッタリング法により約３０００オングストロ
ーム程度の厚さに形成する（図２（ａ））。
【００５６】次に、該Ｔａ薄膜１３ａを所望の形状とな
るようにフォトリソグラフィー処理により加工して、Ｔ
ａ配線１３を形成する（図２（ｂ））。
るようにフォトリソグラフィー処理により加工して、Ｔ
ａ配線１３を形成する（図２（ｂ））。
【００５７】続いて、上記Ｔａ配線１３の表面に陽極酸
化処理を施し、Ｔａ2Ｏ5からなる絶縁層１４を約６００
オングストロームの厚さに形成する（図２（ｃ））。
化処理を施し、Ｔａ2Ｏ5からなる絶縁層１４を約６００
オングストロームの厚さに形成する（図２（ｃ））。
【００５８】その後、Ｔａ2Ｏ5絶縁層１４上にＴｉ膜を
スパッタリング法により形成し、されに該Ｔｉ膜をフォ
トリソグラフィー処理により所定の形状に加工して、Ｔ
ｉ電極１５を形成する（図２（ｄ））。これにより上記
ガラス基板１ａ上に薄膜ダイオード１２が形成される。
スパッタリング法により形成し、されに該Ｔｉ膜をフォ
トリソグラフィー処理により所定の形状に加工して、Ｔ
ｉ電極１５を形成する（図２（ｄ））。これにより上記
ガラス基板１ａ上に薄膜ダイオード１２が形成される。
【００５９】最後に、ＩＴＯ膜の形成及びパターニング
により上記Ｔｉ電極１５とつながった画素透明電極２ａ
を形成する（図２（ｅ））。
により上記Ｔｉ電極１５とつながった画素透明電極２ａ
を形成する（図２（ｅ））。
【００６０】このようにして作製したガラス基板１ａの
全面に配向膜材料としてオプトマーＡＬ４５５２（日本
合成ゴム社商品名）を塗布し、１８０℃で１時間焼成し
て、液晶配向膜３ａを形成する。
全面に配向膜材料としてオプトマーＡＬ４５５２（日本
合成ゴム社商品名）を塗布し、１８０℃で１時間焼成し
て、液晶配向膜３ａを形成する。
【００６１】一方、上記前面基板１９については、ガラ
ス基板１ｂ上にＩＴＯ膜の形成及びパターニングにより
ストライプ状のＩＴＯ膜２ｂを形成し、その後、上記背
面基板側のガラス基板１ａと同様に、配向膜材料として
オプトマーＡＬ４５５２を塗布し、１８０℃で１時間焼
成して、液晶配向膜３ｂを形成する。
ス基板１ｂ上にＩＴＯ膜の形成及びパターニングにより
ストライプ状のＩＴＯ膜２ｂを形成し、その後、上記背
面基板側のガラス基板１ａと同様に、配向膜材料として
オプトマーＡＬ４５５２を塗布し、１８０℃で１時間焼
成して、液晶配向膜３ｂを形成する。
【００６２】そして、上記ガラス基板１ａ，１ｂの液晶
配向膜３ａ，３ｂに配向規制方向が左回りπ／４［ｒａ
ｄ］となるようにラビング処理を行う。
配向膜３ａ，３ｂに配向規制方向が左回りπ／４［ｒａ
ｄ］となるようにラビング処理を行う。
【００６３】その後、上記背面基板１８及び前面基板１
９のいずれかに、４．５［μｍ］のガラスビーズスペー
サを散布し、５［μｍ］のガラスファイバを混入した接
着性シール材を液晶封止層としてスクリーン印刷して、
該両基板１８、１９を背面基板１８のＴａ信号線（配
線）１３と前面基板１９のストライプ状ＩＴＯ膜２ｂが
マトリクス状に直交するよう貼り合わせる。そして、真
空脱気によって上記両基板１８、１９間に液晶４を注入
する。
９のいずれかに、４．５［μｍ］のガラスビーズスペー
サを散布し、５［μｍ］のガラスファイバを混入した接
着性シール材を液晶封止層としてスクリーン印刷して、
該両基板１８、１９を背面基板１８のＴａ信号線（配
線）１３と前面基板１９のストライプ状ＩＴＯ膜２ｂが
マトリクス状に直交するよう貼り合わせる。そして、真
空脱気によって上記両基板１８、１９間に液晶４を注入
する。
【００６４】次に作用効果について説明する。図３
（ｂ）はこのようにして作製された液晶セルの電気−光
学特性を示す。この図から分かるように、２．４［Ｖ］
付近で明確な閾値特性を示し、閾値電圧以下のｏｆｆバ
イアスが印加されていても応答特性に支障は生じない。
尚、この時用いた駆動電圧波形は、１／２４０Ｄｕｔｙ
１／８ｂｉａｓの電圧波形であり、フレーム周波数は
８０Ｈｚである。このとき、素子を介してｏｎ時に液晶
層に印加される電圧をＶｏｎ、ｏｆｆ時の液晶印加電圧
をＶｏｆｆとすると、Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆはほぼ２．０で
あり、図３（ｂ）からも分かるように、十分な明るさと
コントラストが得られた。
（ｂ）はこのようにして作製された液晶セルの電気−光
学特性を示す。この図から分かるように、２．４［Ｖ］
付近で明確な閾値特性を示し、閾値電圧以下のｏｆｆバ
イアスが印加されていても応答特性に支障は生じない。
尚、この時用いた駆動電圧波形は、１／２４０Ｄｕｔｙ
１／８ｂｉａｓの電圧波形であり、フレーム周波数は
８０Ｈｚである。このとき、素子を介してｏｎ時に液晶
層に印加される電圧をＶｏｎ、ｏｆｆ時の液晶印加電圧
をＶｏｆｆとすると、Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆはほぼ２．０で
あり、図３（ｂ）からも分かるように、十分な明るさと
コントラストが得られた。
【００６５】上記と同条件で得られる、アクティブ素子
を有しない液晶セルの電気−光学特性では、Ｖｏｎ／Ｖ
ｏｆｆは１．０７となり、液晶の電圧−透過率特性のヒ
ステリシスのため、液晶のシャッター動作が不可能であ
る。
を有しない液晶セルの電気−光学特性では、Ｖｏｎ／Ｖ
ｏｆｆは１．０７となり、液晶の電圧−透過率特性のヒ
ステリシスのため、液晶のシャッター動作が不可能であ
る。
【００６６】このように本実施例では、背面基板１８及
び前面基板１９間に挟持される液晶４を、基板界面付近
の液晶分子４ａが該基板表面に対し略平行に配向し、か
つ液晶分子４ａが光学活性物質によってセル厚方向に螺
旋軸を持つ螺旋構造としたので、ｏｆｆ状態である程度
の電圧が液晶４に印加されても、図１３（ｅ）に示すよ
うに液晶分子４ａの配向が崩れることはなく、閾値電圧
以上の電圧が印加された時になって初めて螺旋構造のピ
ッチが急速に伸び始める（図１３（ｆ））。このため、
信号電圧のダイナミックレンジは、上記閾値電圧を含む
狭い範囲に設定することが可能となる。
び前面基板１９間に挟持される液晶４を、基板界面付近
の液晶分子４ａが該基板表面に対し略平行に配向し、か
つ液晶分子４ａが光学活性物質によってセル厚方向に螺
旋軸を持つ螺旋構造としたので、ｏｆｆ状態である程度
の電圧が液晶４に印加されても、図１３（ｅ）に示すよ
うに液晶分子４ａの配向が崩れることはなく、閾値電圧
以上の電圧が印加された時になって初めて螺旋構造のピ
ッチが急速に伸び始める（図１３（ｆ））。このため、
信号電圧のダイナミックレンジは、上記閾値電圧を含む
狭い範囲に設定することが可能となる。
【００６７】また、上記のようにｏｆｆ状態である程度
の電圧が液晶に印加されても、液晶分子の配向が崩れる
ことがないため、液晶の駆動素子として、ｏｆｆ状態で
の液晶印加電圧を完全に０にするのが困難である安価な
薄膜ダイオード１２を用いることができ、コストの削減
を図ることができる。
の電圧が液晶に印加されても、液晶分子の配向が崩れる
ことがないため、液晶の駆動素子として、ｏｆｆ状態で
の液晶印加電圧を完全に０にするのが困難である安価な
薄膜ダイオード１２を用いることができ、コストの削減
を図ることができる。
【００６８】さらに、光学活性物質により生じる螺旋構
造の自然ピッチ（ｐ0）とセル厚（ｄ）の比が、該螺旋
構造のねじれ角をθ［ｒａｄ］とする関係式（２θ−
π）／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２πを満たし、かつ螺旋構
造の捻れ角θ［ｒａｄ］が、２π≦ θ≦５π／２の範
囲の値となるようにしているため、所定電圧を液晶に印
加することにより、液晶分子の相移転が急激に生ずるこ
ととなり、また液晶への印加電圧をオフした時には、も
との液晶相に急峻にしかも確実に戻ることとなる。これ
により十分な光応答性を得ることができる。
造の自然ピッチ（ｐ0）とセル厚（ｄ）の比が、該螺旋
構造のねじれ角をθ［ｒａｄ］とする関係式（２θ−
π）／４π＜ｄ／ｐ0≦θ／２πを満たし、かつ螺旋構
造の捻れ角θ［ｒａｄ］が、２π≦ θ≦５π／２の範
囲の値となるようにしているため、所定電圧を液晶に印
加することにより、液晶分子の相移転が急激に生ずるこ
ととなり、また液晶への印加電圧をオフした時には、も
との液晶相に急峻にしかも確実に戻ることとなる。これ
により十分な光応答性を得ることができる。
【００６９】また、この実施の形態では、上記螺旋構造
の捻れ角θを、９π／４程度にしているので、最大の光
応答性を得ることができる。
の捻れ角θを、９π／４程度にしているので、最大の光
応答性を得ることができる。
【００７０】なお、上記実施の形態では、２端子素子
を、Ｔａ、Ｔａ2Ｏ5、Ｔｉを用いて構成したが、上記２
端子素子の構成材料は、これらの材料の組み合わせに限
定されるものではなく、上記と同様にダイオードの非線
形特性が得られる組み合わせならどのような材料の組み
合わせでもよい。
を、Ｔａ、Ｔａ2Ｏ5、Ｔｉを用いて構成したが、上記２
端子素子の構成材料は、これらの材料の組み合わせに限
定されるものではなく、上記と同様にダイオードの非線
形特性が得られる組み合わせならどのような材料の組み
合わせでもよい。
【００７１】また、２端子素子についても上記実施の形
態のようにダイオード単体である必要はなく、ダイオー
ドリングやバリスタ等でも構わない。さらに２端子素子
以外にも薄膜トランジスタ等を用いても同様な効果が得
られる。
態のようにダイオード単体である必要はなく、ダイオー
ドリングやバリスタ等でも構わない。さらに２端子素子
以外にも薄膜トランジスタ等を用いても同様な効果が得
られる。
【００７２】さらに、配向制御の方法は、ラビング法以
外に斜方蒸着などの方法でもかまわない。またセル厚に
ついてはここでは４．５［μｍ］としたが、３〜２０
［μｍ］の範囲では所望の特性を得ることができる。
外に斜方蒸着などの方法でもかまわない。またセル厚に
ついてはここでは４．５［μｍ］としたが、３〜２０
［μｍ］の範囲では所望の特性を得ることができる。
【００７３】また、上記実施の形態では、光学活性物質
としてカイラル剤を液晶に混入したが、光学活性物質は
コレステリック液晶でもよい。
としてカイラル剤を液晶に混入したが、光学活性物質は
コレステリック液晶でもよい。
【００７４】また、液晶分子のリターデイション（Δｎ
・ｄ）は、液晶層に入射した光が液晶分子の捩れに従い
旋光することなく液晶層を通過するようにする必要があ
ることから、Δｎ・ｄ≦７００［ｎｍ］、好ましくは、
Δｎ・ｄ≦５００［ｎｍ］であればよい。今回用いた液
晶及びセル厚では、Δｎ・ｄ＝３９１［ｎｍ］であるた
めに入射光は旋光することなく液晶層を通過する。
・ｄ）は、液晶層に入射した光が液晶分子の捩れに従い
旋光することなく液晶層を通過するようにする必要があ
ることから、Δｎ・ｄ≦７００［ｎｍ］、好ましくは、
Δｎ・ｄ≦５００［ｎｍ］であればよい。今回用いた液
晶及びセル厚では、Δｎ・ｄ＝３９１［ｎｍ］であるた
めに入射光は旋光することなく液晶層を通過する。
【００７５】（実施の形態２）図４は本発明の実施の形
態２による反射型液晶表示装置の構成を説明するための
図であり、図５（ａ）〜図５（ｆ）は該液晶表示装置を
構成する反射画素電極の作製プロセスを工程順に示す断
面図、図６は該反射画素電極の作製プロセスに用いる露
光マスクを示す平面図である。
態２による反射型液晶表示装置の構成を説明するための
図であり、図５（ａ）〜図５（ｆ）は該液晶表示装置を
構成する反射画素電極の作製プロセスを工程順に示す断
面図、図６は該反射画素電極の作製プロセスに用いる露
光マスクを示す平面図である。
【００７６】図４において、１０２は本実施の形態の反
射型液晶表示装置で、表面が凸凹形状の光反射層５ａを
有する背面基板２８と、この背面基板２８上にこれに対
向して配設された前面基板１９とを有している。上記光
反射層５ａは、図５（ｆ）に示すように、凹凸形状を持
つようパターニングした第１層目の感光性樹脂層７、そ
の上に該感光性樹脂膜の凹凸形状を反映するよう薄く形
成された第２層目の感光性樹脂膜８、及び該感光性樹脂
膜８上に形成されたＡｌ（アルミニウム）薄膜９からな
り、反射画素電極となっている。なお、この実施の形態
では、上記背面基板２８を構成するガラス基板１ａは、
上述した実施の形態１における薄膜ダイオードなどのア
クティブ素子は有していない。そして、その他、図１と
同一符号は、実施の形態１と同一または相当部分を示し
ている。
射型液晶表示装置で、表面が凸凹形状の光反射層５ａを
有する背面基板２８と、この背面基板２８上にこれに対
向して配設された前面基板１９とを有している。上記光
反射層５ａは、図５（ｆ）に示すように、凹凸形状を持
つようパターニングした第１層目の感光性樹脂層７、そ
の上に該感光性樹脂膜の凹凸形状を反映するよう薄く形
成された第２層目の感光性樹脂膜８、及び該感光性樹脂
膜８上に形成されたＡｌ（アルミニウム）薄膜９からな
り、反射画素電極となっている。なお、この実施の形態
では、上記背面基板２８を構成するガラス基板１ａは、
上述した実施の形態１における薄膜ダイオードなどのア
クティブ素子は有していない。そして、その他、図１と
同一符号は、実施の形態１と同一または相当部分を示し
ている。
【００７７】次に上記液晶表示装置の反射画素電極の作
製方法について説明する。
製方法について説明する。
【００７８】まず、信号電極としてＩＴＯ膜２ａが形成
されたガラス基板１ａ上に、絶縁層を兼ねた感光性樹脂
膜６（商品名：ＯＦＰＲ８００ 東京応化社製）をスピ
ンコータで所定の膜厚０．５〜１．０［μｍ］だけ塗布
する（図５（ａ））。
されたガラス基板１ａ上に、絶縁層を兼ねた感光性樹脂
膜６（商品名：ＯＦＰＲ８００ 東京応化社製）をスピ
ンコータで所定の膜厚０．５〜１．０［μｍ］だけ塗布
する（図５（ａ））。
【００７９】次に、該感光性樹脂膜６を、図６に示すよ
うな遮光パターン２０１を有する遮光マスク２００を用
いて露光し、さらに現像して、凸凹形状を有するマスク
層（第１層目の感光性樹脂膜）７を形成する（図５
（ｂ））。
うな遮光パターン２０１を有する遮光マスク２００を用
いて露光し、さらに現像して、凸凹形状を有するマスク
層（第１層目の感光性樹脂膜）７を形成する（図５
（ｂ））。
【００８０】続いて、上記パターニングされたマスク層
７に２００℃で加熱処理を施し、その凸部７ａを丸みを
帯びた形状に加工する（図５（ｃ））。
７に２００℃で加熱処理を施し、その凸部７ａを丸みを
帯びた形状に加工する（図５（ｃ））。
【００８１】その後、上記加熱処理を施したマスク層７
上に再度同一若しくは異なる感光性樹脂８を、図５
（ａ）に示す工程と同程度の厚さに塗布し、表面の起伏
を滑らかにする（図５（ｄ））。
上に再度同一若しくは異なる感光性樹脂８を、図５
（ａ）に示す工程と同程度の厚さに塗布し、表面の起伏
を滑らかにする（図５（ｄ））。
【００８２】そして、その表面が凸凹になっている感光
性樹脂膜８を、画素電極と同じ形状になるようにフォト
リソグラフィー処理により加工する（図５（ｅ））。
性樹脂膜８を、画素電極と同じ形状になるようにフォト
リソグラフィー処理により加工する（図５（ｅ））。
【００８３】さらに、パターニングされた感光性樹脂膜
８上に金属反射膜９としてＡｌ（アルミニウム）薄膜を
スパッタリング法により形成する。この時、該金属反射
膜９は、上記フォトリソグラフィー処理工程で感光性樹
脂層８の一部に形成されたコンタクトホール１０を介し
て信号電極（ＩＴＯ膜）２ａに接続されることとなる。
これにより金属反射膜９はそのまま反射画素電極として
機能することとなる。このようにして形成された金属反
射膜９を所定の画素パターンになるよう加工処理するこ
とにより、反射画素電極５ａを形成し、全面に液晶配向
膜３ｃを形成して背面基板２８を完成する。
８上に金属反射膜９としてＡｌ（アルミニウム）薄膜を
スパッタリング法により形成する。この時、該金属反射
膜９は、上記フォトリソグラフィー処理工程で感光性樹
脂層８の一部に形成されたコンタクトホール１０を介し
て信号電極（ＩＴＯ膜）２ａに接続されることとなる。
これにより金属反射膜９はそのまま反射画素電極として
機能することとなる。このようにして形成された金属反
射膜９を所定の画素パターンになるよう加工処理するこ
とにより、反射画素電極５ａを形成し、全面に液晶配向
膜３ｃを形成して背面基板２８を完成する。
【００８４】そしてこの反射画素電極５ａを有する背面
基板２８と前面基板１９とを、第１実施例と同様な方法
で貼り合わせ、両基板間に液晶４を注入して液晶表示素
子１０２を作製する。
基板２８と前面基板１９とを、第１実施例と同様な方法
で貼り合わせ、両基板間に液晶４を注入して液晶表示素
子１０２を作製する。
【００８５】次に作用効果について説明する。図７は上
記反射画素電極５ａの反射特性を示し、図８は該反射特
性の測定方法を示している。
記反射画素電極５ａの反射特性を示し、図８は該反射特
性の測定方法を示している。
【００８６】上記反射特性の測定は、図８に示すように
上記背面基板２８を測定資料２０としてサンプルステー
ジ２３上に載置し、光源２２から出射されて上記背面基
板２８の表面で反射された光を、受光器２１で検出して
行う。またこの測定は、受光器２１を、測定資料２０表
面の法線上の位置を中心として位置を変更し、光源２２
は、出射光が測定資料２０の表面に斜めに入射する位置
に固定して行った。また、リファレンスは標準白色面
（ＭｇＯ）の反射光強度を１００［％］とした。図７か
ら、入射方向に対し３０度以内に強い反射特性を示し、
反射型液晶表示素子に最適な条件となっていることが分
かる。なお、２４は上記反射画素電極（光反射層）５ａ
の反射特性、２５はＭｇＯ表面の反射特性である。
上記背面基板２８を測定資料２０としてサンプルステー
ジ２３上に載置し、光源２２から出射されて上記背面基
板２８の表面で反射された光を、受光器２１で検出して
行う。またこの測定は、受光器２１を、測定資料２０表
面の法線上の位置を中心として位置を変更し、光源２２
は、出射光が測定資料２０の表面に斜めに入射する位置
に固定して行った。また、リファレンスは標準白色面
（ＭｇＯ）の反射光強度を１００［％］とした。図７か
ら、入射方向に対し３０度以内に強い反射特性を示し、
反射型液晶表示素子に最適な条件となっていることが分
かる。なお、２４は上記反射画素電極（光反射層）５ａ
の反射特性、２５はＭｇＯ表面の反射特性である。
【００８７】また、この液晶表示素子では、従来の外付
けの反射板の場合に比べて、視差が小さくなり広視野に
わたり良好な表示となっている。
けの反射板の場合に比べて、視差が小さくなり広視野に
わたり良好な表示となっている。
【００８８】さらに、図９は、反射型液晶表示装置１０
２の電気−光学特性を示しており、この特性から、初期
の配向状態が良好で、電圧を印加したときも液晶が均一
に駆動されることが分かる。
２の電気−光学特性を示しており、この特性から、初期
の配向状態が良好で、電圧を印加したときも液晶が均一
に駆動されることが分かる。
【００８９】このように実施の形態２では、上記実施の
形態１と同様信号電圧のダイナミックレンジを狭い範囲
に設定できるとともに、十分な光応答性を得ることがで
きるという効果に加えて、該反射画素電極（光反射層）
５ａを、該基板表面に形成された、凹凸の表面形状を有
する感光性樹脂膜７及びその上に形成された感光性樹脂
膜８と、これらの樹脂膜上にその凹凸形状を反映するよ
う形成された金属反射膜９とから構成しているため、表
面が凸凹形状の反射画素電極５ａを、これに要求される
厳しい条件、例えば凸部のピッチや高さを精度よく制御
して形成することができる効果がある。
形態１と同様信号電圧のダイナミックレンジを狭い範囲
に設定できるとともに、十分な光応答性を得ることがで
きるという効果に加えて、該反射画素電極（光反射層）
５ａを、該基板表面に形成された、凹凸の表面形状を有
する感光性樹脂膜７及びその上に形成された感光性樹脂
膜８と、これらの樹脂膜上にその凹凸形状を反映するよ
う形成された金属反射膜９とから構成しているため、表
面が凸凹形状の反射画素電極５ａを、これに要求される
厳しい条件、例えば凸部のピッチや高さを精度よく制御
して形成することができる効果がある。
【００９０】なお、本実施の形態では、絶縁層を兼ねた
感光性樹脂層にあけたコンタクトホール１０を介して信
号電極であるＩＴＯ２ａと金属反射膜９とが接続されて
いるが、該金属反射膜９を反射膜を兼ねる信号電極とし
て使用してもよい。この場合、感光性樹脂膜７の下側に
信号電極としてのＩＴＯ膜２ａを形成しなくてもかまわ
ない。また、この時に、パターニングによって金属反射
膜が除去される部分には、感光性樹脂層６を残しておい
てもかまわない。
感光性樹脂層にあけたコンタクトホール１０を介して信
号電極であるＩＴＯ２ａと金属反射膜９とが接続されて
いるが、該金属反射膜９を反射膜を兼ねる信号電極とし
て使用してもよい。この場合、感光性樹脂膜７の下側に
信号電極としてのＩＴＯ膜２ａを形成しなくてもかまわ
ない。また、この時に、パターニングによって金属反射
膜が除去される部分には、感光性樹脂層６を残しておい
てもかまわない。
【００９１】また、本実施の形態では金属反射膜として
Ａｌを用いたが、可視光領域で均一な反射特性を有しか
つ高い反射率を持つ金属であれば特にこれに限定される
ものではない。
Ａｌを用いたが、可視光領域で均一な反射特性を有しか
つ高い反射率を持つ金属であれば特にこれに限定される
ものではない。
【００９２】（実施の形態３）図１０（ａ）は本発明の
実施の形態３による反射型液晶表示装置を説明するため
の断面図である。図において、１０３ａは、本実施の形
態の反射画素電極５ａを用いた２端子素子付の反射型液
晶表示装置であり、その背面基板２８ａには、液晶を駆
動するためのアクティブ素子として薄膜ダイオード１２
が搭載されている。ここで、反射画素電極５ａは、薄膜
ダイオード１２及び信号電極２ａ上に形成された、表面
が凸凹形状の感光性樹脂膜１６と、その上に形成された
金属薄膜９とから構成されている。この金属薄膜９は、
上記感光性樹脂膜１６に形成されたコンタクトホール１
６ａを介して上記信号電極２ａと接続されている。な
お、この実施例においても、上記感光性樹脂膜１６は、
第２の実施例と同様、フォトリソグラフィー処理により
凹凸形状を持つようパターニングされた１層目の感光性
樹脂膜と、その上に形成され、該凹凸形状をなめらかな
ものとする２層目の感光性樹脂膜とから構成されてい
る。そしてその他、図４と同一符号を付したものは、上
記実施の形態２のものと同一である。
実施の形態３による反射型液晶表示装置を説明するため
の断面図である。図において、１０３ａは、本実施の形
態の反射画素電極５ａを用いた２端子素子付の反射型液
晶表示装置であり、その背面基板２８ａには、液晶を駆
動するためのアクティブ素子として薄膜ダイオード１２
が搭載されている。ここで、反射画素電極５ａは、薄膜
ダイオード１２及び信号電極２ａ上に形成された、表面
が凸凹形状の感光性樹脂膜１６と、その上に形成された
金属薄膜９とから構成されている。この金属薄膜９は、
上記感光性樹脂膜１６に形成されたコンタクトホール１
６ａを介して上記信号電極２ａと接続されている。な
お、この実施例においても、上記感光性樹脂膜１６は、
第２の実施例と同様、フォトリソグラフィー処理により
凹凸形状を持つようパターニングされた１層目の感光性
樹脂膜と、その上に形成され、該凹凸形状をなめらかな
ものとする２層目の感光性樹脂膜とから構成されてい
る。そしてその他、図４と同一符号を付したものは、上
記実施の形態２のものと同一である。
【００９３】また、本実施例の反射型液晶表示装置の製
造は以下のように行う。
造は以下のように行う。
【００９４】まず、図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示す
工程と同様の処理により、ガラス基板１ａ上に薄膜ダイ
オード１２を形成し、さらに図２（ｅ）に示すようにＩ
ＴＯ膜２ａを信号電極として形成する。その後、図５
（ａ）ないし図５（ｆ）に示す工程と同様の処理によ
り、上記薄膜ダイオード１２及び信号電極２ａ上に上記
感光性樹脂膜１６、金属薄膜９を順次形成する。そし
て、上記ガラス基板１ａの全面に液晶配向膜３ａを形成
し、配向処理を行って背面基板２８ａを完成する。
工程と同様の処理により、ガラス基板１ａ上に薄膜ダイ
オード１２を形成し、さらに図２（ｅ）に示すようにＩ
ＴＯ膜２ａを信号電極として形成する。その後、図５
（ａ）ないし図５（ｆ）に示す工程と同様の処理によ
り、上記薄膜ダイオード１２及び信号電極２ａ上に上記
感光性樹脂膜１６、金属薄膜９を順次形成する。そし
て、上記ガラス基板１ａの全面に液晶配向膜３ａを形成
し、配向処理を行って背面基板２８ａを完成する。
【００９５】その後は、上記背面基板２８ａと前面基板
１９とを、実施の形態１と同様な方法で貼り合わせ、両
基板間に液晶４を注入して液晶表示素子（液晶表示装
置）１０３ａを作製する。
１９とを、実施の形態１と同様な方法で貼り合わせ、両
基板間に液晶４を注入して液晶表示素子（液晶表示装
置）１０３ａを作製する。
【００９６】次に作用効果について説明する。
【００９７】図１１は上記液晶表示素子１０３ａの電圧
−反射率特性を示しており、この特性を、図１２に示す
ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用い
た反射型液晶表示装置の電圧−反射率特性と比較する
と、このようなＴＮモードの偏光板を利用する反射型液
晶表示装置の表示（明時４５％）に比べ、本実施の形態
の反射型液晶表示装置の方がかなり明るい表示（明時８
０％）が得られることが分かる。
−反射率特性を示しており、この特性を、図１２に示す
ＴＮ（ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅｍａｔｉｃ）モードを用い
た反射型液晶表示装置の電圧−反射率特性と比較する
と、このようなＴＮモードの偏光板を利用する反射型液
晶表示装置の表示（明時４５％）に比べ、本実施の形態
の反射型液晶表示装置の方がかなり明るい表示（明時８
０％）が得られることが分かる。
【００９８】このように本実施の形態では、スイッチン
グ素子を用いているため、上記実施の形態２と比べて、
より急峻な電気光学特性が得られ、表示容量を増加でき
るという効果がある。また、上記実施の形態２のよう
に、均一配向で、視差が小さくて明るく、高コントラス
トな表示特性を有する反射型液晶装置を低コストにて得
られることは言うまでもない。
グ素子を用いているため、上記実施の形態２と比べて、
より急峻な電気光学特性が得られ、表示容量を増加でき
るという効果がある。また、上記実施の形態２のよう
に、均一配向で、視差が小さくて明るく、高コントラス
トな表示特性を有する反射型液晶装置を低コストにて得
られることは言うまでもない。
【００９９】なお、図１０（ｂ）は、上記実施の形態３
の変形例を示しており、図において、１０３ｂはこの変
形例によるアクティブ素子を搭載した反射液晶表示装置
であり、この反射液晶表示装置１０３ｂでは、反射画素
電極５ｂは、実施の形態３の反射液晶表示装置１０３ａ
における信号電極２ａを兼ねる構造となっている点で、
上記反射液晶表示装置１０３ａと異なっている。
の変形例を示しており、図において、１０３ｂはこの変
形例によるアクティブ素子を搭載した反射液晶表示装置
であり、この反射液晶表示装置１０３ｂでは、反射画素
電極５ｂは、実施の形態３の反射液晶表示装置１０３ａ
における信号電極２ａを兼ねる構造となっている点で、
上記反射液晶表示装置１０３ａと異なっている。
【０１００】つまり、この反射液晶表示装置１０３ｂで
は、金属薄膜９は、感光性樹脂膜１６のコンタクトホー
ル１６ａを介して薄膜ダイオード１２のＴｉ電極１５に
接続されており、上記背面基板２８ｂは、実施の形態３
の信号電極２ａを有していない。
は、金属薄膜９は、感光性樹脂膜１６のコンタクトホー
ル１６ａを介して薄膜ダイオード１２のＴｉ電極１５に
接続されており、上記背面基板２８ｂは、実施の形態３
の信号電極２ａを有していない。
【０１０１】この反射液晶表示装置１０３ｂの製造方法
は、図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示す工程と同様の処
理により、ガラス基板１ａ上に薄膜ダイオード１２を形
成した後、続いて図５（ａ）ないし図５（ｆ）に示す工
程と同様の処理により、上記薄膜ダイオード１２上に上
記感光性樹脂膜１６、金属薄膜９を順次形成する点での
み上記実施の形態３のものと異なっている。
は、図２（ａ）ないし図２（ｄ）に示す工程と同様の処
理により、ガラス基板１ａ上に薄膜ダイオード１２を形
成した後、続いて図５（ａ）ないし図５（ｆ）に示す工
程と同様の処理により、上記薄膜ダイオード１２上に上
記感光性樹脂膜１６、金属薄膜９を順次形成する点での
み上記実施の形態３のものと異なっている。
【０１０２】このような構成の実施の形態３の変形例に
おいても、上記実施の形態３と同様の効果を奏する。
おいても、上記実施の形態３と同様の効果を奏する。
【０１０３】（実施の形態４）図１７は本発明の実施の
形態４による反射型液晶表示装置の構成を説明するため
の図であり、図１７（ａ）はその断面構造を示し、図１
７（ｂ）は該液晶表示装置を構成する一対の基板のラビ
ング方向を示している。図１８（ａ）〜図１８（ｆ）は
該液晶表示装置を構成する反射型画素電極の作製プロセ
スを工程順に示す断面図である。なお、図１７では液晶
分子と多色性色素とを区別していない。図１７におい
て、１０４は本実施の形態の反射型液晶表示装置で、表
面が凸凹形状の光反射層５ａを有する背面基板２８ｃ
と、この背面基板２８ｃ上にこれに対して配設された前
面基板１９ａとを有している。
形態４による反射型液晶表示装置の構成を説明するため
の図であり、図１７（ａ）はその断面構造を示し、図１
７（ｂ）は該液晶表示装置を構成する一対の基板のラビ
ング方向を示している。図１８（ａ）〜図１８（ｆ）は
該液晶表示装置を構成する反射型画素電極の作製プロセ
スを工程順に示す断面図である。なお、図１７では液晶
分子と多色性色素とを区別していない。図１７におい
て、１０４は本実施の形態の反射型液晶表示装置で、表
面が凸凹形状の光反射層５ａを有する背面基板２８ｃ
と、この背面基板２８ｃ上にこれに対して配設された前
面基板１９ａとを有している。
【０１０４】上記光反射層５ａは、図１８（ｆ）に示す
ように、凸凹形状を持つようパターニングした第１層目
の感光性樹脂層７、その上に該感光性樹脂膜の凸凹形状
を反映するよう薄く形成された第２層目の感光性樹脂層
８、及び該感光性樹脂層８上に形成されたＡｌ（アルミ
ニウム）薄膜９からなり、反射画素電極となっている。
該ガラス基板１ａ全面には、上記反射電極５ａを覆って
液晶配向膜３ｄが形成されている。上記前面基板１９ａ
を構成するガラス基板１ｂ上には、ストライプ状のＩＴ
Ｏ膜２ｂが形成され、さらにこれを覆うよう全面に液晶
配向膜３ｅが形成されている。
ように、凸凹形状を持つようパターニングした第１層目
の感光性樹脂層７、その上に該感光性樹脂膜の凸凹形状
を反映するよう薄く形成された第２層目の感光性樹脂層
８、及び該感光性樹脂層８上に形成されたＡｌ（アルミ
ニウム）薄膜９からなり、反射画素電極となっている。
該ガラス基板１ａ全面には、上記反射電極５ａを覆って
液晶配向膜３ｄが形成されている。上記前面基板１９ａ
を構成するガラス基板１ｂ上には、ストライプ状のＩＴ
Ｏ膜２ｂが形成され、さらにこれを覆うよう全面に液晶
配向膜３ｅが形成されている。
【０１０５】また、上記背面基板２８ｃ及び前面基板１
９ａの間には液晶４が挟持されており、この液晶４は、
上記両基板２８ｃ、１９ａとの界面部分の液晶分子４ａ
が基板表面とほぼ平行に配向したＷＴモードであるＡＷ
Ｔモードとなっている。この実施の形態４では、上記液
晶配向膜３ｄ，３ｅの構成材料やラビング処理の強度等
により液晶分子のプレチルト角を調整しており、液晶分
子のプレチルト角は５°となっている。
９ａの間には液晶４が挟持されており、この液晶４は、
上記両基板２８ｃ、１９ａとの界面部分の液晶分子４ａ
が基板表面とほぼ平行に配向したＷＴモードであるＡＷ
Ｔモードとなっている。この実施の形態４では、上記液
晶配向膜３ｄ，３ｅの構成材料やラビング処理の強度等
により液晶分子のプレチルト角を調整しており、液晶分
子のプレチルト角は５°となっている。
【０１０６】ここで用いた液晶は、ＺＬＩ−４７９２
（メルク社商品名）にアントラキノン及びアゾ系の黒色
の多色性色素を混入したものであり、この液晶には光学
活性剤であるカイラル剤としてｓ−８１１（メルク社商
品名）が約１．６５［ｗｔ％］混入されている。
（メルク社商品名）にアントラキノン及びアゾ系の黒色
の多色性色素を混入したものであり、この液晶には光学
活性剤であるカイラル剤としてｓ−８１１（メルク社商
品名）が約１．６５［ｗｔ％］混入されている。
【０１０７】この時の液晶分子配向のねじれ角θは、図
１７（ｂ）に示すように３６０°であり、ｄ／ｐ0はほ
ぼ１である。また、ここで用いた液晶では、液晶分子の
リター デイション（Δｎ・ｄ）は４７０［ｎｍ］であ
り、入射光が旋光することなく液晶層を通過するように
している。ここで、△ｎは屈折率異方性の度合いを示す
値、ｄはセル厚である。また、Ｘａは背面基板２８ｃの
ラビング方向、Ｘｂは前面基板１９ａのラビング方向で
ある。
１７（ｂ）に示すように３６０°であり、ｄ／ｐ0はほ
ぼ１である。また、ここで用いた液晶では、液晶分子の
リター デイション（Δｎ・ｄ）は４７０［ｎｍ］であ
り、入射光が旋光することなく液晶層を通過するように
している。ここで、△ｎは屈折率異方性の度合いを示す
値、ｄはセル厚である。また、Ｘａは背面基板２８ｃの
ラビング方向、Ｘｂは前面基板１９ａのラビング方向で
ある。
【０１０８】次に製造方法について説明する。
【０１０９】まず、信号電極としてＩＴＯ膜２ａが形成
されたガラス基板１ａ上に絶縁層を兼ねた感光性樹脂膜
６（商品名：ＯＦＰＲ８００ 東京応化社製）をスピン
コータで所定の膜厚０．５〜１．０［μｍ］だけ塗布す
る（図１８（ａ））。
されたガラス基板１ａ上に絶縁層を兼ねた感光性樹脂膜
６（商品名：ＯＦＰＲ８００ 東京応化社製）をスピン
コータで所定の膜厚０．５〜１．０［μｍ］だけ塗布す
る（図１８（ａ））。
【０１１０】次に、該感光性樹脂膜６を、図６に示すよ
うな遮光パターン２０１を有する遮光マスク２００を用
いて露光し、さらに現像して、凸凹形状を有するマスク
層（第１層目の感光性樹脂膜）７を形成する（図１８
（ｂ））。
うな遮光パターン２０１を有する遮光マスク２００を用
いて露光し、さらに現像して、凸凹形状を有するマスク
層（第１層目の感光性樹脂膜）７を形成する（図１８
（ｂ））。
【０１１１】続いて、上記パターニングされたマスク層
７に２００℃で加熱処理を施し、その凸部７ａを丸みを
帯びた形状に加工する（図１８（ｃ））。
７に２００℃で加熱処理を施し、その凸部７ａを丸みを
帯びた形状に加工する（図１８（ｃ））。
【０１１２】その後、上記加熱処理を施したマスク層７
上に再度同一もしくは異なる感光性樹脂８を、図１８
（ａ）に示す工程と同程度の厚さに塗布し、表面の起伏
を滑らかにする（図１８（ｄ））。
上に再度同一もしくは異なる感光性樹脂８を、図１８
（ａ）に示す工程と同程度の厚さに塗布し、表面の起伏
を滑らかにする（図１８（ｄ））。
【０１１３】そして、その表面が凸凹になっている感光
性樹脂膜８を、画素電極と同じ形状になるようにフォト
リソグラフィー処理により加工する。（図１８
（ｅ））。
性樹脂膜８を、画素電極と同じ形状になるようにフォト
リソグラフィー処理により加工する。（図１８
（ｅ））。
【０１１４】さらに、パターニングされた感光性樹脂膜
８上に金属反射膜９としてＡｌ（アルミニウム）薄膜を
スパッタリング法により形成する。この時、該金属反射
膜９は、上記フォトリソグラフィー処理工程で感光性樹
脂層８の一部に形成されたコンタクトホール１０を介し
て信号電極（ＩＴＯ膜）２ａに接続されることとなる。
つまり、これにより金属反射膜９はそのまま反射画素電
極として機能することとなる。
８上に金属反射膜９としてＡｌ（アルミニウム）薄膜を
スパッタリング法により形成する。この時、該金属反射
膜９は、上記フォトリソグラフィー処理工程で感光性樹
脂層８の一部に形成されたコンタクトホール１０を介し
て信号電極（ＩＴＯ膜）２ａに接続されることとなる。
つまり、これにより金属反射膜９はそのまま反射画素電
極として機能することとなる。
【０１１５】このようにして形成された金属反射膜９を
所定の画素パターンになるよう加工処理することによ
り、反射画素電極５ａを形成し、さらに、全面に後述す
る配向膜材料Ｂを塗布し、１８０℃で１時間焼成して液
晶配向膜３ｄを形成する。これにより背面基板２８ｃを
完成する。
所定の画素パターンになるよう加工処理することによ
り、反射画素電極５ａを形成し、さらに、全面に後述す
る配向膜材料Ｂを塗布し、１８０℃で１時間焼成して液
晶配向膜３ｄを形成する。これにより背面基板２８ｃを
完成する。
【０１１６】ところで、上記配向膜材料Ｂを上記条件に
て塗布し焼成した一対のＩＴＯ付きガラス基板を、液晶
分子配向のねじれ角が３６０°となるように貼り合わ
せ、該両ガラス基板間に上記色素混合液晶を封入した
後、磁場容量法にてプレチルト角を測定したところ、プ
レチルト角は５°であった。また、上記配向膜材料Ｂと
は異なる配向膜材料Ａについて、上記配向膜材料Ｂと同
様にしてプレチルト角を測定したところ、プレチルト角
は１°であった。なお、プレチルト角の設定は、配向膜
の材料の選択だけでなく、その構成材料が同一であって
もラビング処理の強度を変えるなどの方法により行うこ
ともできる。
て塗布し焼成した一対のＩＴＯ付きガラス基板を、液晶
分子配向のねじれ角が３６０°となるように貼り合わ
せ、該両ガラス基板間に上記色素混合液晶を封入した
後、磁場容量法にてプレチルト角を測定したところ、プ
レチルト角は５°であった。また、上記配向膜材料Ｂと
は異なる配向膜材料Ａについて、上記配向膜材料Ｂと同
様にしてプレチルト角を測定したところ、プレチルト角
は１°であった。なお、プレチルト角の設定は、配向膜
の材料の選択だけでなく、その構成材料が同一であって
もラビング処理の強度を変えるなどの方法により行うこ
ともできる。
【０１１７】一方、上記前面基板１９ａについては、ガ
ラス基板１ｂ上にＩＴＯ膜の形成及びパターニングによ
りストライプ状のＩＴＯ膜２ｂを形成し、その後、上記
背面基板２８ｃ側のガラス基板１ａと同様に、配向膜材
料Ｂを塗布し、１８０℃１時間焼成して、液晶配向膜３
ｅを形成する。
ラス基板１ｂ上にＩＴＯ膜の形成及びパターニングによ
りストライプ状のＩＴＯ膜２ｂを形成し、その後、上記
背面基板２８ｃ側のガラス基板１ａと同様に、配向膜材
料Ｂを塗布し、１８０℃１時間焼成して、液晶配向膜３
ｅを形成する。
【０１１８】そして、上記ガラス基板１ａ、１ｂの液晶
配向膜３ｄ、３ｅに配向規制方向が３６０°になるよう
にラビング処理を行う。
配向膜３ｄ、３ｅに配向規制方向が３６０°になるよう
にラビング処理を行う。
【０１１９】その後、上記背面基板２８ｃ及び前面基板
１９ａのいずれかに、４．５［μｍ］のガラスビーズス
ペーサを散布し、５［μｍ］のガラスファイバを混入し
た接着性シール材を液晶射止層としてスクリーン印刷し
て、該両基板２８ｃ、１９ａを背面基板２８ｃの信号線
（配線）と前面基板１９ａのストライプ状ＩＴＯ膜２ｂ
がマトリクス状に直交するように貼り合わせる。そし
て、真空脱気によって上記両基板２８ｃ、１９ａ間に液
晶４を注入する。
１９ａのいずれかに、４．５［μｍ］のガラスビーズス
ペーサを散布し、５［μｍ］のガラスファイバを混入し
た接着性シール材を液晶射止層としてスクリーン印刷し
て、該両基板２８ｃ、１９ａを背面基板２８ｃの信号線
（配線）と前面基板１９ａのストライプ状ＩＴＯ膜２ｂ
がマトリクス状に直交するように貼り合わせる。そし
て、真空脱気によって上記両基板２８ｃ、１９ａ間に液
晶４を注入する。
【０１２０】次に作用効果について説明する。
【０１２１】図１９はこのようにして作製された液晶セ
ルの電気−光学特性を示す。なお、この時用いた駆動電
圧波形は、１／２４０Ｄｕｔｙ、１／８ｂｉａｓの電圧
波形であり、フレーム周波数は４０Ｈｚである。
ルの電気−光学特性を示す。なお、この時用いた駆動電
圧波形は、１／２４０Ｄｕｔｙ、１／８ｂｉａｓの電圧
波形であり、フレーム周波数は４０Ｈｚである。
【０１２２】図１９（ａ）は、配向膜材料Ａを用いたと
きの液晶セルの電気−光学特性を示す図であり、図１９
（ｂ）は、配向膜材料Ｂを用いたときの液晶セルの電気
−光学特性を示す図である。この図からわかるように、
配向膜材料Ｂを用いたものでは、液晶分子４ａの螺旋構
造のピッチが伸び始める電圧が２．３Ｖであり、配向膜
材料Ａを用いたものの２．６Ｖに比べて低く、つまり閾
値電圧は低くなる。
きの液晶セルの電気−光学特性を示す図であり、図１９
（ｂ）は、配向膜材料Ｂを用いたときの液晶セルの電気
−光学特性を示す図である。この図からわかるように、
配向膜材料Ｂを用いたものでは、液晶分子４ａの螺旋構
造のピッチが伸び始める電圧が２．３Ｖであり、配向膜
材料Ａを用いたものの２．６Ｖに比べて低く、つまり閾
値電圧は低くなる。
【０１２３】また、ｏｆｆ時の反射率は配向膜材料Ａ，
Ｂのいずれの場合も同様な反射率を示すが、液晶層の印
加電圧がｏｎ時には反射率は配向膜材料Ｂのものでは高
くなり、印加電圧が０Ｖと５Ｖの時の反射率の比でコン
トラストを表現すると、コントラストは配向膜材料Ｂの
ものでは５．３となり、配向膜材料Ａのものの３．６に
比べてより高いコントラストが得られた。
Ｂのいずれの場合も同様な反射率を示すが、液晶層の印
加電圧がｏｎ時には反射率は配向膜材料Ｂのものでは高
くなり、印加電圧が０Ｖと５Ｖの時の反射率の比でコン
トラストを表現すると、コントラストは配向膜材料Ｂの
ものでは５．３となり、配向膜材料Ａのものの３．６に
比べてより高いコントラストが得られた。
【０１２４】一般的に新聞紙のコントラストは、ほぼ５
であり反射型液晶表示装置では、それ以上のコントラス
トであることが望ましい。
であり反射型液晶表示装置では、それ以上のコントラス
トであることが望ましい。
【０１２５】このように、本実施例では、配向膜を変え
液晶分子のプレチルト角を向上させることにより上記閾
値電圧を低く設定でき、コントラストを向上させること
ができる。
液晶分子のプレチルト角を向上させることにより上記閾
値電圧を低く設定でき、コントラストを向上させること
ができる。
【０１２６】なお、上記実施の形態４では、液晶分子の
プレチルト角が５°となる配向膜材料Ｂを用いたが、液
晶分子のプレチルト角が５°〜２０°の範囲内であれ
ば、同様の効果が得られる。ただし、該プレチルト角
が、２０°以上になると、閾値電圧は同様に低くなり電
圧ｏｎ時の反射率は高くなる一方で、電圧ｏｆｆ時の反
射率が高くなるため、コントラストは低くなってくる
（図２０参照）。このため、液晶分子のプレチルト角は
５°〜２０°の範囲であることが好ましい。ここで、上
記範囲内での液晶分子のプレチルト角の設定は、ラビン
グ処理の強度を調整することによっても行うことができ
る。
プレチルト角が５°となる配向膜材料Ｂを用いたが、液
晶分子のプレチルト角が５°〜２０°の範囲内であれ
ば、同様の効果が得られる。ただし、該プレチルト角
が、２０°以上になると、閾値電圧は同様に低くなり電
圧ｏｎ時の反射率は高くなる一方で、電圧ｏｆｆ時の反
射率が高くなるため、コントラストは低くなってくる
（図２０参照）。このため、液晶分子のプレチルト角は
５°〜２０°の範囲であることが好ましい。ここで、上
記範囲内での液晶分子のプレチルト角の設定は、ラビン
グ処理の強度を調整することによっても行うことができ
る。
【０１２７】また、本実施の形態４では、絶縁層を兼ね
た感光性樹脂層にあけたコンタクトホール１０を介して
信号電極であるＩＴＯ２ａと金属反射膜９とが接続され
ているが、該金属反射膜９を反射膜を兼ねる信号電極と
して使用してもよい。この場合、感光性樹脂膜７の下側
に信号電極としてのＩＴＯ膜２ａを形成しなくてもかま
わない。また、この時に、パターニングによって金属反
射膜が除去される部分には、感光性樹脂層６を残してお
いてもかまわない。
た感光性樹脂層にあけたコンタクトホール１０を介して
信号電極であるＩＴＯ２ａと金属反射膜９とが接続され
ているが、該金属反射膜９を反射膜を兼ねる信号電極と
して使用してもよい。この場合、感光性樹脂膜７の下側
に信号電極としてのＩＴＯ膜２ａを形成しなくてもかま
わない。また、この時に、パターニングによって金属反
射膜が除去される部分には、感光性樹脂層６を残してお
いてもかまわない。
【０１２８】また、本実施の形態４では金属反射膜とし
てＡｌを用いたが、可視光領域で均一な反射特性を有し
かつ高い反射率を持つ金属であれば特にこれに限定され
るものではない。
てＡｌを用いたが、可視光領域で均一な反射特性を有し
かつ高い反射率を持つ金属であれば特にこれに限定され
るものではない。
【０１２９】さらに、配向制御の方法は、ラビング法以
外に斜方蒸着などの方法でもかまわない。またセル厚に
ついてもここでは５［μｍ］としたが、３〜２０［μ
ｍ］の範囲では所望の特性を得ることができる。
外に斜方蒸着などの方法でもかまわない。またセル厚に
ついてもここでは５［μｍ］としたが、３〜２０［μ
ｍ］の範囲では所望の特性を得ることができる。
【０１３０】また、上記実施の形態４では、光学活性物
質としてカイラル剤を液晶に混入したが、光学活性物質
はコレステリック液晶でもよい。
質としてカイラル剤を液晶に混入したが、光学活性物質
はコレステリック液晶でもよい。
【０１３１】上記実施の形態４では、ねじれ角として３
６０°の場合について示したが、上述した本発明のねじ
れ角θの範囲（２π≦θ≦５π／２）であれば、これに
限定されるものではない。
６０°の場合について示したが、上述した本発明のねじ
れ角θの範囲（２π≦θ≦５π／２）であれば、これに
限定されるものではない。
【０１３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ｏｆｆバ
イアスが印加されても液晶の配向状態が変化することの
ない、閾値が明確な電気光学特性と、十分速い光学応答
特性を有し、低電圧駆動可能な明るい表示モードの液晶
表示装置を実現することができ、このため、ＴＦＴや２
端子素子などのアクティブ素子を液晶の駆動素子として
用いることができる。さらに、液晶層と接するように形
成した良好な拡散反射特性を有する反射画素電極を備え
ることによって、均一配向で、視差が小さくて明るく、
しかも高コントラストな表示特性を有する低コストの反
射型液晶装置を得ることができる。
イアスが印加されても液晶の配向状態が変化することの
ない、閾値が明確な電気光学特性と、十分速い光学応答
特性を有し、低電圧駆動可能な明るい表示モードの液晶
表示装置を実現することができ、このため、ＴＦＴや２
端子素子などのアクティブ素子を液晶の駆動素子として
用いることができる。さらに、液晶層と接するように形
成した良好な拡散反射特性を有する反射画素電極を備え
ることによって、均一配向で、視差が小さくて明るく、
しかも高コントラストな表示特性を有する低コストの反
射型液晶装置を得ることができる。
【０１３３】また、配向膜を、液晶層を構成する液晶分
子のプレチルト角が、５°〜２０°の範囲となるよう構
成しているため、閾値電圧をより低く設定できるととも
に、コントラストのさらなる向上を図ることができる。
子のプレチルト角が、５°〜２０°の範囲となるよう構
成しているため、閾値電圧をより低く設定できるととも
に、コントラストのさらなる向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施の形態１による２端子素子付の透
過型液晶表示装置の構成を説明するための断面図であ
り、アクティブ素子と搭載したＡＷＴモードの液晶セル
の構成（透過型）を示している。
過型液晶表示装置の構成を説明するための断面図であ
り、アクティブ素子と搭載したＡＷＴモードの液晶セル
の構成（透過型）を示している。
【図２】上記実施の形態１の液晶表示装置を構成する、
アクティブ素子を有する背面基板の作製方法を工程順に
示す図である。
アクティブ素子を有する背面基板の作製方法を工程順に
示す図である。
【図３】ＨＷＴモードとＡＷＴモードの電圧−透過率特
性を比較して示す図であり、図３（ａ）はＨＷＴモード
の電圧−透過率特性を示し、図３（ｂ）はＡＷＴモード
の電圧透過率特性を示している。
性を比較して示す図であり、図３（ａ）はＨＷＴモード
の電圧−透過率特性を示し、図３（ｂ）はＡＷＴモード
の電圧透過率特性を示している。
【図４】本発明の実施の形態２による反射型液晶表示素
子の構成を示す断面図であり、ＡＷＴモードセルのセル
構成（反射型）を示している。
子の構成を示す断面図であり、ＡＷＴモードセルのセル
構成（反射型）を示している。
【図５】上記実施の形態２の反射液晶表示装置を構成す
る反射画素電極の作製方法を工程順に示す図である。
る反射画素電極の作製方法を工程順に示す図である。
【図６】上記実施の形態２及び４の反射液晶表示装置に
おける反射画素電極の作製工程で用いるフォトマスクの
一例を示す図である。
おける反射画素電極の作製工程で用いるフォトマスクの
一例を示す図である。
【図７】上記実施の形態２の反射液晶表示装置における
反射画素電極の反射特性を示す図である。
反射画素電極の反射特性を示す図である。
【図８】上記反射画素電極の反射特性を測定する測定方
法を説明するための図である。
法を説明するための図である。
【図９】上記実施の形態２の反射液晶表示装置の電圧−
反射率特性を示す図である。
反射率特性を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３による２端子素子付の
反射型液晶表示装置のセル構成を示す図であり、図１０
（ａ）は反射電極を画素電極とコンタクトさせた構造を
示し、図１０（ｂ）は反射電極をスイッチング素子の出
力端と直接接続した構造を示す。
反射型液晶表示装置のセル構成を示す図であり、図１０
（ａ）は反射電極を画素電極とコンタクトさせた構造を
示し、図１０（ｂ）は反射電極をスイッチング素子の出
力端と直接接続した構造を示す。
【図１１】上記実施の形態３の反射型液晶表示装置の電
圧−反射率特性を示す図である。
圧−反射率特性を示す図である。
【図１２】ＴＮモードセルを用いた反射型液晶表示装置
の電圧−反射率特性を示す図である。
の電圧−反射率特性を示す図である。
【図１３】初期配向状態と電圧印加時の配向変化をＨＷ
ＴモードとＡＷＴモードとで対比して示す図である。図
１３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、ＨＷＴモード
における、初期配向状態，微小電圧印加時の配向状態，
液晶オン時の配向状態を示し、図１３（ｄ），（ｅ），
（ｆ）はそれぞれ、ＡＷＴモードにおける、初期配向状
態，微小電圧印加時の配向状態，液晶オン時の配向状態
を示す。
ＴモードとＡＷＴモードとで対比して示す図である。図
１３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、ＨＷＴモード
における、初期配向状態，微小電圧印加時の配向状態，
液晶オン時の配向状態を示し、図１３（ｄ），（ｅ），
（ｆ）はそれぞれ、ＡＷＴモードにおける、初期配向状
態，微小電圧印加時の配向状態，液晶オン時の配向状態
を示す。
【図１４】ＡＷＴモードの液晶セルの応答特性を説明す
るための図であり、図１４（ａ）はｄ／ｐ0＝０．９９
の場合の応答特性を示し、図１４（ｂ）はｄ／ｐ0＝
１．１の場合の応答特性を示し、図１４（ｃ）はｄ／ｐ
0＝０．７５の場合の応答特性を示す。
るための図であり、図１４（ａ）はｄ／ｐ0＝０．９９
の場合の応答特性を示し、図１４（ｂ）はｄ／ｐ0＝
１．１の場合の応答特性を示し、図１４（ｃ）はｄ／ｐ
0＝０．７５の場合の応答特性を示す。
【図１５】ＨＷＴモードの液晶セルの応答特性を示す図
である。
である。
【図１６】従来の反射液晶表示装置における、光反射層
の取り付け位置と視差との関係を示す図であり、図１６
（ａ）は光反射層外付け構造、図１６（ｂ）は光反射層
が液晶層と接する構造について上記関係を示している。
の取り付け位置と視差との関係を示す図であり、図１６
（ａ）は光反射層外付け構造、図１６（ｂ）は光反射層
が液晶層と接する構造について上記関係を示している。
【図１７】本発明の実施の形態４による反射型液晶表示
素子の構成を示す断面図であり、ＡＷＴモードセルのセ
ル構成（反射型）を示している。
素子の構成を示す断面図であり、ＡＷＴモードセルのセ
ル構成（反射型）を示している。
【図１８】上記実施の形態４の反射液晶表示装置を構成
する反射画素電極の作製方法を工程順に示す図である。
する反射画素電極の作製方法を工程順に示す図である。
【図１９】上記実施の形態４の反射液晶表示装置の電圧
−反射率特性を説明するための図であり、プレチルト角
が１°となる配向膜材料Ａを用いたもの（図１９
（ａ））とともに、プレチルト角が５°となる配向膜材
料Ｂを用いたもの（図１９（ｂ））を示している。
−反射率特性を説明するための図であり、プレチルト角
が１°となる配向膜材料Ａを用いたもの（図１９
（ａ））とともに、プレチルト角が５°となる配向膜材
料Ｂを用いたもの（図１９（ｂ））を示している。
【図２０】上記実施の形態４の反射液晶表示装置におけ
る、プレチルト角とコントラストとの関係を示す図であ
る。
る、プレチルト角とコントラストとの関係を示す図であ
る。
１ａ、１ｂ ガラス基板 ２ａ、２ｂ ＩＴＯ膜 ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ 液晶配向膜 ４ 液晶層 ５、５ａ、５ｂ 反射画素電極 ７ 感光性樹脂膜（１層目） ８ 感光性樹脂膜（２層目） ９ 金属反射膜 １０、１６ａ コンタクトホール １２ 薄膜ダイオード（ＴＦＤ） １３ Ｔａ（タンタル）薄膜 １４ Ｔａ2０5（酸化タンタル）層 １５ Ｔｉ（チタン）電極 １６ 感光性樹脂膜 １８、２８、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 背面基板 １９、１９ａ 前面基板 ２０ 測定資料 ２１ 受光器 ２２ 光源 ２３ サンプルステージ ２４ 光反射層の反射特性 ２５ ＭｇＯの反射特性 ２６ 観察者 ２７ 光路 １０１、１０２、１０３ａ、１０３ｂ、１０４ 液晶表
示装置（液晶表示素子）
示装置（液晶表示素子）
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくともその一方が透明である一対の
基板と、 該一対の基板間に挟持された液晶層とを備え、 該液晶層は、正の誘電率異方性を有する液晶からなり、 該液晶は、基板界面付近の液晶分子の長軸が該基板に対
し略平行であり、該液晶中に多色性色素と光学活性物質
としてのコレステリック液晶もしくはカイラル剤とが混
入され、液晶分子が該光学活性物質によってセル厚方向
に螺旋軸を持つ螺旋構造を有するものであり、 該光学活性物質により生じる螺旋構造の自然ピッチ（ｐ
0）とセル厚（ｄ）の比が、該螺旋構造のねじれ角をθ
［ｒａｄ］とする関係式（２θ−π）／４π＜ｄ／ｐ0
≦θ／２πを満たすものであり、 該螺旋構造の捻れ角θ［ｒａｄ］が、２π≦θ≦５π／
２の範囲の値である液晶表示装置。 - 【請求項２】 少なくともその一方が透明である一対の
基板と、 該一対の基板間に挟持された液晶層とを備え、 該一対の基板の一方は、該液晶層をこれによる光学的シ
ャッタ動作が起こるよう駆動するアクティブ素子を有
し、 該液晶層は、正の誘電率異方性を有する液晶からなり、 該液晶は、基板界面付近の液晶分子の長軸が該基板に対
し略平行であり、該液晶中に多色性色素と光学活性物質
としてのコレステリック液晶もしくはカイラル剤とが混
入され、液晶分子が該光学活性物質によってセル厚方向
に螺旋軸を持つ螺旋構造を有するものであり、 該光学活性物質により生じる螺旋構造の自然ピッチ（ｐ
0）とセル厚（ｄ）の比が、該螺旋構造のねじれ角をθ
［ｒａｄ］とする関係式（２θ−π）／４π＜ｄ／ｐ0
≦θ／２πを満たすものであり、 該螺旋構造の捻れ角θ［ｒａｄ］が、２π≦θ≦５π／
２の範囲の値である液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記アクティブ素子は非線形素子からな
り、該非線形素子は、ＭＩＭ、ダイオード、バリスタあ
るいはＴＦＴである請求項２記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記一対の基板の一方は、前記液晶層に
接するよう設けられた反射画素電極を有し、 該反射画素電極は、該基板表面に形成された、凹凸の表
面形状を有する絶縁膜と、該絶縁膜上にその凹凸形状を
反映するよう形成された金属反射膜とから構成されてい
る請求項１または２記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記螺旋構造の捻れ角θは、９π／４程
度である請求項１または２記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】 前記一対の基板は、前記液晶層を構成す
る液晶分子のプレチルト角が５°〜２０°の範囲となる
よう構成した配向膜を有する請求項１または２記載の液
晶表示装置。
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Applications Claiming Priority (3)
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| JP18758395A JPH08166605A (ja) | 1994-10-14 | 1995-07-24 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
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| JPH08166605A true JPH08166605A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=26504452
Family Applications (1)
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