JPH09101519A - 反射型液晶表示素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の利用効率が高く、コントラスト比の高い
明るい反射型液晶表示素子を得る。 【解決手段】 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
調部の領域に相互に屈折率の異なる２種の透明媒体から
なるエマルジョンを固化した乳濁白色反射層２０を設け
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、反射型液晶表示素
子およびその製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子（以下ＬＣＤと略称）はワ
ードプロセッサ，パーソナルコンピュータ，投影形Ｔ
Ｖ，小型ＴＶ等に広く利用されている。

【０００３】近年、バックライト不要の反射型ＬＣＤが
注目されている。反射型ＬＣＤは、ＯＡ機器等の表示に
おいてバックライトを必要としないため、消費電力の低
減が実現でき、携帯用に適している。反射型ＬＣＤは、
外光の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。

【０００４】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。

【０００５】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、反射率は著しく低い。

【０００６】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。

【０００７】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
い分明るくなる。また、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。

【０００８】また、図２５に示す反射型ＬＣＤは図２３
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。

【０００９】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る。

【００１０】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。

【００１１】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が変調する
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。

【００１２】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ゼロにし、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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【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、ディスプレーとして用いる場合、
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。本発明はこれら問題点を解決
し、ノーマリーブラックモード、ノーマリーホワイトモ
ードに関することなく、全体の反射率を高くする新規な
反射型液晶表示素子の構造及びその製造方法を得ること
を目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した問題
点を解決する手段として、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、乳濁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。

【００１７】さらに、乳濁反射層を観察側の基板内面に
設けたことを特徴とする上記反射型液晶表示素子を得る
ものである。

【００１８】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、乳濁反射
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。

【００１９】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
以外の基板内面に乳濁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。

【００２０】さらに、液晶組成物が２色性染料を添加さ
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。

【００２１】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染料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反射型液晶表示
素子を得るものである。

【００２２】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し、
前記いずれか一方の基板内面の変調部以外の少なくとも
一部の領域に、白色反射層を設けてなる反射型液晶表示
素子の製造方法において、前記白色反射層を、屈折率が
異なる少なくとも２種の透明媒体からなるエマルジョン
であって、かつ前記透明媒体のうち少なくとも１つの透
明媒体が感光性樹脂からなり、前記エマルジョンを前記
基板面に被着し、紫外線を選択的に照射することにより
前記感光性樹脂を架橋させパターンとして形成すること
を特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法を得るもの
である。

【００２３】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し、
前記いずれか一方の基板内面の変調部以外の少なくとも
一部の領域に、白色反射層を設けてなる反射型液晶表示
素子の製造方法において、前記白色反射層を、屈折率の
異なる少なくとも２種の透明媒体でなり、少なくとも１
つが感光性樹脂である層を基板に被着し、紫外線照射に
より前記感光性樹脂を層から析出させ架橋させることに
より形成することを特徴とする反射型液晶表示素子の製
造方法を得るものである。

【００２４】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。

【００２５】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、乳濁層からなる白色反射層を設けた
ことを特徴とする。

【００２６】乳濁層は２種以上の透明媒体のエマルジョ
ンを固化した層であり、例えば第１の媒体液に第２の媒
体をコロイド状や微粒子状に分散させたエマルジョンを
基板面にスピンコート法などで被着し、第１の媒体を固
化して成層する。第１の媒体に感光性樹脂を用いると、
紫外線露光により、露光部のみを選択的に架橋すること
ができるので、任意のパターンの乳濁層を得ることがで
きる。

【００２７】これらの媒体に互いに屈折率の異なる透明
物質を用いると、乳濁層中で媒体間の界面で入射光が乱
反射するために、視感上で白色反射と感じられる。

【００２８】発明者等は特願平６−２５１７７１号にお
いて、本発明に関連する反射層に白色顔料を用いた白色
反射層を開示したが、薄い層の場合、十分な反射が得に
くいことから、顔料の選択が制限されることがあり、こ
れに対して、本発明は界面の乱反射を利用するものであ
るため、多くの材料を利用することができる。両媒体を
固体とし、微粒子分散した媒体の屈折率を他よりも高い
ものとするのが普通である。さらに、例えば微粒子を構
成する媒体に液体を用いることも可能である。また、多
少の色付きがあっても、白色反射層と同等の効果が得ら
れる程度に明るいものであれば、白色反射層に含まれる
ものである。

【００２９】図１は、非変調部の一部または全部の領域
に乳濁白色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は内面に乳濁
白色反射層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１６、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。

【００３０】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。白色反射層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。白色反
射層２０は、例えば乳濁白色反射層であり、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白色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。

【００３１】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白色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、前記白色反射層を設けな
い場合と比較して著しく向上する。

【００３２】白色反射層は、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白色反射層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
に白色反射層２０を設けることが望ましい。

【００３３】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白色反
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）に及
ぶ必要はなく、前記白色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。

【００３４】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、前記白色反射層は、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。

【００３５】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
の基板に白色反射層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、前記配線の下層に白
色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、白色反射層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、白色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、前記白色反射層２０を設けた構造とす
ると、配線のパターン形成工程での白色反射層材料への
耐性を必要としなくなる。

【００３６】また、本発明に用いる白色反射層は、強い
拡散反射が得られるものであれば、同様な効果が得られ
ることは言うまでもない。こうした、強い拡散反射が得
られる材料として高屈折率透明媒体を分散したホトレジ
スト材料を用いれば、前記白色反射層のパターン形成工
程において、前記白色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。

【００３７】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
前記白色反射層を設ければ、前記着色層の層厚により生
じる表面段差を、前記白色反射層で解消することが可能
となる。また、白色反射層を白色顔料を分散したレジス
ト材料にて形成する場合、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白色反射層を設けるこ
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。

【００３８】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。

【００３９】前述したように従来の図２４、２５に示し
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
部に白色反射層を設けると全体の反射率は著しく向上す
る。

【００４０】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
に白色反射層２０を設けているが、この白色反射層２０
付き基板１１を図５に示す製法で作成する。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】工程（Ｖ） 基板全面に微粒子を分散した
感光性樹脂のレジスト膜２０ａを塗布により被着する。

【００４６】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に白色反射層２０が形成され
る。

【００４７】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、白
色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
たレジスト上の白色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
白色反射層をパターン形成することができる。

【００４８】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
いて前記白色反射層を形成すれば白色反射層のパターン
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、前記白色
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
の全域に白色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。

【００４９】また、図６に示すように、本発明に用いる
白色反射層２０をセル内面に形成し、前記白色反射層の
層厚を所望の液晶組成物１５の層厚とすれば、前記白色
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。

【００５０】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、白色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。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を用いて詳細に説明する。

【００５２】（実施形態１）図７乃至図１０に本実施形
態の液晶表示素子を示す。

【００５３】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。

【００５４】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の位置に白色
反射層２０が形成される。

【００５５】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。

【００５６】本実施形態構造の製造方法は、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 全面にエマルジョン白色反射層を
膜厚２０００Ａとなるように印刷し、１００℃で３０分
仮焼成した後、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白色
反射層２０を形成できた。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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、本実施形態の液晶表示素子
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Ｚ
ＬＩ−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、本実施形態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形態の液晶
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。

【００６０】本実施形態の液晶表示素子は構造として、
観察側基板１１のスペース部に白色反射層２０を有す
る。

【００６１】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。

【００６２】さて、以上により得られた本実施形態の液
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。

【００６３】結果を下表に示す（以下の実施形態につい
ても同様）。

【００６４】

【表１】

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】

【数１】

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】（比較例１）実施形態１において白色反射
層の無い構造の液晶表示素子を作成した。構造上は白色
反射層を設けないこと以外同一とし、材料、製法も実施
形態１同様にして作成した。実施形態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
％と実施形態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、実施形態１の本発
明の液晶表示素子は白色反射層を設けても十分な値を得
ていることがわかった。

【００７１】（実施形態２）図１１および図１２に本実
施形態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。

【００７２】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。本実施形態
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。

【００７３】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
効表示領域全面にエマルジョン白色反射層を膜厚２００
００Ａ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１
３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
の領域に本発明の特徴である白色反射層２０を形成でき
た。

【００７４】この基板の有効表示領域では、白色反射層
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２００００Ａで
あり、表面の段差は生じていない。このように、本実施
形態では、白色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。

【００７５】こうして得られた２枚の基板を図１２のよ
うに実施形態１同様の材料、製法にてセル化し、実施形
態１同様の、材料、製法にて４分の１波長板３１、反射
板３０を貼付し、液晶表示素子を得た。

【００７６】こうして得られた本実施形態の液晶表示素
子の反射率およびコントラスト比を実施形態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。

【００７７】（比較例２）実施形態２において白色反射
層の無い構造の液晶表示素子を作成した。構造上は白色
反射層を設けないこと以外同一とし、材料、製法も実施
形態２同様にして作成した。実施形態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
％と実施形態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、実施形態２の本発
明の液晶表示素子は白色反射層を設けても十分な値を得
ていることがわかった。

【００７８】（実施形態３）図１３に本実施形態の液晶
表示素子を示す。

【００７９】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 全面にエマルジョン白色反射層を膜厚２０００
Ａ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Ｉ
ＴＯ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発明の特徴であ
る白色反射層２０を形成できた。

【００８０】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。

【００８１】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、本実施形態の
液晶表示素子に用いる液晶セルを得た。本実施形態にて
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。

【００８２】こうして得られた液晶セルの対向基板外面
に実施形態１同様、Ｍタイプ拡散反射板（（株）日東電
工製）を貼り、本実施形態の液晶表示素子を得た。

【００８３】この液晶表示素子の反射率及びコントラス
ト比を実施形態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１
４Ｖ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
実施形態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。

【００８４】（実施形態４）実施形態３において、白色
反射層としてＭｇＯを含める以外、実施形態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。

【００８５】実施形態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形態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。

【００８６】（比較例３）実施形態３において白色反射
層の無い構造の液晶表示素子を作成した。構造上は白色
反射層を設けないこと以外同一とし、材料、製法も実施
形態３同様にして作成した。実施形態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
％と実施形態３、４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１０：１であり、実施形態３、
４の本発明の液晶表示素子は白色反射層を設けても十分
な値を得ていることがわかった。

【００８７】（実施形態５）０．７ｍｍ厚のガラス基板
を２枚用い、一方の基板に図１３（ａ）、（ｂ）に示す
ようなＴＦＴ素子付き基板を作成した。この基板は観察
側基板の対向基板１１であり、画素数は４８０×３２０
である。また、観察側基板として、図７（ｃ）、（ｄ）
に示す白色反射層をパターン形成し、その上にＩＴＯベ
タ電極を形成した基板を作成した。対向基板の画素電極
１３は多結晶シリコンを半導体層とするＴＦＴのスイッ
チング素子１８を介して、電極間の非変調部すなわちス
ペースに配置されたゲート線やデータ線などの配線層２
２に接続されて、基板表示面の有効表示領域１１3 にマ
トリクス状に配置される。

【００８８】このスペースの配線を除く領域に、屈折率
が異なる２種以上の透明媒体からなるエマルジョンを固
化し、層状にした白色反射層２０を形成する。透明媒体
の１つは、感光性樹脂であり、また、透明媒体の他の物
質は高屈折率物質である。高屈折率物質を感光性樹脂に
混合してエマルジョンとしたものをすでに電極および配
線を施した基板１１上に塗布し、基板の裏面から紫外線
露光して現像し、電極および配線上のエマルジョン層を
除去してスペースに露出した基板面のみに形成する。形
成された白色反射層は紫外線硬化された樹脂内に高屈折
率物質分子が分散した層となっており、屈折率の差異に
より入射光が乱反射して視感的に無彩色の白色と認識す
る。

【００８９】観察側基板は、基板上全面にＩＴＯを成膜
することにより得ている。

【００９０】配向膜としてＡＬー１０５１（（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。

【００９１】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、本実施形態の
液晶表示素子に用いる液晶セルを得た。本実施形態にて
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。

【００９２】こうして得られた液晶セルの対向基板外面
に実施形態１同様、Ｍタイプ拡散反射板（（株）日東電
工製）を貼り、本実施形態の液晶表示素子を得た。

【００９３】（実施形態６）図１４および図１５に本実
施形態の数字等のキャラクター表示用液晶表示素子を示
す。

【００９４】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。

【００９５】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、本実施形
態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
実施形態の液晶表示素子に用いる液晶セルを得た。しか
る後、図１５に示す構造となるよう偏光板３２としてＬ
ＬＣ２９８−１８ＳＦ（（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、エマルジョン白色層を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、７０
℃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白色反射層２０を形
成し、本実施形態の液晶表示素子を得た。

【００９６】本実施形態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
実施形態では、実施形態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。

【００９７】（比較例４）実施形態６において、偏光板
上の白色反射層を設けず、他の構成は実施形態６同様の
液晶表示素子を実施形態６同様の条件、製法にて作成し
た。実施形態６同様反射率を評価したところ、電圧を印
加しない状態では、反射率３５％と実施形態６より著し
く低い値であった。

【００９８】（実施形態７）図１６に本実施形態の液晶
表示素子を示す。

【００９９】実施形態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
白色反射層２０を有している。次に電極１３、１４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４．５μｍ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。

【０１００】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、本実施形態の液晶表示素子に用
いる液晶セルを得た。しかる後、偏光板（ＬＬＣ２９８
−１８ＳＦ、（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、本実施形態の液晶表示素子を得た。

【０１０１】実施形態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形態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。

【０１０２】（比較例５）実施形態７において、セル内
面の白色反射層を設けず、他の構成は実施形態７同様の
液晶表示素子を実施形態７同様の条件、製法にて作成し
た。実施形態７同様、駆動電圧４Ｖにて、反射率及びコ
ントラスト比を実施形態１同様の方法にて測定したとこ
ろ、反射率は３０％と実施形態７より著しく低い値であ
り、コントラスト比を測定したところ、１５：１であ
り、実施形態７の本発明の液晶表示素子は白色反射層を
設けても十分な値を得ていることがわかった。

【０１０３】（実施形態８）図１７に示すように、０．
７ｍｍ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、
本実施形態は図７に示す実施形態１の構成で、セルの逆
の面を観察側とするものである。

【０１０４】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。本実施形態では、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。
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
領域全面にエマルジョン白色層を膜厚２０００Ａと成る
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、ＮＭ
Ｄ３溶液（（株）東京応化製）で現像し、観察側基板の
非変調部全域に本実施形態の白色反射層２０を形成し
た。こうして得られた２枚の基板を用い、実施形態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形態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、本実施形態の液晶表示素子を得た。

【０１０５】本実施形態は実施形態１と比較して白色反
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、白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。

【０１０６】実施形態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形態１同様の方法にて測定
したところ、反射率は８５％と実施形態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、１
４：１と極めて高い値であった。

【０１０７】（実施形態９）実施形態５に用いた観察側
基板を用い、対向基板として図１８（ａ）、（ｂ）に示
すようなＴＦＴ素子付き基板１２を作成した。

【０１０８】まず、ガラス基板１２の上にゲート配線２
２ａ、信号線配線２２ｂ、ＴＦＴ素子１８を形成し、し
かる後基板全面にＡｌを２０００Ａの膜厚にて成膜し、
表面を陽極酸化法にて酸化させてアルミナ層を形成した
後、図示の方形形状の画素電極１４となるように、Ａｌ
導電層３４およびアルミナ層３５をエッチングする。こ
のようにして画素電極１４ａがＡｌ導電層３４の上に白
色反射層３５が形成された構造を有する拡散反射板の機
能を持つ対向基板を得た。

【０１０９】こうして得られた２枚の基板を用い、実施
形態５と同様の材料、製法にて液晶セルを作成し、反射
板等を貼らないで本実施形態の液晶表示素子を得た。本
実施形態は本発明を反射板の機能をセル内面の画素電極
に設けた構造の液晶セルに適用した例であり、画素電極
に反射板の機能を設ける手間がかかるものの、光路的に
基板を１枚しか通過しないで反射板で反射できることか
ら反射板を対向基板外面に張り付ける他の構成より、反
射率の向上を達成することができるものである。

【０１１０】実施形態５同様、駆動電圧１４Ｖにて、反
射率及びコントラスト比を実施形態１同様の方法にて測
定したところ、反射率は９０％と実施形態５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、１
５：１と極めて高い値であった。

【０１１１】（比較例６）実施形態９において、セル内
面の白色反射層を設けず、他の構成は実施形態９同様の
液晶表示素子を実施形態９同様の条件、製法にて作成し
た。実施形態９同様、駆動電圧１４Ｖにて、反射率及び
コントラスト比を実施形態１同様の方法にて測定したと
ころ、反射率は７０％と実施形態９より著しく低い値で
あり、コントラスト比を測定したところ、１１：１であ
り、実施形態９の本発明の液晶表示素子は白色反射層を
設けても十分な値を得ていることがわかった。

【０１１２】（実施形態１０）図１９において、（ａ）
は対向基板１２、（ｂ）は観測側基板１１、（ｃ）はセ
ル断面を示す。

【０１１３】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。

【０１１４】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を隔てる間隙に白色反射層２０が形成され
る。この白色反射層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。

【０１１５】白色反射層２０の形成は、ストライプ電極
１３を形成した基板１１の上に、高屈折率物質の透明物
質を混合分散した、ホトレジスト材料を膜厚５μｍとな
るように印刷し、６０℃で３０分の仮焼成を施した後、
図１９（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、１５０℃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
機能を有する本発明の白色反射層２０を形成した。

【０１１６】こうして得られた２枚の基板を用い、実施
形態１と同様の材料、製法にて液晶セルを作成し、図１
９（ｃ）に示すような構成となるように実施形態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、本実施形態の液晶表示素子を得た。

【０１１７】実施形態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形態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。

【０１１８】また、液晶層厚を干渉膜厚計で測定したと
ころ、セル全面のバラツキは±０．０５μｍと殆ど均一
なセル厚となっていることがわかった。

【０１１９】

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は暗状態において
非変調部が白色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
非変調部が白色反射層となっていることにより、明るさ
が向上し、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】本発明の実施形態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】本発明の実施形態１の素子を説明する断面図

【図９】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態の液晶表示
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
実施形態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】本発明の実施形態２の素子を説明する断面図

【図１３】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施形態３に用い
た基板を説明する平面図

【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施形態
６に用いた基板の電極を説明する平面図

【図１５】本発明の実施形態６の素子を説明する断面図

【図１６】本発明の実施形態７の素子を説明する断面図

【図１７】本発明の実施形態８の素子を説明する断面図

【図１８】本発明の実施形態９を説明するもので、
（ａ）は基板の電極の平面図、（ｂ）は断面図

【図１９】本発明の実施形態１０を説明するもので、
（ａ）、（ｂ）は基板の電極の平面図、（ｃ）は素子の
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…白色反射層 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 羽藤 仁 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 (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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、乳濁反射層を設けたことを特徴とする反射
   型液晶表示素子。
2. 【請求項２】 乳濁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に記載の反射型液晶表示素
   子。
3. 【請求項３】 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、乳濁反射層が前
   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。
4. 【請求項４】 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
   基板内面に乳濁反射層を設けたことを特徴とする請求項
   １または３に記載の反射型液晶表示素子。
5. 【請求項５】 液晶組成物が２色性染料を添加されてい
   ることを特徴とする請求項１または３に記載の反射型液
   晶表示素子。
6. 【請求項６】 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染料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１または３に記載の反射型液晶表示素子。
7. 【請求項７】 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し、前記い
   ずれか一方の基板内面の変調部以外の少なくとも一部の
   領域に、白色反射層を設けてなる反射型液晶表示素子の
   製造方法において、前記白色反射層を、屈折率が異なる
   少なくとも２種の透明媒体からなるエマルジョンであっ
   て、かつ前記透明媒体のうち少なくとも１つの透明媒体
   が感光性樹脂からなり、前記エマルジョンを前記基板面
   に被着し、紫外線を選択的に照射することにより前記感
   光性樹脂を架橋させパターンとして形成することを特徴
   とする反射型液晶表示素子の製造方法。
8. 【請求項８】 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し、前記い
   ずれか一方の基板内面の変調部以外の少なくとも一部の
   領域に、白色反射層を設けてなる反射型液晶表示素子の
   製造方法において、前記白色反射層を、屈折率の異なる
   少なくとも２種の透明媒体でなり、少なくとも１つが感
   光性樹脂である層を基板に被着し、紫外線照射により前
   記感光性樹脂を層から析出させ架橋させることにより形
   成することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方
   法。