JPH08334759A

JPH08334759A - 反射型液晶表示素子

Info

Publication number: JPH08334759A
Application number: JP7138993A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Hisatake; 雄三久武; Ryoichi Watanabe; 良一渡辺; Shinichi Kamagami; 信一鎌上; Toshihiro Ninomiya; 利博二ノ宮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17

Abstract

(57)【要約】【構成】観察側と対向側に配置される２枚の電極付き
基板１１、１２間に液晶組成物１５を有しており、電極
により液晶組成物が応答して、入射する光の反射量を変
調する変調部Ａと、この変調部以外の非変調部Ｂとを有
する反射型液晶表示素子において、前記基板の非変調部
の領域に変調部の表示色に対して補色関係にある有彩白
色系反射層２０を設ける。有彩白色系反射層２０は例え
ばＴｉＯ2白色顔料に有彩色素を分散したレジスト材料
で構成する。【効果】光の利用効率が高く、コントラスト比の高い
明るいしかも表示色を補償した白色に近い反射型液晶表
示素子が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は反射型液晶表示素子に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子（以下ＬＣＤと略称）のな
かでも照明用のバックライトを必要としない反射型ＬＣ
Ｄは、ＯＡ機器等の表示において消費電力の低減が実現
でき、携帯用に適している。しかし、反射型ＬＣＤは、
外光を利用しているため、ＬＣＤ自体の反射率が高くな
いと実用上問題となる。

【０００３】この反射型ＬＣＤを、ＬＣＤ自体の反射率
の観点から分類すると、偏光板を２枚用いる表示モー
ド、１枚用いる表示モード、用いない表示モードの３つ
に分類できる。

【０００４】偏光板を２枚用いる表示モードとしては、
例えば図２０に示すＴＮ型ＬＣＤであり、上下基板１、
２は透明電極３、４をそれぞれ有しており、これら基板
間に液晶組成物層を挟持している。上下基板１、２外面
に偏光板６１、６2 を貼付し、下基板２側の偏光板６2
外面に拡散反射板７を貼付した構造であり、このＴＮ型
ＬＣＤの光路Ｌは、偏光板を４回、基板を４回通過す
る。これらの透過率のうち、偏光板の透過率は少なくと
も１回分は、原理的に５０％以下であり、実際は４０数
％である。他の偏光板や基板においてもそれ自身の吸収
があるので、反射率は著しく低く、高々４０％である。

【０００５】偏光板を１枚用いる表示モードとしては、
例えば図２１に示す偏光板６1 のみをもつ偏光板１枚モ
ードＥＣＢ型ＬＣＤであり、前記図２０のＴＮ型ＬＣＤ
と比較して光路的に、偏光板は２回、基板も２回しか通
過しない。なお、以下各図において同符号の部分は同様
部分を示す。前記ＴＮ型ＬＣＤ同様偏光板の透過率は少
なくとも１回分は、原理的に５０％以下であり、実際は
４０数％である。しかしながら光路的に、偏光板２回
分、基板２回分の光吸収を削減できることから前記ＴＮ
型ＬＣＤよりは、若干反射率が高いが、４５％程度以下
である。

【０００６】これらと比較して偏光板を用いない表示モ
ードは、例えば図２２に示すゲストホスト液晶の液晶組
成物層５1 をもつ高分子ポリマーＰＣ−ＧＨ型ＬＣＤ、
図２３に示すゲストホスト液晶組成物層５2 をもつＧＨ
−ＨＯＭＯ型ＬＣＤ、および図２４に示す２層のゲスト
ホスト液晶組成物層５2 を共通基板８を介して重ねた２
層型ＧＨ−ＨＯＭＯ型ＬＣＤ等がある。いずれの方式も
偏光板を用いないので、前記した偏光板を用いる表示モ
ードのように透過率が少なくとも１回分は、原理的に５
０％以下であり、実際は４０数％である偏光板を用いな
い分明るくなり、８０％程度の反射率が期待できる。さ
らに、前記偏光板１枚モードＥＣＢ型ＬＣＤ同様に反射
板をセル内面に設ければ、基板２回分の光吸収を削減す
ることができる。従って前記偏光板を用いる表示モード
と比較して、反射率が著しく高くなる。

【０００７】また、図２５に示す反射型ＬＣＤは図１０
に示すＧＨ−ＨＯＭＯ型ＬＣＤの反射板７と液晶セルの
間に４分の１波長板９を挿入したものであり、液晶セル
を通過した入射光が、４分の１波長板９を透過し、反射
板７で反射され、再び４分の１波長板９を透過すること
によって、位相を２分の１波長ずらされ、再び液晶セル
に入射する機能を得るものである。

【０００８】この構造は図２４に示す２層型ＧＨ−ＨＯ
ＭＯ型ＬＣＤと同様の光制御が１層の液晶層、１層の液
晶セルで得られるものであり、反射率は８０％以上が期
待できる。

【０００９】さて、これら反射型ＬＣＤはディスプレー
であり、一般的には電極を用いて液晶層に電圧を印加す
る、若しくは電流を流す、磁界を印加するなどして表示
を行っている。電極を用いるので、必ず絶縁領域（電極
のないところ）が必要となる。特に種々の文字や絵、映
像などのパターンを表示する素子の場合、マトリクス状
に電極を形成する。マトリクス状に電極を形成した場
合、一般的には前記液晶層に電圧を印加する等の目的と
した電極以外に配線も必要となる。マトリクスに電極を
形成しない場合でもパターンがある程度複雑な場合（例
えば、電卓、時計等に応用されている７セグメント表
示）は配線が必要となる。このようにＬＣＤは液晶層に
電圧を印加する等の目的とした電極及び絶縁領域（電極
のないところ）及び場合によっては配線の３つの領域か
ら形成されている。

【００１０】本発明では、液晶層に電圧を印加する等の
目的とした電極により液晶が応答し光反射量を変調する
領域を変調部と称し、それ以外の領域を非変調部と称
し、この非変調部のうち、前記絶縁領域をスペース部と
称し、前記配線の設けられた領域を配線部と称する。

【００１１】ちなみに透過型ＬＣＤにおいては前記非変
調部に遮光層を設けることが多い。この遮光層はマトリ
クス表示素子の場合、一般的にブラックマトリクス（Ｂ
Ｍ）と呼ばれる。この遮光層は表示のコントラスト比特
性を向上させる目的で設けられているものである。ＬＣ
Ｄの表示モードを表示制御の観点から分類すると（透過
型、反射型に限らず）、電圧等印加していない状態で明
状態を得るノーマリーホワイトモード（ＮＷモードと称
す）と逆に印加した状態で明状態を得るノーマリーブラ
ックモード（ＮＢモードと称す）に大別できる。ＮＷモ
ードの場合、前記非変調部は変調部の状態に拘らず、大
略、常時明状態となる。よって、前記遮光層を設けない
場合、全体（変調部と非変調部）として、暗状態の輝度
は、前記遮光層を設けた場合より高い。よってコントラ
スト比（明状態の輝度／暗状態の輝度）は遮光層を設け
ることによって向上する。ＮＢモードの場合、前記非変
調部は変調部の状態に拘らず、大略、常時暗状態とな
る。よって、ＮＷモードと比較すれば、全体（変調部と
非変調部）としての暗状態の輝度は暗くなる。しかしな
がら、一般に知られるＮＢモードの暗状態は十分暗い表
示が得られていない。このため、遮光層を設けることに
よって、非変調部の輝度を確実に零にし、高いコントラ
ストを得ているのである。しかしながら、この遮光層を
設けることは、全体の表示輝度（明るさ）を低下させる
こととなる。これは欠点となるが、透過型ＬＣＤの場
合、バックライトを用いているので、このバックライト
の輝度を向上させることにより、表示輝度（明るさ）を
保つことができる。このように、コントラストを得るた
めに遮光層を設けることが多いわけである。

【００１２】これに対し、反射型ＬＣＤでは、用いる光
が外光であり、ディスプレー側では、入射光量を制御で
きない。したがって、前記遮光層を反射型に適用する
と、表示輝度を著しく低下させてしまうため、一般的に
は用いられていない（駆動素子として光の影響のあるＴ
ＦＴ等は、その影響を防止する目的で、非変調部のうち
必要な部分にだけ遮光層を設けることがある。）。そも
そも、反射型ＬＣＤの場合、用いる光は外光であり、デ
ィスプレー側では入射光量を制御できないから、最も重
要視される特性は明るさ（輝度）とされている。これら
のことから、一般的な従来の反射型ＬＣＤは非変調部に
遮光層を設けていない。

【００１３】しかしながら、遮光層がなくても従来の反
射型ＬＣＤの表示輝度は十分な明るさは得られていな
い。ＮＷモードの場合、非変調部は大略常時明状態とな
るため、全体の表示輝度はある程度得られるが、反射型
ＬＣＤは、いずれも暗状態を得るために偏光板や染料を
用いており、実際には明状態に対してもある程度の光吸
収が避けられない。よって結果的には十分な明るさは得
られない。ＮＢモードの場合は、非変調部は大略常時暗
状態となるため、全体の表示輝度は当然暗い。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の反
射型液晶表示素子は、種々の表示モードにおいて表示に
利用される光が偏光板や素子の基板を往復により複数回
通過するために吸収され、実際に利用される光は僅かに
なる。非変調部においても反射率が低く特にノーマリー
ブラックモードの場合、その影響は著しく、全体の表示
輝度を著しく低下させていた。

【００１５】さらに、表示モード特有の表示色が発生す
る問題があり、例えばＳＴＮ表示では黄色味がかった表
示となり、また偏光板を用いないので反射型に有利な前
記したＧＨ型モードにおいても、２色性色素の分光特性
に応じて表示色が発生し、例えばネマティック液晶組成
物に黒色染料を添加してＧＨモードで動作させた場合、
緑色味を帯びた表示となる。これはカラー表示において
も、表示の色純度を低下させる。

【００１６】本発明はこれら問題点を解決し、表示面全
体の反射率を高く、かつ表示の色付きによる視認の劣化
を防止する反射型液晶表示素子を得ることを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、観察側と対向
側に配置される２枚の電極付き基板間に液晶組成物が挟
持され、前記電極により前記液晶組成物が応答し、入射
する光の反射量を変調する変調部と、この変調部以外の
非変調部とを有する反射型液晶表示素子において、前記
基板の非変調部の少なくとも一領域に、有彩白色系反射
層を設けたことを特徴とする反射型液晶表示素子を得る
ものである。

【００１８】さらに、観察側と対向側に配置される２枚
の電極付き基板間に液晶組成物が挟持され、前記電極に
より前記液晶組成物が応答し、入射する光の反射量を変
調する変調部と、この変調部以外の非変調部とを有する
反射型液晶表示素子において、前記基板の非変調部の少
なくとも一領域に、前記変調部の表示色と補色の関係に
ある有彩白色系反射層を設けたことを特徴とする反射型
液晶表示素子を得るものである。

【００１９】さらに、有彩白色系反射層が白色顔料と有
彩色素とを分散したレジスト材料からなることを特徴と
する反射型液晶表示素子を得るものである。

【００２０】さらに、有彩色白色系反射層を観察側の基
板内面に設けたことを特徴とする反射型液晶表示素子を
得るものである。

【００２１】さらに、２枚の電極付き基板間に液晶組成
物が挟持されてなる反射型液晶表示素子において、一方
の基板がマトリクス状に配列した複数の画素電極と、こ
れら電極間に配置された配線とを有しており、有彩白色
系反射層が前記画素電極および配線以外の基板内面領域
に設けられていることを特徴とする反射型液晶表示素子
を得るものである。

【００２２】さらに、少なくとも一方の基板にカラーフ
ィルターを設けており、前記カラーフィルターの着色層
以外の基板内面に有彩白色系反射層を設けたことを特徴
とする反射型液晶表示素子を得るものである。

【００２３】さらに、液晶組成物が２色性色素を添加さ
れていることを特徴とする反射型液晶表示素子を得るも
のである。

【００２４】さらに、液晶組成物が正の誘電異方性を示
すネマティック液晶に黒色色素が添加されたものであり
基板間でホモジニアス配向されており、対向基板側に４
分の１波長板と反射板が設けられてなることを特徴とす
る反射型液晶表示素子を得るものである。

【００２５】さらに、有彩白色系顔料がＴｉＯ2 を主成
分とし、これにシアン色素が添加されたものからなるこ
とを特徴とする反射型液晶表示素子を得るものである。

【００２６】

【作用】以下、本発明の作用について、図面を用いて、
詳細に説明する。なお各図において同符号の部分は同様
の部分を示す。

【００２７】本発明の液晶表示素子は非変調部の一部ま
たは全部の領域に、有彩白色系反射層を設けたことを主
な特徴とする。さらに、有彩白色系反射層の色を変調部
の表示モードの表示色の補色の色に選ぶことが望まし
い。

【００２８】本発明において、有彩白色系反射層とは、
白色の高反射率を実質的に損なわない程度に有色色素を
含有した白色反射層を意味する。白色は実質的に無彩色
の反射層であり、色純度が０で、視感反射率が１に近い
拡散性の色であるが、白色反射層に少量の有彩色素を添
加してもこの白色の性質をある程度維持することが可能
である。

【００２９】本発明者は白色反射層に関する発明を、特
願平６−２５１７７１号において出願している。この発
明は表示面の非変調部の少なくとも一部に実質的に白色
の白色反射層を設けて反射特性の改善をはかったもので
あるが、変調部の表示色に関して述べていない。

【００３０】本発明は変調部の表示色の白色からのずれ
が、観察者の目に与える刺激を緩和する方向に表示面全
体の色調を調節する有彩白色系反射層を非変調部に設け
るものであり、例えば表示色と補色の関係にある有彩白
色系を選ぶと表示面が無彩色に近い色調になり、色付き
を改善することができる。

【００３１】完全な補色関係になくても、変調部の表示
色と非変調部からの反射光が異なる色であれば表示色単
色の表示よりも観察者の目の刺激が緩和されることが期
待される。

【００３２】補色関係の一例として、黒色の２色性染料
を用いたＧＨ型ＬＣＤに応用した場合、黒色の２色性染
料が若干緑色味を帯びていたとすると、表示は明状態、
暗状態ともに若干緑色に色付く。この場合、変調部の液
晶表示モードの表示色の補色である白色系の反射層を緑
の補色であるシアン色を白色に加えた色にすればよい。
この場合、変調部の表示色の色付きの度合いと同じ度合
いでシアン色の色度を調整した色が最も優れる。

【００３３】補色は赤に対してマゼンタ、緑に対してシ
アン、青に対して黄色であり、表示色に応じて白色系反
射層の色度を決める。

【００３４】また、とくに２色性染料を液晶層に添加し
たＬＣＤでは明状態と暗状態で同様の色付きを生じるこ
とが多いので、本発明によれば両状態の色付きが改善さ
れる。また本発明のＬＣＤは、とくに非変調部に高反
射率の白色系反射層を設けるので、反射特性の改善は著
しいものである。

【００３５】図１は本発明の一構成例で、非変調部の一
部または全部の領域に前記有彩白色系反射層を設けた場
合のセル構造を説明したものである。すなわち、観測側
の上基板１１は内面に有彩白色系反射層２０とストライ
プ状透明電極１３を有し、対向基板である下基板１２は
面上にＭＩＭスイッチング素子１８をもつ画素電極１４
を多数配列している。両基板の電極側の面には配向膜１
６、１７が形成され、基板間に液晶層１５が挟持されて
いる。さらに下基板１２の外面に拡散反射板３０が貼付
されて、反射型液晶表示素子１０が構成される。

【００３６】電極領域は印加電圧により液晶が応答し光
反射量を変調する領域であり変調部Ａを構成する。その
他の部分は光反射量を制御できない領域であり非変調部
Ｂを構成する。この非変調部Ｂは電極間の間隙であるス
ペース部２１と電極１３を動作させる配線部２２の占め
る領域である。有彩白色系反射層２０がこの非変調部Ｂ
の上基板内面のストライプ状電極１３間に設けられる。
有彩白色系反射層２０は、例えばＴｉＯ2 やＭｇＯを主
成分とした白色顔料に有彩色素を添加したものであり、
いわゆる完全拡散反射に近い反射特性を示すものが望ま
しい。完全拡散反射とは、入射光Ｌｉの入射角度によら
ず、反射光Ｌｒが種々の角度に均等に反射する反射特性
のことを言い、環境（入射光の方位別隔たり）によら
ず、どのような角度においても高輝度を得る反射特性の
ことを言う。つまり、本発明の液晶表示素子の非変調部
の一部または全部の領域に用いる有彩白色系反射層は従
来の反射型ＬＣＤの非変調部（遮光層を設けるか、何も
設けない（配線や液晶層がその領域を占める））より、
高い反射率を得ることとなる。

【００３７】前述したように反射型ＬＣＤに最も要求さ
れる性能は、明るさ、つまり反射率である。従来、透過
型ＬＣＤにおいては、コントラスト比特性を高めるため
に、非変調部には遮光層を設けるといったことを行って
いるが、反射型ＬＣＤにおいて、この非変調部に対し、
明るさ、つまり反射率特性を高めるような策は取られて
いなかった。このため、変調部と非変調部を合わせた全
体の反射率は低かった。これに対し、本発明では前記非
変調部に反射率の著しく高い有彩白色系反射層を設けて
おり、非変調部では、変調部の状態に拘らず常に高い反
射を得る。よって、全体の反射率は、前記有彩白色系反
射層を設けない場合と比較して著しく向上する。

【００３８】有彩白色系反射層は、前述したように従来
の反射型ＬＣＤの非変調部より高い反射率を得るように
層厚や配置を構成すれば、前述した効果が得られる。例
えば、図２に示すように、比較的表示パターンの大きい
７セグメント２３からなるキャラクター表示に応用する
場合、非変調部Ｂの観察側基板１１の外面に十分な完全
拡散反射特性が得られる層厚で有彩白色系反射層２０を
設ければ良い。しかしながら、表示パターンが基板１１
の板厚より、微細な高精細パターンであるものにおいて
は、基板厚による視差を防ぐために、図１に示すように
基板内面に有彩白色系反射層２０を設けることが望まし
い。

【００３９】前述したように本発明の効果は従来の反射
型ＬＣＤの非変調部より高い反射率を得るように有彩白
色系反射層の層厚や配置を構成すれば、層厚に関わりな
く得られるものであるので、層厚は液晶層厚（基板間
隙）におよぶ必要はなく、前記有彩白色系反射層を基板
作成工程にて一方の基板に形成する製造方法とする場
合、液晶層での光吸収を避けるために観察側の基板内面
に設けた方が良い。特に液晶層にて光吸収量の多い染料
添加型反射型ＬＣＤにおいては、前記構成とする効果が
大きく、中でも電圧無印加時に暗状態を示すＮＢモード
では、液晶層での光吸収量が極めて高いので、その効果
は大である。

【００４０】また、本発明をマトリクス型ＬＣＤに応用
する場合、前記非変調部Ｂには、必然的に配線が設けら
れることとなる．ここに配線は、変調部に電圧等を印加
するためにセル外部と変調部の電極を接続するために設
けられた導電体である。例えば単純マトリクス構造の電
極構成の場合、図３に示すように、一画素を構成する領
域２４内の電極パターンのうち、上下電極１３、１４の
交差部（変調部Ａ）以外の導電体領域１３1 、１４1 の
ことを指す。前述した全体の反射率を最も向上させるに
は、前記有彩白色系反射層は、平面的に見て、表示領域
内の非変調部Ｂ全域に設ければ良いこととなる。

【００４１】しかしながら、図４に示すような、ＭＩＭ
素子１８付きマトリクス基板１１を用いる場合、一般的
には配線２２には遮光性のある導電物（例えばＡｌ）を
用いる。このように配線に遮光性のある材料を用い、こ
の基板に有彩白色系反射層２０を表示領域内の非変調部
Ｂ全域に機能するように設けるためには、前記配線の下
層に有彩白色系反射層を設けなければならない。しかし
ながら、前記配線の下層に設けるには、有彩白色系反射
層２０の上に配線層２２を形成する必要があり、配線の
パターン形成工程において、有彩白色系反射層材料への
耐性が求められる。したがって、マトリクス型ＬＣＤに
おいては、実用的に図４に示すように、表示領域内の非
変調部Ｂ（画素電極１３以外の領域）の内、配線部２２
以外の領域すなわちスペース部２１にのみ、前記有彩白
色系反射層２０を設けた構造とすると、配線のパターン
形成工程での有彩白色系反射層材料への耐性を必要とし
なくなる。

【００４２】また、本発明に用いる有彩白色系反射層
は、強い拡散反射が得られるものであれば、効果が得ら
れることは言うまでもない。こうした、強い拡散反射が
得られる材料としては、アルミナ（酸化アルミニウ
ム）、前述したＴｉＯ2 （酸化チタン）、ＭｇＯ（酸化
マグネシウム）等が適用できるが、特に材料として白色
顔料を分散したレジスト材料を用いれば、前記有彩白色
系反射層のパターン形成工程において、前記有彩白色系
反射層材料そのものを露光、現像するだけで形成でき
る。したがって、別途レジスト材料を用いて露光、現像
したのちに、エッチングを必要とする材料に比べ、工程
が簡略化できる。この白色顔料に用いる材料としては、
分散性の点でＴｉＯ2 が特に優れる。本発明の有彩白色
系反射層に白色顔料を分散したレジスト材料を用いる場
合も、同様にＴｉＯ2 が特に優れる。

【００４３】また、カラーフィルターを用いてカラー表
示を行う反射型ＬＣＤに本発明を適用する場合、変調部
とほぼ同形の着色層を形成し、この着色層以外の領域に
前記有彩白色系反射層を設ければ、前記着色層の層厚に
より生じる表面段差を、前記有彩白色系反射層で解消す
ることが可能となる。また、有彩白色系反射層を白色顔
料と有彩色素を分散したレジスト材料によつて形成する
場合、前記着色層自体をフォトマスクとして裏面露光に
よりパターニングすることも可能となる。また、着色層
以外の領域に有彩白色系反射層を設けることにより、前
述した全体の反射率を向上させる効果の他、非変調部の
色付きを防止できる効果も得られる。

【００４４】本発明の効果は種々の反射型ＬＣＤにおい
て得られるが、特に、液晶層に染料が添加されている方
式（液晶材料に染料を添加することから一般的にゲスト
ホスト（ＧＨ）型ＬＣＤと呼ばれる）に応用すれば、そ
の効果は大きい。液晶層に染料が添加されている方式
は、液晶層での光吸収度合いが、染料が添加されている
分、高いからである。

【００４５】前述したように従来の図２４、２５にも示
したＧＨ型ＬＣＤは１層の液晶層（１枚のセル）で、高
いコントラスト比が得られ、且つ液晶層１層で表示を得
る機能をもっているので変調部の反射率も高い。よっ
て、染料として黒色の染料を用い、４分の１波長板とし
て可視光波長全域に対して、各波長の４分の１波長の位
相差が得られる４分の１波長板（例えば異なる２種の材
料からなる延伸フィルムを光軸をずらして積層し、それ
ぞれの位相差の波長依存性をくみあわせて、すべての波
長に対し４分の１波長の位相差が得られるようにすれば
いい。）を用いれば、変調部では極めて高いコントラス
ト比と反射率が得られる。この表示モードの場合、非変
調部は変調部の状態に拘らず、常時、暗状態である。つ
まり、ＮＢモードである。よって、本発明のように非変
調部に有彩白色系反射層を設けると全体の反射率は著し
く向上する。

【００４６】図４に示す本発明の構成は観察側の基板１
１としてＭＩＭ素子付きドットマトリクス基板を用い、
配線部、変調部以外の領域、つまりスペース部２１全域
に有彩白色系反射層２０を設けているが、この有彩白色
系反射層２０付き基板１１を図５に示す製法で作成す
る。

【００４７】工程（Ｉ）観測側基板１１の一表面にＭ
ＩＭ素子１８および配線２２を形成する。

【００４８】工程（II）スパッタリング法によりイン
ジウムすず酸化物（ＩＴＯ）膜１３ａを基板表面に成膜
する。このＩＴＯ膜１３ａ上にレジスト膜２５ａを塗布
により被着する。

【００４９】工程（III ）レジスト膜２５ａをマスク
パターン２６を介して紫外線ＵＶで露光し、後工程で画
素電極１３となるＩＴＯ膜上のレジスト膜２３のみを残
して現像する。

【００５０】工程（IV）次にレジスト膜２５をマスク
としてＩＴＯ膜１３ａをエッチングして画素電極部分の
みからなる電極パターンを形成する。

【００５１】工程（Ｖ）基板全面に白色顔料に少量の
有彩色素例えば染料を混入したレジスト膜２０ａを塗布
により被着する。

【００５２】工程（VI）画素電極１３上のレジスト膜
２５を剥離し、同時に画素電極上に塗布されたレジスト
膜２０ａを取り除く。この結果、画素電極１３上を除く
領域すなわち非変調部Ｂに有彩白色系反射層２０が形成
される。

【００５３】このように配線２２や、画素電極１３のパ
ターン形成はフォトリソグラフィーにておこなってお
り、用いているレジストはポジ型（紫外線が照射された
領域のみが現像工程で除去されるタイプのレジスト）で
ある。図５に示す製法の特徴は配線部、変調部のパター
ン形成工程に用いたレジストを剥離せず、この上に、有
彩白色系反射層の材料を塗布し、しかる後、前記配線
部、変調部のパターン形成工程に用いたレジストを剥離
することにより、前記配線部、変調部のパターン形成工
程に用いたレジスト上の有彩白色系反射層のみを前記レ
ジストと同時に剥離することにより、配線部、変調部以
外の領域に前記有彩白色系反射層をパターン形成するこ
とができる。

【００５４】以上のように他のパターン形成工程に用い
たレジストを剥離せずその上に膜形成を行い、前記レジ
ストを剥離することによりその上に形成した膜のパター
ン形成を行うことを、一般的にはリフトオフ法と呼ばれ
ている。本発明の液晶表示素子において、この方法を用
いて前記有彩白色系反射層を形成すれば有彩白色系反射
層のパターン形成のための現像、露光工程が必要なくな
るため、安い製造コストにて製造できるようになる。ま
た、前記有彩白色系反射層のパターンと変調部、配線部
との合わせ精度も十分に得られる。これは、個々に現
像、露光工程をおこなっていないからである。このリフ
トオフ法は変調部以外の全域に有彩白色系反射層のパタ
ーン形成を行う場合や、カラーフィルターの着色層以外
の領域にパターン形成を行う場合であっても、変調部や
カラーフィルターの着色層がポジ型レジストを用いたフ
ォトリソグラフィー法にて行うものであれば、同様の作
用、効果が得られる。

【００５５】また、図６に示すように、本発明に用いる
有彩白色系反射層２０をセル内面に形成し、前記有彩白
色系反射層の層厚を所望の液晶組成物１５の層厚とすれ
ば、前記有彩白色系反射層は基板間隙材の機能を得る。
この場合、基板間隙材としていわゆる粒状スペーサーを
基板全域に散布する方式と比較して、工程が簡略化でき
る上、変調部への影響が防止できる。

【００５６】以上、本発明の作用について、構成の一例
等を用いて説明してきたが、本発明の作用、効果はこれ
らの一例にとらわれることがはなく、本発明の特徴を得
る構成、材料製法であれば、同様の作用、効果が得られ
ることは言うまでもない。例えば用いる基板としてはＴ
ＦＴ素子の付いたドットマトリクス基板でも同様の作
用、効果が得られる。また、有彩白色系反射層は多少色
みがかっていても、変調部の明状態の反射率または従来
技術の非変調部より高い反射率を得るものであれば効果
が得られることは本発明の作用から明白であり、本発明
において従来技術として代表的に説明した種々の型の液
晶表示素子に適用することができるものである。

【００５７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て詳細に説明する。

【００５８】（実施例１）図７乃至図１０に本実施例の
液晶表示素子を示す。

【００５９】０．７ｍｍ厚のガラス基板を２枚用い、一
方の観察側の上基板１１に、図７（ａ）、（ｂ）に示す
ようなＭＩＭ素子１８をもつ電極１３のパターンを作成
した。図７（ａ）は一画素の電極形状を示しており、一
画素は縦横１８０μｍ×１８０μｍの寸法を有していし
る。図７（ｂ）は上基板１１の有効表示領域の形状を示
しており、各画素がマトリクス状に配列される。５７．
６ｍｍ×８６．４ｍｍ内に画素数４８０×３２０が配列
される。

【００６０】図８に示すように観察側の上基板１１はＭ
ＩＭ素子１８と配線２２および透明電極１３が形成さ
れ、透明電極１３を除く領域、非変調部Ｂの位置に有彩
白色系反射層２０が形成される。

【００６１】一方、対向側の下基板１２は複数のストラ
イプ状透明電極１４が前記画素電極に対応させて平行に
ならべて形成される。これら電極１３、１４上に配向膜
１６、１７が被着され、液晶組成物層１５が基板間に挟
持される。

【００６２】本実施例構造の製造方法は、図７（ａ）に
示す上基板上に表面を酸化させた第１のＴａ層１８1
（表面はＴａＯ2 総膜厚１０００オングストローム（以
下Ａと略称する））を図示するようなパターンで形成
し、しかる後、第２のＴａ層２２（膜厚１０００Ａ）を
図示するように一部が第１のＴａ膜にかかる配線パター
ンで形成し、しかる後、基板全面にＩＴＯを膜厚２００
０Ａにて成膜し、レジスト材料としてポジ型のレジスト
材料（ＯＦＰＲー５０００、（株）東京応化製）を全面
に塗布し、６０℃３０分の仮焼成を施した後、画素電極
パターンの形成できるようにマスクを用いて露光し、Ｎ
ＭＤ３溶液（（株）東京応化製）で現像し、図７（ａ）
の符号１３で示すＩＴＯ膜の上にのみ前記レジストが被
覆した構成とした後、塩酸・硝酸水溶液（混合比塩酸１
０・硝酸１・水１０）でエッチングを行った。しかる
後、前記レジストを剥離せずに、図７（ｂ）の基板に示
す有効表示領域１１1 全面にＴｉＯ2 を分散したレジス
ト材料（ＴｉＯ2 分散液：（株）日本合成ゴム製）にシ
アン色の顔料（ピグメントバイオレット２３＝Ｃ34Ｈ8
Ｃｌ2 Ｎ4 Ｏ2 ）を０．０１ｗｔ％添加したものを、膜
厚２０００Ａとなるように印刷し、１００℃で３０分仮
焼成した。

【００６３】次に、図７（ａ）のＩＴＯ膜１３の上にの
み被覆したレジストをＳＴ１０溶液（（株）東京応化
製）にて剥離した。この結果、前記ＴｉＯ2 を分散した
レジスト材料は、有効表示領域１１1 内で図７（ａ）の
ＩＴＯ膜１３以外の領域にのみパターン形成できた。し
かる後、前記ＴｉＯ2 を分散したレジスト材料を完全に
硬化させる目的で基板を１８０℃にて３０分焼成し、基
板裏面から見て、有効表示領域内の画素電極（図７
（ａ）のＩＴＯ膜１３）およびＭＩＭ１８、配線部２２
以外の領域すなわち非変調部Ｂの一部に本発明の特徴で
ある薄いシアン色を呈する白色のシアン色反射層２０を
形成できた。

【００６４】また、対向させる基板１２として図７
（ｃ）、（ｄ）に示すＩＴＯストライプパターン電極１
４を形成した基板を作成した。ここで図７（ｃ）は一画
素に該当するパターン形状を示しており、図７（ｄ）
は、有効表示領域１２1 の形状を示している。

【００６５】こうして得られた２枚の基板に、配向膜１
６、１７として配向剤（ＡＬ−１０５１、（株）日本合
成ゴム製）を有効表示領域に印刷、焼成し、前記ＩＴＯ
ストライプパターンと平行であり、且つ対向する基板間
で向きが１８０゜逆となる方向にラビングして、しかる
後、観察側基板に粒径５μｍの基板間隙材（ミクロパー
ルＳＰ、（株）積水ファインケミカル製）を散布密度１
００／ｍｍ²にて散布し、対向基板の有効表示領域周辺
に５ｍｍ幅の開口部を設けた周辺シールパターンをスク
リーン印刷法にて形成した。ここで用いたシール材料は
１液性エポキシ樹脂（ＸＮー２１、三井東圧化学（株）
製）である。

【００６６】次に、前記２枚の基板１１、１２を電極１
３、１４面が対向するようにして重ね合わせて、基板間
隙が前記基板間隙材の粒径と等しくなるよう加圧しなが
ら１８０℃で２時間焼成し、本実施例の液晶表示素子に
用いる空セルを得た。しかる後、前記空セルに液晶材料
として正の誘電異方性を示すネマティック液晶材料ＺＬ
Ｉ−２２９３（（株）メルクジャパン製）１５1 に黒色
の染料ＬＡ１０３／４（（株）三菱化成製）１５2 を
２．０ｗｔ％添加したものを減圧注入法にて注入し液晶
組成物層１５とし、前記周辺シールパターンの開口部を
紫外線硬化樹脂ＵＶ−１０００（（株）ソニーケミカル
製）にて封止し、本実施例の液晶表示素子に用いる液晶
セルを得た。しかる後、図８に示すように、４分の１波
長板３１、反射板３０を張り合わせ本実施例の液晶表示
素子を得た。ここで用いた反射板３０は、Ａｌ蒸着タイ
プの拡散反射板であるＭタイプ拡散反射板（（株）日東
電工製）であり、４分の１波長板３１は積層タイプの全
波長域４分の１波長板（（株）日東電工製）であり、そ
れぞれ糊付きのものを用いた。

【００６７】本実施例の液晶表示素子は構造として、観
察側基板１１のスペース部にシアン色反射層２０を有
し、その材料はＴｉＯ2 からなる白色顔料を主とし、シ
アン色顔料を添加混入したレジスト材料を用い、その製
造方法としては画素ＩＴＯ電極のパターン形成工程に用
いたレジストパターンを利用したリフトオフ法によるも
のである。また、液晶表示モードとしては染料を添加し
た液晶組成物を用いたＧＨ型のものであり、且つ４分の
１波長板を加えた図９に示した構成の表示モードであ
る。すなわち、電圧無印加状態では図９（ａ）に示すよ
うに非偏光の入射光Ｌｉは液晶組成物層１５を通過して
直線偏光となり、４分の１波長板３１で円偏光となって
反射板３０に至り円偏光のまま反射され、再び４分の１
波長板３１を通過するがこのときの直線偏光の方向が入
射時にたいして９０°回転するため、液晶組成物層１５
に遮られ反射光Ｌｒは遮断される。一方、電圧印加時は
図９（ｂ）に示すように入射光Ｌｉの非偏光光は、その
まま反射して反射光Ｌｒが液晶組成物層１５を通過す
る。

【００６８】さて、以上により得られた本実施例の液晶
表示素子の反射率およびコントラスト比を図１０に示す
測定装置で測定した。測定はサンプルの中央から法線方
向の位置に距離３０ｃｍで輝度計４０を配置し、ほぼ同
じ高さに前記法線方向と３０゜の角度をなす方向に図示
するように赤緑青３波長に発光する高演色形蛍光灯４
１、４２を２灯、配置して、サンプル４３部分の照度が
５８０ルクスとなるようにして、標準拡散板（ＭｇＯ
板）の輝度を測定し、この輝度を反射率１００％とし、
サンプルの反射率およびコントラストを測定した。

【００６９】結果を下表に示す（以下、他の実施例と比
較例の結果を併せて記載）。

【００７０】なお、極めて感度の高い人間の目で見て感
じることができるわずかな色付きを補正する目的で有彩
としており、有彩顔料添加（０．０１ｗｔ％）によるＹ
値（白としての反射率）の変化は％オーダーより小さい
ので数値的に無彩色の場合と同等の値となる。

【００７１】

【表１】

【００７２】ところで、コントラスト比とは、明状態の
部分（白い部分）に対して、暗状態の部分（黒い部分）
が、いかに際立って見えるかを示すパラメータである。
本発明のように、非変調部を全体の明るさに寄与させる
ように構成される反射型ＬＣＤにおいて、このコントラ
スト比のパラメータを考えてみる。実際に見た目に感じ
られるコントラスト比は、次のようになる。明状態の部
分の場合の実際に見た目に感じられる明るさは、非変調
部と変調部の反射率の和によって決まる。これは非変調
部の明るさが暗状態の変調部の明るさと比較すれば明る
いため、結果的には非変調部と変調部の明るさの差は、
相対的に見て小さい。これは非変調部と変調部の反射率
は混色され、一体化して目に認識されるからである。こ
れに対して暗状態とした場合のように暗状態の部分の実
際に見た目に感じられる暗さは、逆に変調部の暗さのみ
が認識される。これは、非変調部に対しては変調部は暗
くなっているためであり、前記した明状態の部分の場合
のように結果的には非変調部と変調部の明るさの差が小
さくないので、一体化して目に認識できないからであ
る。したがって、見た目の暗さ、黒さは変調部の暗さ、
黒さに大きく依存することになにる。さらに実際に見た
目には非変調部が明るいほど、暗さ、黒さが際立って見
えるので、暗状態の部分の実際に見た目に感じられる暗
さは、非変調部の明るさが明るいほど、暗く見えること
になる。

【００７３】こうしたことから、前記非変調部を全体の
明るさに寄与させるように構成される反射型ＬＣＤにお
ける実際に見た目に感じられるコントラスト比ＣＲＬを
（ａ）式のように定義し、評価に用いることにした。

【００７４】

【数１】

【００７５】暗状態では輝度計の測定径を画素の変調部
未満として行った。

【００７６】液晶層への印加電圧が４ＶとなるようＭＩ
Ｍ素子を用いて全面（全画素）に電圧を印加した反射率
は８０％と極めて高い値であり、また、液晶層への印加
電圧が０Ｖと４ＶとなるようＭＩＭ素子を用いて全面
（全画素）に電圧を印加してコントラスト比を測定した
ところ、表に示すように１３：１と極めて高い値であっ
た。

【００７７】さらに、本実施例の液晶表示素子の明表示
の色味を色彩輝度計で測定した。まず、変調部のみを測
定したところ、色度がｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５
となり、若干緑色を呈している。これは、液晶層中の２
色性染料である黒色染料の分光特性によるものである。
続いて、シアン色反射層を含めた表示領域の色味を測定
したところ、ｘ＝０．３１０、ｙ＝０．３１３となり、
無彩色であった。すなわち、変調部のみの表示の緑色に
対して、非変調部の反射層のシアン色が補色の関係にあ
るために、これらが相補い、表示領域全体からの反射光
が白色に近い分光特性をもったものである。

【００７８】（比較例１）実施例１において有彩白色系
反射層の無い構造の液晶表示素子を作成した。構造上は
有彩白色系反射層を設けないこと以外同一とし、材料、
製法も実施例１同様にして作成した。実施例１同様にし
て反射率及びコントラスト比を測定したところ、反射率
は６０％と実施例１と比較して著しく低い値であった。
また、コントラスト比も９：１であり、実施例１の本発
明の液晶表示素子は有彩白色系反射層を設けても十分な
値を得ていることがわかった。

【００７９】さらに、実施例１と同様にこの液晶表示素
子の明表示の色味を色彩輝度計で測定した。その全体の
色味はｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５と実施例１の変
調部のみの反射特性と変わらず、若干緑色に色付いてい
るのが観察された。

【００８０】（実施例２）図１１および図１２に本実施
例のカラーフィルターを有するＭＩＭスイッチング素子
をもつアクティブマトリクス液晶表示素子を示す。

【００８１】０．７ｍｍ厚のガラス基板１１、１２を２
枚用い、一方の下基板１２に図１１（ａ）、（ｂ）に示
すようなＭＩＭ素子１８付き基板を作成した。図１１
（ａ）は一画素の電極形状を示し、１８０μｍ×１８０
μｍの一画素領域にイエロー用の電極１４Y 、マゼンタ
用の電極１４M 、シアン用の電極１４C が配置される。
図１１（ｂ）は有効表示領域１２2 の形状を示してい
る。画素数は４８０（×３）×３２０である。この基板
１２は観察側基板の対向基板として用いる。本実施例で
は、いずれのパターンもリフトオフ法は用いず、各々レ
ジストを剥離しておこなった。

【００８２】しかる後、観察側基板１１として、図１１
（ｃ）、（ｄ）に示すカラーフィルター付き基板を作成
した。図１１（ｃ）、（ｄ）に示すようなイエロー２７
Y 、マゼンタ２７M 、シアン２７C の３着色層からなる
カラーフィルター２７付き基板を用い、この基板全面に
ＩＴＯ膜を膜厚２０００Ａにて成膜した。カラーフィル
ターの膜厚はいずれも１８０００Ａである。しかる後、
レジスト材料としてポジ型のレジスト材料（ＯＦＰＲ−
５０００、（株）東京応化製）を全面に塗布し、６０
℃、３０分の仮焼成を施した後、図１１（ｃ）に図示す
る形状のＩＴＯ膜１３にパターン形成できるようにマス
クを用いて露光し、ＮＭＤ３溶液（（株）東京応化製）
で現像し、図１１（ｃ）のＩＴＯ膜１３の上にのみ前記
レジストが被覆した構成とした後、塩酸・硝酸水溶液
（混合比塩酸１０・硝酸１・水１０）でエッチングを行
った。しかる後、前記レジストを図１１（ｄ）に示す有
効表示領域全面にＴｉＯ2 を分散したレジスト材料（Ｔ
ｉＯ2 分散液、（株）日本合成ゴム製）にシアン色の顔
料（ピグメントバイオレット２３＝Ｃ34Ｈ8 Ｃｌ2 Ｎ4
Ｏ2 ）を０．０１ｗｔ％添加したものを、膜厚２０００
０Ａと成るように印刷し、１００℃で３０分仮焼成した
後、前記図１１（ｃ）のＩＴＯ膜１３ａの上にのみ被覆
したレジストをＳＴ１０溶液（（株）東京応化製）にて
剥離した。この結果、前記ＴｉＯ2 を分散したレジスト
材料は、有効表示領域内で図１１（ｃ）のＩＴＯ膜１３
以外の領域にのみパターン形成できた。しかる後、前記
ＴｉＯ2 を分散したレジスト材料を完全に硬化させる目
的で基板を１８０℃にて３０分焼成し、基板裏面から見
て、有効表示領域内のカラーフィルターの着色部以外の
領域に本本実施例の特徴であるシアン色がかった有彩白
色系反射層２０を形成できた。

【００８３】この基板の有効表示領域では、有彩白色系
反射層の膜厚もカラーフィルターの着色部の膜厚（カラ
ーフィルターの膜厚＋ＩＴＯの膜厚）もともに２０００
０Ａであり、表面の段差は生じていない。このように、
本実施例では、有彩白色系反射層はカラーフィルターの
着色部とそれ以外の領域間の段差を解消する構成となっ
ている。

【００８４】こうして得られた２枚の基板を図１２のよ
うに実施例１同様の材料、製法にてセル化し、実施例１
同様の、材料、製法にて４分の１波長板３１、反射板３
０を貼付し、液晶表示素子を得た。

【００８５】こうして得られた本実施例の液晶表示素子
の反射率およびコントラスト比を実施例１同様の方法に
て測定したところ、反射率は、カラーフィルターでの吸
収があるにも拘らず５０％と極めて高い値であり、ま
た、コントラスト比を測定したところ、１２：１と極め
て高い値であった。

【００８６】さらに、本実施例の液晶表示素子の明表示
の色味を色彩輝度計で測定した。まず、変調部のみを測
定したところ、色度がｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５
となり、若干緑色を呈している。これは、液晶層中の２
色性染料である黒色染料の分光特性によるものである。
続いて、シアン色反射層を含めた表示領域の色味を測定
したところ、ｘ＝０．３１０１、ｙ＝０．３１０１とな
り、ほぼ完全な無彩色であった。

【００８７】（比較例２）実施例２において有彩白色系
反射層の無い構造の液晶表示素子を作成した。構造上は
有彩白色系反射層を設けないこと以外同一とし、材料、
製法も実施例２と同様にして作製した。実施例１同様に
して反射率及びコントラスト比を測定したところ、反射
率は２５％と実施例２と比較して著しく低い値であっ
た。また、コントラスト比も６：１であり、実施例２の
本発明の液晶表示素子は有彩白色系反射層を設けても十
分な値を得ていることがわかった。

【００８８】さらに、実施例２と同様にこの液晶表示素
子の明表示の色味を色彩輝度計で測定した。その全体の
色味はｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５と実施例２の変
調部のみの反射特性同様に、若干緑色に色付いているの
が観察された。

【００８９】（実施例３）図１３に本実施例の液晶表示
素子を示す。

【００９０】０．７ｍｍ厚のガラス基板を２枚用い、一
方の基板１１に図１３（ａ）、（ｂ）に示すようなＴＦ
Ｔ１８付き基板を作成した。図１３（ａ）は一画素の電
極形状を示し、図１３（ｂ）は有効表示領域の形状を示
す。一画素は１８０μｍ×１８０μｍ、画素数は４８０
×３２０である。この基板１１は観察側基板として用い
る。まず、図７（ａ）に示すと同様に基板１１上にＴＦ
Ｔスイッチング素子１８を形成し、しかる後、基板全面
にＩＴＯ膜を膜厚２０００Ａにて成膜し、レジスト材料
としてポジ型のレジスト材料：ＯＦＰＲ−５０００
（（株）東京応化製）を全面に塗布し、６０℃３０分の
仮焼成を施した後、図示する正方形形状にパターン形成
できるようにマスクを用いて露光し、ＮＭＤ３溶液
（（株）東京応化製）で現像し、電極として残すＩＴＯ
膜１３の上にのみ前記レジストが被覆した構成とした
後、塩酸・硝酸水溶液（混合比塩酸１０・硝酸１・水１
０）でエッチングを行った。しかる後、前記レジストを
剥離せずに、図１３（ｂ）に示す基板１１の有効表示領
域１１3 全面にＴｉＯ2 を分散したレジスト材料（Ｔｉ
Ｏ2 分散液：（株）日本合成ゴム製）に実施例１と同様
にシアン色の顔料（ピグメントバイオレット２３＝Ｃ34
Ｈ8 Ｃｌ2 Ｎ4 Ｏ2 ）を０．０１ｗｔ％添加したものを
膜厚２０００Ａと成るように印刷し、１００℃で３０分
仮焼成した後、前記図１３（ａ）のＩＴＯ膜１３の上に
のみ被覆したレジストをＳＴ１０溶液（（株）東京応化
製）にて剥離した。この結果、前記ＴｉＯ2 を分散した
レジスト材料は、有効表示領域１１3 内で図１３（ａ）
のＩＴＯ膜１３以外の領域にのみパターン形成できた。
しかる後、前記ＴｉＯ2 を分散したレジスト材料を完全
に硬化させる目的で基板を１８０℃にて３０分焼成し、
基板裏面から見て、有効表示領域内の画素電極（図１３
（ａ）のＩＴＯ膜１３）および配線部（ゲート線、信号
線）２２、ＴＦＴ素子１８以外のスペース領域に本実施
例の特徴である明度の高いシアン色の白色系反射層２０
を形成できた。

【００９１】さらに、対向基板としてＩＴＯベタ電極を
有する基板（図示せず）を用い、配向膜としてＡＬー１
０５１（（株）日本合成ゴム製）を有効表示領域に印
刷、焼成し、対向する基板間で向きが１８０゜逆となる
方向にラビングして、しかる後、観察側基板に基板間隙
材として粒径８μｍのミクロパールＳＰ（（株）積水フ
ァインケミカル製）を散布密度１００／ｍｍ²にて散布
し、対向基板の有効表示領域周辺に５ｍｍ幅の開口部を
設けた周辺シールパターンをスクリーン印刷法にて形成
した。ここで用いたシール材料は１液性エポキシ樹脂で
あるＸＮー２１（三井東圧化学（株）製）である。

【００９２】しかる後、前記２枚の基板を電極面が対向
するようにして重ね合わせて、基板間隙が前記基板間隙
材の粒径と等しくなるよう加圧しながら１８０℃で２時
間焼成し、本発明の液晶表示素子に用いる空セルを得
た。しかる後、前記空セルに液晶材料として正の誘電異
方性を示すネマティック液晶材料（ＺＬＩー２２９３、
（株）メルクジャパン製）に、カイラル材（Ｓ１０１
１、（株）メルクジャパン製）を２ｗｔ％と、黒色の染
料（ＬＡ１０３／４、（株）三菱化成製）を２．０ｗｔ
％添加したものを減圧注入法にて注入し、前記周辺シー
ルパターンの開口部を紫外線硬化樹脂ＵＶ−１０００
（（株）ソニーケミカル製）にて封止し、本実施例の液
晶表示素子に用いる液晶セルを得た。本実施例にて作成
した液晶表示素子は、ＰＣ−ＧＨ型ＬＣＤであり、用い
た液晶材料のヘリカルピッチは１．４μｍに設定（前記
カイラル材の添加量で制御）してある。ヘリカルピッチ
が液晶層厚（設定８μｍ）より、十分に短いため、螺旋
軸は法線方向からずれ、電圧を印加していない状態では
実用的に染料分子の方位がランダムとなり、十分な光吸
収効果（暗状態を得る効果）が得られる。

【００９３】こうして得られた液晶セルの対向基板外面
に実施例１同様、Ｍタイプ拡散反射板（（株）日東電工
製）を貼り、本実施例の液晶表示素子を得た。

【００９４】この液晶表示素子の反射率及びコントラス
ト比を実施例１同様の方法にて測定したところ、液晶層
への印加電圧が１４ＶとなるようＴＦＴ素子を用いて全
面（全画素）に電圧を印加して反射率は８０％と極めて
高い値であり、また、液晶層への印加電圧が０Ｖと１４
ＶとなるようＴＦＴ素子を用いて全面（全画素）に電圧
を印加してコントラスト比を測定したところ、１５：１
と極めて高い値であった。ここで、コントラスト比が実
施例１より、さらに高くなったのはスイッチング素子と
してＴＦＴ素子を用いていることによるもので、本発明
の作用とともに効果を高める。

【００９５】さらに、本実施例の液晶表示素子の明表示
の色味を色彩輝度計で測定した。まず、変調部のみを測
定したところ、色度がｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５
となり、若干緑色を呈している。これは、液晶層中の２
色性染料である黒色染料の分光特性によるものである。
続いて、シアン色反射層を含めた表示領域の色味を測定
したところ、ｘ＝０．３１０１、ｙ＝０．３１０１とな
り、ほぼ完全な無彩色であった。

【００９６】（実施例４）実施例３において、有彩白色
系反射層を形成する白色顔料に用いる顔料として、Ｍｇ
Ｏを用いる以外、実施例３と同じ材料、製法、構成にて
本発明の液晶表示素子を作成した。

【００９７】実施例３同様、駆動電圧１４Ｖにて、反射
率およびコントラスト比を実施例１同様の方法にて測定
したところ、反射率は７８％と極めて高い値であり、コ
ントラスト比を測定したところ、１５：１と極めて高い
値であった。

【００９８】さらに、本実施例の液晶表示素子の明表示
の色味を色彩輝度計で測定した。まず、変調部のみを測
定したところ、色度がｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５
となり、若干緑色を呈している。これは、液晶層中の２
色性色素である黒色染料の分光特性によるものである。
続いて、シアン色反射層を含めた表示領域の色味を測定
したところ、ｘ＝０．３１０１、ｙ＝０．３１０１とな
り、ほぼ完全な無彩色であった。

【００９９】（実施例５）図１４乃至図１５に本実施例
の数字等のキャラクター表示用液晶表示素子を示す。

【０１００】２枚の０．７ｍｍ厚のガラス基板１１、１
２を用い、図１４（ａ）にセグメント電極パターン１４
を形成した対向基板１２、図１４（ｂ）にＩＴＯ膜の電
極パターン１３を形成した観察側基板１１を示す。これ
ら基板の電極面に、図１５に示すように配向膜１６、１
７として、ＡＬ−１０５１（（株）日本合成ゴム製）を
有効表示領域に印刷、焼成し、図１４（ａ）、（ｂ）に
図示する矢印方向ｒ1、ｒ2 （互いに対向する基板間で
向きが１８０゜逆となる方向）にラビングして、しかる
後、観察側基板１１に基板間隙材として粒径２．５μｍ
の間隙剤（ミクロパールＳＰ、（株）積水ファインケミ
カル製）を散布密度１００／ｍｍ²にて散布し、対向基
板１２の有効表示領域周辺に５ｍｍ幅の開口部を設けた
周辺シールパターンをスクリーン印刷法にて形成した。
ここで用いたシール材料２８は１液性エポキシ樹脂（Ｘ
Ｎ−２１、三井東圧化学（株）製）である。

【０１０１】しかる後、図１４（ｃ）のように、前記２
枚の基板１１、１２を電極面が対向するようにして重ね
合わせて、基板間隙が前記基板間隙材の粒径と等しくな
るよう加圧しながら１８０℃で２時間焼成し、本実施例
の液晶表示素子に用いる空セルを得た。次に、前記空セ
ルに液晶材料として正の誘電異方性を示すネマティック
液晶材料（ＺＬＩ−２２９３、（株）メルクジャパン
製）を液晶組成物１５として減圧注入法にて注入し、前
記周辺シールパターンの開口部を紫外線硬化樹脂（ＵＶ
−１０００、（株）ソニーケミカル製）にて封止し、本
実施例の液晶表示素子に用いる液晶セルを得た。

【０１０２】しかる後、図１５に示す構造となるよう偏
光板３２としてＬＬＣ２９８−１８ＳＦ（（株）サンリ
ッツ製）を、観察側基板１１外面に前記ラビング方向と
４５゜の角度をなす方向に吸収軸が来るように張り付
け、反射板３０としてＭタイプ拡散反射板（（株）日東
電工製）を対向基板１２外面に張り付け、しかる後、前
記偏光板３２表面に、ＴｉＯ2 を分散したレジスト材料
（ＴｉＯ2 分散液：（株）日本合成ゴム製）に、青色の
顔料（ピグメントブルー１７：１＝Ｃ32Ｈ14Ｎ8Ｏ6 Ｃ
ｕＢａ）を０．０１ｗｔ％添加したものを図１４（ｃ）
の符号２０で示すパターンでセグメント電極が見える開
口窓を形成して膜厚２０００Ａとなるように印刷し、７
０℃で１２０分焼成し、平面的にみて非変調部である領
域で、断面的に見て前記偏光板表面に水色の白色系反射
層２０を形成し、本実施例の液晶表示素子を得た。

【０１０３】本実施例は画素単位の表示パターンではな
いため、変調部と非変調部を一つの表示単位とみなして
観察することはできないので、変調部と非変調部を合わ
せたコントラスト比は議論の価値がない。よって、本実
施例では、実施例１と同様の方法にて反射率のみを測定
した。電圧を印加しない状態では、反射率５０％と偏光
板を用いているにも拘らず極めて高い値であった。ま
た、５Ｖの電圧を印加して変調部を暗状態としたとこ
ろ、極めて視認性の良い表示であった。

【０１０４】さらにこのようにして得られた液晶表示素
子の明表示のみを色彩輝度計で測定した。まず、セグメ
ント電極領域である変調部のみを測定したところ、色度
ｘ＝０．３５０、ｙ＝０．３５０と若干黄色味に色づい
ていた。これは、同表示素子の表示モードがＥＣＢモー
ドの複屈折効果に因るものである。しかる後、前記水色
の反射層を含めた全体の色味を測定したところ、ｘ＝
０．３１０１、ｙ＝０．３１０１となり、ほぼ完全な無
彩色の色味であった。これは、変調部の黄色味と非変調
部の水色がほぼ補色の関係にあり、相補的に働くためで
ある。

【０１０５】（実施例６）図１６に本実施例の液晶表示
素子を示す。実施例１に用いた２枚の電極付き基板１
１、１２を用いた。観察側基板１１の電極１３周囲には
シアン色反射層２０を有している。次に電極１３、１４
面に配向膜（ＡＬ−１０５１、（株）日本合成ゴム製）
１６、１７を有効表示領域に印刷、焼成し、２枚の基板
１１、１２を電極面が対向するよう重ね合わせたときラ
ビング方向が９０゜の角度をなすようにラビングして、
しかる後、観察側基板に基板間隙材として粒径４．５μ
ｍのミクロパールＳＰ（（株）積水ファインケミカル
製）を散布密度１００／ｍｍ²にて散布し、対向基板の
有効表示領域周辺に５ｍｍ幅の開口部を設けた周辺シー
ルパターンをスクリーン印刷法にて形成した。ここで用
いたシール材料は１液性エポキシ樹脂ＸＮ−２１（三井
東圧化学（株）製）である。

【０１０６】しかる後、前記２枚の基板を電極面が対向
するようにして重ね合わせて、基板間隙が前記基板間隙
材の粒径と等しくなるよう加圧しながら１８０℃で２時
間焼成し、本発明の液晶表示素子に用いる空セルを得
た。しかる後、前記空セルに液晶材料として正の誘電異
方性を示すネマティック液晶材料ＺＬＩ−２２９３
（（株）メルクジャパン製）を液晶組成物層１５として
減圧注入法にて注入し、前記周辺シールパターンの開口
部を紫外線硬化樹脂（ＵＶ−１０００、（株）ソニーケ
ミカル製）にて封止し、本実施例の液晶表示素子に用い
る液晶セルを得た。

【０１０７】しかる後、偏光板（ＬＬＣ２９８−１８Ｓ
Ｆ、（株）サンリッツ製）３２、３３を２枚の基板外面
に、吸収軸が前記ラビング方向と平行となるように張り
付け、反射板３０としてＭタイプ拡散反射板（（株）日
東電工製）を対向基板の偏光板外側に張り付け、本実施
例の液晶表示素子を得た。

【０１０８】実施例１同様、駆動電圧４Ｖにて、反射率
およびコントラスト比を実施例１同様の方法にて測定し
たところ、偏光板を２枚も用いているにも拘らず反射率
は４０％と極めて高い値であり、コントラスト比を測定
したところ、２２：１と極めて高い値であった。

【０１０９】さらにこのようにして得られた液晶表示素
子の明表示のみを色彩輝度計で測定した。まず、セグメ
ント電極領域である変調部のみを測定したところ、色度
ｘ＝０．２９７、ｙ＝０．３６３と若干緑色味に色づい
ていた。これは、同表示素子の表示モードがＴＮモード
の透過率を最も高くするように光学設計をしたためであ
り、前述の条件での製作によりこのような色付きが生じ
たことによる。しかる後、前記シアン色の反射層を含め
た全体の色味を測定したところ、ｘ＝０．３１０２、ｙ
＝０．３１００しなり、ほぼ完全な無彩色の色味であっ
た。

【０１１０】（実施例７）図１７に示すように、０．７
ｍｍ厚のガラス基板１１、１２を２枚用い、一方の基板
１２に図７（ａ）、（ｂ）に示すようなＭＩＭ素子付き
基板を作成した。この基板１２は図７（ａ）の基板と異
なり観察側基板の対向基板として用いる。すなわち、本
実施例は図７に示す実施例１の構成で、セルの逆の面を
観察側とするものである。

【０１１１】観察側基板１１として、図７（ｃ）、
（ｄ）に示すＩＴＯストライプパターン電極基板基板を
作成した。本実施例では、いずれのパターンもリフトオ
フ法は用いず、各々レジストを剥離しておこなった。

【０１１２】しかる後、前記図７（ｃ）、（ｄ）に示す
ＩＴＯストライプパターン電極基板表面に図７（ｄ）に
示す有効表示領域全面にＴｉＯ2 を分散したレジスト材
料（ＴｉＯ2 分散液：（株）日本合成ゴム製）にシアン
色の顔料（ピグメントバイオレット２３＝Ｃ34Ｈ8 Ｃｌ
2 Ｎ4 Ｏ2 ）を０．０１ｗｔ％添加したものを、膜厚２
０００Ａとなるように印刷し、６０℃３０分の仮焼成を
施した後、対向基板１２の画素電極１４（図７（ａ）の
ＩＴＯ膜１３）以外の領域が対向する図７（ｃ）の観察
基板の該当領域にパターン形成できるよう（すなわち非
変調部Ｂにのみパターン形成できるよう）マスクを用い
て露光し、ＮＭＤ３溶液（（株）東京応化製）で現像
し、観察側基板の非変調部全域に本発明のシアン色反射
層２０を形成した。

【０１１３】こうして得られた２枚の基板を用い、実施
例１と同様の材料、製法にて液晶セルを作成し、図１７
に示すような構成となるように実施例１と同様の材料
（４分の１波長板３１、反射板３０）を対向基板１２外
面に貼付し、本実施例の液晶表示素子を得た。

【０１１４】本実施例は実施例１と比較してシアン色反
射層２０のパターン形成にリフトオフ法を用いず、フォ
トリソグラフィー法を用いている。製造プロセスは増加
するが、シアン色反射層を非変調部全域に容易に設ける
ことができ、さらなる反射率の向上が期待できるもので
ある。

【０１１５】実施例１同様、駆動電圧４Ｖにて、反射率
及びコントラスト比を実施例１同様の方法にて測定した
ところ、反射率は８５％と実施例１以上に極めて高い値
であり、コントラスト比を測定したところ、１４：１と
極めて高い値であった。

【０１１６】さらにこのようにして得られた液晶表示素
子の明表示のみを色彩輝度計で測定した。まず、変調部
のみを測定したところ、色度ｘ＝０．２９５、ｙ＝０．
３６５と若干緑色味に色づいていた。これは、同表示素
子の液晶層中の２色性の黒色染料の分光特性によるもの
である。さらに、前記シアン色の反射層を含めた全体の
色味を測定したところ、ｘ＝０．３１０１、ｙ＝０．３
１０１しなり、ほぼ完全な無彩色の色味であった。

【０１１７】（実施例８）図１８において、（ａ）は対
向基板１２、（ｂ）は観測側基板１１、図１９はセル断
面を示す。

【０１１８】対向基板１２はＭＩＭ素子１８を有するＩ
ＴＯ画素電極１４をマトリクス配列したもので、上下に
配列された画素電極１４間には行方向に延長された配線
２２があり、全面を配向膜１７で被覆されている。

【０１１９】観察側基板１１はＩＴＯででき列方向に延
長された複数のストライプ電極１３を有し、各ストライ
プ電極１３を隔てる間隙に有彩白色系反射層２０が形成
される。この有彩白色系反射層２０は基板間隙材を兼ね
ており、液晶組成物１５の層厚をきめる厚さを有してい
る。さらに、この上に基板全面にわたり配向膜１６が被
着される。

【０１２０】有彩白色系反射層２０の形成は、ストライ
プ電極１３を形成した基板１１の上に、ＴｉＯ2 を分散
したレジスト材料（ＴｉＯ2 分散液：（株）日本合成ゴ
ム製）にシアン色の顔料（ピグメントバイオレット２３
＝Ｃ34Ｈ8 Ｃｌ2 Ｎ4 Ｏ2 ）を０．０１ｗｔ％添加した
ものを、膜厚５μｍとなるように印刷し、６０℃３０分
の仮焼成を施した後、図１８（ｂ）に示す、部分的に切
れた棒状パターン形状となるようマスクを用いて露光
し、ＮＭＤ３溶液（（株）東京応化製）で現像し、１５
０℃１２０分の焼成を行い、観察側基板の非変調部の一
部に基板間隙材の機能を有する本実施例のシアン色の白
色系反射層２０を形成した。

【０１２１】こうして得られた２枚の基板を用い、実施
例１と同様の材料、製法にて液晶セルを作成し、図１９
に示すような構成となるように実施例１と同様の材料
（４分の１波長板３１、反射板３０）を対向基板外面に
張り付け、本実施例の液晶表示素子を得た。

【０１２２】実施例１同様、駆動電圧４Ｖにて、反射率
及びコントラスト比を実施例１同様の方法にて測定した
ところ、反射率は４５％と高い値であり、コントラスト
比を測定したところ、１０：１と極めて高い値であっ
た。

【０１２３】また、液晶層厚を干渉膜厚計で測定したと
ころ、セル全面のばらつきは±０．０５μｍと殆ど均一
なセル厚となっていることがわかった。

【０１２４】さらにこの液晶表示素子の明表示のみを色
彩輝度計で測定した。まず、変調部のみを測定したとこ
ろ、色度ｘ＝０．２９５、ｙ＝０．３６５と若干緑色味
に色づいていた。これは、同表示素子の液晶層中の２色
性の黒色染料の分光特性によるものである。さらに、前
記シアン色の反射層を含めた全体の色味を測定したとこ
ろ、ｘ＝０．３１０１、ｙ＝０．３１０１しなり、ほぼ
完全な無彩色の色味であった。

【０１２５】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は暗状態において
非変調部が有彩白色系反射層になっていることにより、
変調部の暗さ、黒さは際立って見え、さらに明状態にお
いても非変調部が有彩白色系反射層となっていることに
より、明るさが向上し、しかも、表示面全体を無彩色ま
たはそれに近い色調にすることができ、実際に見た目に
感じられるコントラスト比が顕著に高く明るい、かつ観
察者の目の刺激を緩和する反射型液晶表示素子が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の一構成例を説明する断
面図

【図２】本発明の液晶表示素子の他の構成例を説明する
平面図

【図３】本発明の液晶表示素子の変調部と非変調部の一
例を説明する平面図

【図４】本発明の液晶表示素子の他の構成例を説明する
平面図

【図５】本発明の液晶表示素子の製造方法を説明する工
程図

【図６】本発明の液晶表示素子の他の構成例を説明する
断面図

【図７】本発明の実施例１の基板の電極構造を説明する
もので、（ａ）、（ｂ）は観察側基板、（ｃ）、（ｄ）
は対向基板の平面図

【図８】本発明の実施例１の素子を説明する断面図

【図９】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例の液晶表示素
子の表示原理を説明する略図

【図１０】液晶表示素子の反射率の測定系を説明する線
図

【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明の
実施例２に用いた基板の電極構造およびカラーフィルタ
ーの平面構造を説明する平面図

【図１２】本発明の実施例２の素子を説明する断面図

【図１３】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例３に用いた
基板を説明する平面図

【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施例５
に用いた基板の電極を説明する平面図

【図１５】本発明の実施例５の素子を説明する断面図

【図１６】本発明の実施例６の素子を説明する断面図

【図１７】本発明の実施例７の素子を説明する断面図

【図１８】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例８の基板の
電極を説明する平面図

【図１９】本発明の実施例８の素子を説明する断面図

【図２０】従来技術の偏光板２枚反射型ＴＮ−ＬＣＤを
説明する断面図

【図２１】従来技術の偏光板１枚反射型ＥＣＢ−ＬＣＤ
を説明する断面図

【図２２】従来技術の反射型ＧＨ−ＰＣ−ＬＣＤを説明
する断面図

【図２３】従来技術の反射型ＧＨ−ＨＯＭＯ−ＬＣＤを
説明する断面図

【図２４】従来技術の２層型反射型ＧＨ−ＨＯＭＯ−Ｌ
ＣＤを説明する断面図

【図２５】従来技術の４分の１波長板を用いた反射型Ｇ
Ｈ−ＨＯＭＯ−ＬＣＤを説明する断面図

【符号の説明】

１１…上基板１２…下基板１３…透明電極１４…画素電極１５…液晶組成物１８…ＭＩＭスイッチング素子２０…有彩白色系反射層３０…反射板Ａ…変調部Ｂ…非変調部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者二ノ宮利博神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察側と対向側に配置される２枚の電極
付き基板間に液晶組成物が挟持され、前記電極により前
記液晶組成物が応答し、入射する光の反射量を変調する
変調部と、この変調部以外の非変調部とを有する反射型
液晶表示素子において、前記基板の非変調部の少なくと
も一領域に、有彩白色系反射層を設けたことを特徴とす
る反射型液晶表示素子。
【請求項２】観察側と対向側に配置される２枚の電極
付き基板間に液晶組成物が挟持され、前記電極により前
記液晶組成物が応答し、入射する光の反射量を変調する
変調部と、この変調部以外の非変調部とを有する反射型
液晶表示素子において、前記基板の非変調部の少なくと
も一領域に、前記変調部の表示色と補色の関係にある有
彩白色系反射層を設けたことを特徴とする反射型液晶表
示素子。
【請求項３】有彩白色系反射層が白色顔料と有彩色素
とを分散したレジスト材料からなることを特徴とする請
求項１または２に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項４】有彩色白色系反射層を観察側の基板内面に
設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の反射
型液晶表示素子。
【請求項５】２枚の電極付き基板間に液晶組成物が挟
持されてなる反射型液晶表示素子において、一方の基板
がマトリクス状に配列した複数の画素電極と、これら電
極間に配置された配線とを有しており、有彩白色系反射
層が前記画素電極および配線以外の基板内面領域に設け
られていることを特徴とする反射型液晶表示素子。
【請求項６】少なくとも一方の基板にカラーフィルタ
ーを設けており、前記カラーフィルターの着色層以外の
基板内面に有彩白色系反射層を設けたことを特徴とする
請求項１または２に記載の液晶表示素子。
【請求項７】液晶組成物が２色性色素を添加されてい
ることを特徴とする請求項１、２または５に記載の反射
型液晶表示素子。
【請求項８】液晶組成物が正の誘電異方性を示すネマ
ティック液晶に黒色色素が添加されたものであり基板間
でホモジニアス配向されており、対向基板側に４分の１
波長板と反射板が設けられてなることを特徴とする請求
項７に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項９】有彩白色系顔料がＴｉＯ2 を主成分と
し、これにシアン色素が添加されたものからなることを
特徴とする請求項８に記載の反射型液晶表示素子。