JPH11119206A - 反射型カラー液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射型カラー液晶表示装置において、カラー
フィルタが形成された透明基板を液晶層を挟持する基板
とは別に設け、反射面と液晶層との間に基板を介在させ
ないことにより、表示品質の低下を防止する。 【解決手段】 高分子分散液晶３を狭持する一方の基板
の内側に反射層を兼ねる表示用画素電極５を設け、カラ
ーフィルタ７が形成された透明基板６を空気層８を介し
て前面基板１と対向配置する構成とした。これにより斜
め方向から見た場合でも表示が２重に見えることがな
く、明るく鮮明な反射型カラー表示が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型カラー液晶
表示装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯情報機器用表示装置として、
反射型で明るい表示装置を目指して光散乱型液晶表示装
置の開発が行われている。中でも、特開平８−１８４８
１５号公報に開示されているような反射型カラー液晶表
示装置は、図６に示すように、紫外光照射により液晶と
高分子樹脂を相分離した光散乱型の高分子分散液晶１０
３と、その前面に配設されたカラーフィルター１０４
ｒ、１０４ｇ、１０４ｂ、および、背面基板１０２の後
方に設けられた光反射板１０６により構成されている。
従来の反射型カラー液晶表示装置はこのような組合せに
よりカラー表示を行うもので、低電圧駆動、低消費電力
が可能であるとともに、偏光板を使用しないので明るい
表示が出来る方式として提案されている。なお、同図に
おいて、１０１、１０２は基板、１０５、１０７は透明
電極である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような高分子分散
液晶の表示装置は、液晶と高分子樹脂を相分離するため
に紫外光を照射しなければならないので、背面基板の外
側に光反射層を設ける構成となっている。すなわち、背
面基板側から紫外光を照射した後に光反射層を形成する
こととなる。

【０００４】そのため、図６に示す如く高分子分散液晶
１０３と光反射板１０６との間に背面基板１０２の厚さ
分の間隔が生じてしまい、携帯情報機器用の表示装置の
ように画素間隔が小さいものでは斜め方向から見た場合
に表示が二重になって見にくくなるという問題があっ
た。また、夜間等暗い場所で使用する場合、表示が暗く
なってしまうので、照明が必要となる。図６に示すよう
な構成で一般に用いられているバックライトを照明とし
て用いようとすると、光反射板１０６をハーフミラーの
ような半透明鏡にしなければならない。この場合、照明
を点灯しない反射型で用いる際、図６に示したように光
反射板を使用した場合に比べて反射効率が悪化するので
表示が暗くなるという問題点が生じてしまう。また、バ
ックライトを点灯して使用する場合でも、拡散光入射と
なりコントラストがほとんど得られなくなってしまう。

【０００５】また、バックライトを用いずに光散乱型液
晶表示装置の側面から光を照射する方式も考えられる。
ところが、この場合、照射した光がカラーフィルタで吸
収されていくので、側面から入射した光が表示面の中央
までとどかず、表示面全体を明るく照らせないという問
題が生じてしまう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、カラーフィル
タを有する透明基板を前面基板とは別に設けたので、前
面基板側から高分子分散液晶層に紫外線を照射した後
で、透明基板を空気層を介して前面基板と対向配置して
表示装置を構成することができる。すなわち、紫外線を
背面基板側から照射する必要がないため反射層を液晶層
と隣接でき、２重映りをなくすことができる。よって、
鮮明なカラー表示が可能となる。

【０００７】反射層が背面基板に形成される対向電極を
兼用すれば、構成の簡略化が図れるとともに、構成の小
型化およびコストの低減が図れる。カラーフィルタとし
て赤色、青色、緑色のカラーフィルタを用い、それら各
色のカラーフィルタを反射型カラー液晶表示装置の表示
面の縦方向に同一色となる縦ストライプに配置すれば、
表示面の縦方向における色にじみを減少できる。

【０００８】透明基板をタッチパネル型入力装置の構成
部材の一部を兼ねるようにしてもよい。この場合、タッ
チパネルに用いる透明基板の一部とカラーフィルタを備
えた透明基板とを兼用できるので、構成の簡略化が図れ
るとともに、構成の小型化およびコストの低減が図れ
る。さらに、前面基板の側面から光を入射する照明装置
を設けることにより、照明光が空気層と反射層の間を反
射しながら進んでいく途中でカラーフィルターに吸収さ
れることがなくなり、表示面全体を明るく照明できる。
よって、夜間等暗い所での使用が可能となる。さらに、
明るい所で照明を行っても外光と照明光が協働的に作用
するので、一層明るさを高めることができ、見やすい表
示が行える。

【０００９】背面基板と照明装置を同一回路基板上に設
ければ、回路基板と照明装置とを電気的に接続する導線
が不要になり、小型化が実現できる。また、液晶パネル
を回路基板に保持する保持部材に照明装置を設けてもよ
い。さらに、それぞれの電極が互いに対向するように配
置された前面基板と背面基板との間隙に液晶と高分子前
駆体の混合液を注入する工程と、前面基板の外側から紫
外線を照射して液晶と高分子樹脂を相分離する工程と、
相分離後にカラーフィルタを有する透明基板と前面基板
とを空気層を介して対向配置する工程とを備えた製造方
法としたので、反射層を前もって背面基板の内側に形成
した後からでも、前面基板側から紫外光を照射して液晶
と高分子前駆体を相分離させて分散型液晶を形成でき
る。したがって、液晶層と反射層の間隔をなくすことが
でき、斜め方向から見た場合でも表示が二重に見えるこ
とがなく、明るく鮮明な反射型カラー表示ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本願発明による表示装置において
は、前面基板および背面基板に形成された電極間に設け
られた液晶層と、背面基板と液晶層との間に設けられた
反射層と、カラーフィルタが形成された透明基板とを備
え、透明基板と前面基板が空気層を介して互いに対向す
る構成となっている。そのため、２重映りをなくすこと
が可能となり、鮮明なカラー表示が実現できる。

【００１１】また、その製造方法において、第１の電極
が形成されている前面基板と第２の電極および反射層が
形成されている背面基板とを上記それぞれの基板に形成
された電極が互いに対向するように所定の間隔に保持
し、この基板間隙に液晶と高分子前駆体の混合液を注入
する工程と、上記前面基板の外側から紫外線を照射して
上記液晶と高分子樹脂を相分離する工程と、上記相分離
後に上記カラーフィルタを備えた透明基板を空気層を介
して上記前面基板と対向配置する工程とを備えている。
すなわち、反射層を前もって背面基板の内側に形成した
後からでも、前面基板側から紫外光を照射して分散型液
晶を形成できる。したがって、液晶層と反射層の間隔を
なくすことができ、斜め方向から見た場合でも表示が二
重に見えることがなく、明るく鮮明なカラー表示の液晶
装置を製造できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。 （実施例１）図１は本発明の実施例の反射型カラー液晶
表示装置の概略構成を示す断面図である。

【００１３】図１に示すように、ガラス等の透明基板で
ある前面基板１の表面には表示用透明電極４が形成さ
れ、また、ガラス等の透明基板である背面基板２の表面
には反射層を兼ねた表示用画素電極５が形成されてい
る。なお、表示用画素電極５は反射層および電極を兼用
し、アルミニウムや銀など反射率の高い導電性金属で形
成してある。

【００１４】これらの基板間に狭持された高分子分散液
晶層３は、液晶とアクリルモノマー等の高分子前駆体の
混合溶液に紫外光を照射して相分離させ、高分子樹脂の
網目状の隙間に液晶が満たされた構造になっている。本
例では、液晶層の厚さは約８ミクロンであり、電界の印
加により透明状態と散乱状態が制御される。高分子分散
液晶としては、電界無印加時に散乱状態で電解印加時に
透明になるものでも、電界無印加時に透明状態で電解印
加時に散乱状態となるものでも特に制約は無くどちらで
も良い。

【００１５】ガラス等からなる透明基板６の表面には、
カラーフィルタ７として赤色カラーフィルタ７ｒ、緑色
カラーフィルタ７ｇおよび青色カラーフィルタ７ｂが表
示用透明電極４および表示用画素電極５の位置に応じて
設けられている。透明基板６のカラーフィルタ７が形成
してある面と前面基板１とは空気層８を介して対向する
よう配置されている。なお、カラーフィルタ７は赤、
緑、青の各色が表示面の縦方向に同一色となるように縦
ストライプに配設してある。

【００１６】このように、高分子分散液晶層３の後方に
隣接して光反射層を兼ねた表示用画素電極５が設けられ
ているので、斜め方向から見ても表示が二重に見えるこ
とがなく鮮明な表示ができる。また、反射層が表示用画
素電極を兼ねているので、構成の簡略化が図れるととも
に、構成の小型化およびコストの低減が図れる。

【００１７】なお、液晶層とカラーフィルタとの間に前
面基板と空気層を設けているので、液晶層とカラーフィ
ルタとの間に間隔が生じてしまう関係上、斜め方向から
見た場合に色にじみが発生しやすくなるという問題が生
じてしまう。一般に、パーソナル情報端末表示用途では
表示面の左右方向（横方向）から表示を見ることが少な
く上下方向（縦方向）の視角が要求される。よって、上
記の例では、各色のカラーフィルタを表示面の縦方向に
同一色となるように縦ストライプに配設することによ
り、表示面の縦方向における色にじみを減少して、使用
者が実際に見る表示の品質低下を防止している。すなわ
ち、カラーフィルタ７ｒ、７ｇ、７ｂの配設の仕方によ
り、色にじみの問題を解決している。

【００１８】また、カラーフィルタが液晶層と隣接して
いないので、カラーフィルタの制約条件、例えばカラー
フィルタの表面粗さ等の制約が少なくなり、印刷等の安
価な材料、製法で形成したカラーフィルタが使用でき
る。なお、光反射層を兼ねた表示用画素電極５の代わり
に、光反射層と表示用画素電極とを別々に積層して背面
基板上に設けてもよい。

【００１９】以下に、その製造方法について述べる。ま
ず、表示用透明電極４をパターン形成した前面基板１
と、アルミニウムや銀などの反射率の高い導電性金属電
極を光反射層兼表示用画素電極５としてパターン形成し
た背面基板２とを、それぞれ電極４、５側を対向させ、
その間にスペーサ（図示せず）を配置し、注入口（図示
せず）を残して基板外周を後述するシール材１０で接着
し、８ミクロンの隙間の空セルを作成する。

【００２０】次に、この空セル内に注入口から液晶とア
クリルモノマー等の高分子前駆体の混合溶液を真空注入
し、注入口を封止する。そして、全体を一定温度（液晶
の相転移温度＋１．５℃程度が好ましい）にコントロー
ルした状態で、前面基板１の外側からメタルハライドラ
ンプで７５ｍＷ／平方センチメータの紫外光を２０秒間
照射して、液晶と高分子樹脂を相分離させ高分子分散液
晶を形成する。尚、紫外線照射条件はこれに限るもので
はなく、適宜変更してもよい。

【００２１】その後、赤色のカラーフィルタ７ｒ、緑色
のカラーフィルタ７ｇ、青色のカラーフィルタ７ｂを表
示面の縦方向に同一色となるように縦ストライプに配設
した透明基板６を、カラーフィルタ７が形成してある面
を前面基板１と対向させ、その間に空気層を８を設ける
ためのスペーサ（図示せず）を配置し、各色のカラーフ
ィルタ７を表示用透明電極４と反射層兼表示用画素電極
５の位置に対応した位置に合わせ、その外周を後述する
接着剤１１や粘着テープ等で接着する。

【００２２】この製造方法によれば、全面に渡って均一
な紫外光を照射できるので、表示特性のばらつきを小さ
くできる。また、図６に示したような従来例の場合、光
吸収タイプのカラーフィルターおよび光反射層が紫外光
を透過できないため、基板の背面に光反射層を設けなけ
ればならず、これにより表示が二重に見えるという問題
があった。しかしながら、本実施例では、光反射層をセ
ルの内側に設けることができ、表示が二重に見えること
がなく鮮明な表示が可能になる。

【００２３】また、カラーフィルタが液晶層と隣接して
いないので、カラーフィルタの制約条件、例えばカラー
フィルタの表面粗さ等の制約が少なくなり、印刷等の安
価な材料、製法で形成したカラーフィルタが使用でき
る。 （実施例２）図２は、実施例１に内照用の照明手段を設
けた例を示したものである。

【００２４】白色チップＬＥＤ等により構成された照明
装置９を用いて、前面基板１の側面に光を入射する。前
面基板１内に入射した光は、前面基板１と空気層８との
界面および反射層を兼ねる表示用画素電極５との間で反
射を繰り返しながら進んでいく。このとき光路上にカラ
ーフィルタ７が存在しないのでカラーフィルタ７による
光の吸収がなく、照明光を有効に利用できる。よって、
夜間等暗い所での使用が可能となる。さらに、明るい所
で照明を行っても外光と照明光が協働的に作用するの
で、一層明るさを高めることができ、見やすい表示が行
える。よって、照明は常時点灯させてもよいし、必要に
応じて点灯するものでもよい。

【００２５】また、照明装置９が設けてある前面基板１
の側面の対面側に光反射面を設ければさらに照明光を有
効に使えるので、より一層明るさを高めることができ、
見やすい表示が行える。なお、同図において、１０はシ
ール剤、１１は接着剤で、図１と同一のものには同一番
号を付した。

【００２６】（実施例３）図３は実施例２の構成を回路
基板上に配設した例を示す図である。図３に示すよう
に、回路基板１２上に背面基板２側を配設し、照明装置
９のチップＬＥＤの発光部が前面基板１の側面に対応し
た位置となるようにチップＬＥＤを回路基板１２上に表
面実装する。具体的には、チップＬＥＤの底部から発光
部までの高さを、液晶パネルの背面基板２から前面基板
１の中心までの高さと合わせ、これを同一の回路基板１
２上に設けてある。なお、同図において、図１、２と同
一番号のものは同一のものとする。

【００２７】このように背面基板２とチップＬＥＤを同
一回路基板１２上に設ければ、回路基板１２とチップＬ
ＥＤとを電気的に接続する導線が不要になり、小型化が
実現できる。また、チップＬＥＤは表示面の大きさに応
じて液晶パネルの両側に適宜複数個ずつ配設すれば、さ
らに明るい表示が可能になる。さらにこの場合、液晶パ
ネル側面のチップＬＥＤの光入射部以外に光反射面を設
け、両側のチップＬＥＤは対向しないよう互いに位置を
ずらして配置すれば、照明光を有効に使えるので、より
一層見やすい表示が行える。

【００２８】（実施例４）図４には、図３と同様に実施
例２の構成を回路基板上に配設した例を示す。図３では
チップＬＥＤ９を回路基板１２上に形成したが、本実施
例では、照明装置９であるチップＬＥＤがフレキシブル
回路基板１４を介して、前面基板１、背面基板２、液晶
層３、表示用透明電極４および反射層を兼ねる表示用画
素電極５等で構成された液晶パネルを回路基板１２に保
持する保持部材１３に配設されている。保持部材１３は
ネジ止め等によって回路基板１２に固定され、液晶パネ
ルの外周部を覆っている。この例でも、実施例３と同様
に、チップＬＥＤを表示面の大きさに応じて液晶パネル
の両側に適宜複数個ずつ配設してもよい。この場合、保
持部材１３の液晶パネルの側面と対向する面の大きさに
応じて形成しておいたフレキシブル回路基板１４上に予
め複数のチップＬＥＤを設けておき、それを保持部材１
３の液晶パネルの側面と対向する面に設けるようにすれ
ば製造が簡単となる。また、保持部材１３の液晶パネル
の側面と対向する面に光反射面を設ければ、より明るい
表示が可能となる。なお、同図において、図１、２と同
一番号のものは同一のものとする。

【００２９】なお、実施例２〜４では照明光を直接前面
基板１の側面に入射させるようにしたが、前面基板１の
側面に傾斜を設けた反射板を配置し、下方から光を照射
し、その反射板で反射させて前面基板１の側面に光を入
射させるようにしてもよい。 （実施例５）図５は、アクティブ素子と組み合わせた照
明を有しない他の実施例を示したもので、同図において
図１と同一番号のものは同一のものとする。背面基板２
にはＭＩＭ、ＭＳＩ、ＴＦＴ等のアクティブ素子１５を
設けてある。アクティブ素子を備えることにより、携帯
用情報表示装置等の表示容量を多くできる。なお、アク
ティブ素子は前面基板１側に設けてもよい。また、これ
に実施例２で示したような照明を行ってもよい。

【００３０】なお、上記図１〜６の各実施例において、
透明基板６は、タッチパネル型入力装置の構成部材の一
部を兼ねてもよい。この場合、タッチパネル型入力装置
を含めた全体の厚みを薄くでき構成の簡略化が図れコス
トの低減が図れる。また、透明基板６を携帯機器のケー
スの透明開口部と兼ねる構成としてもよく、これにより
全体の厚みを薄くでき構成の簡略化が図れコストの低減
が図れる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、反射層を液晶層と隣接
する構成が可能となり、２重映りをなくすことができ
る。よって、鮮明なカラー表示が可能となる。さらに、
カラーフィルタが液晶層と隣接していないので、カラー
フィルタへの制約条件、例えば表面粗さ等の制約が少な
くなり、印刷等の安価な材料、製法で形成したカラーフ
ィルタが使用できる。

【００３２】液晶層を高分子分散液晶層とすれば、明る
い表示が可能となる。反射層が背面基板に形成される対
向電極を兼用すれば、構成の簡略化が図れるとともに、
構成の小型化およびコストの低減が図れる。カラーフィ
ルタとして赤色、青色、緑色のカラーフィルタを用い、
それら各色のカラーフィルタを反射型カラー液晶表示装
置の表示面の縦方向に同一色となる縦ストライプに配置
すれば、表示面の縦方向における色にじみを減少でき
る。

【００３３】透明基板をタッチパネル型入力装置の構成
の一部を兼ねるようにしてもよい。この場合、タッチパ
ネルに用いる透明基板の一部とカラーフィルタを備えた
透明基板とを兼用できるので、構成の簡略化が図れると
ともに、タッチパネル型入力装置を含めた構成の小型化
およびコストの低減が図れる。前面基板と背面基板のそ
れぞれに形成された対向電極間に液晶層を介在させ、背
面基板と液晶層との間に反射層を設け、カラーフィルタ
を備えた透明電極を空気層を介して前面基板と対向配置
した液晶パネル内の前面基板側面より照明手段にて光を
入射するので、照明光が空気層と反射層の間を反射しな
がら進んでいく途中でカラーフィルターに吸収されるこ
とがなくなり、表示面全体を明るく照明できる。よっ
て、夜間等暗い所での使用が可能となる。さらに、明る
い所で照明を行っても外光と照明光が協働的に作用する
ので、一層明るさを高めることができ、見やすい表示が
行える。

【００３４】背面基板および照明手段を同一回路基板上
に形成すれば、回路基板と照明手段とを電気的に接続す
る導線が不要になり、小型化が実現できる。反射層を前
もって基板内側に形成した後からでも、前面基板側から
紫外光を照射して液晶と高分子前駆体を相分離させて分
散型液晶を形成できるので、液晶層と反射層の間の間隙
をなくすことができ、斜め方向から見た場合でも表示が
二重に見えることがなく、明るく鮮明な反射型カラー表
示ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面図。

【図２】本発明の他の実施例の断面図。

【図３】本発明の他の実施例の説明図。

【図４】本発明の他の実施例の説明図。

【図５】本発明の他の実施例の断面図。

【図６】従来の反射型カラー液晶表示装置の断面図。

【符号の説明】

１ 前面基板 ２ 背面基板 ３ 液晶層 ４ 表示用透明電極 ５ 反射層を兼ねる表示用画素電極 ６ 透明基板 ７ カラーフィルタ ８ 空気層 ９ 照明装置 １２ 回路基板 １３ 保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海老原 照夫 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 谷口 香 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 千本松 茂 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 福地 高和 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 坂間 弘 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 山崎 修 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 篠 直利 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 星野 雅文 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 (72)発明者 山本 修平 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 株 式会社エスアイアイ・アールディセンター 内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれに電極が形成された前面基板及
   び背面基板と、 前記前面基板の電極と前記背面基板と電極との間に挟持
   された液晶層と、 前記背面基板と前記液晶層との間に設けられた反射層
   と、 カラーフィルタが形成された透明基板と、を備え、 前記前面基板と前記透明基板が空気層を介して対向する
   よう配置されたことを特徴とする反射型カラー液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 前記前面基板の側面より光を入射する照
   明手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の反射
   型カラー液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記液晶層が高分子分散液晶層であるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反射型
   カラー液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記反射層が前記背面基板に形成された
   対向電極を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の反
   射型カラー液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記カラーフィルタが反射型カラー液晶
   表示装置の表示面の縦方向に同一色となる縦ストライプ
   に配置してあることを特徴とする請求項１に記載の反射
   型カラー液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記透明基板がタッチパネル型入力装置
   の構成部材の一部を兼ねることを特徴とする請求項１に
   記載の反射型カラー液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記背面基板と前記照明手段が同一回路
   基板上に設けられていることを特徴とする請求項２に記
   載の反射型カラー液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記照明手段が液晶パネルを回路基板に
   保持する保持部材に設けられたことを特徴とする請求項
   ２に記載の反射型カラー液晶表示装置。
9. 【請求項９】 第１の電極が形成されている前面基板と
   第２の電極および反射層が形成されている背面基板とを
   それぞれの基板に形成された電極が互いに対向するよう
   に所定の間隔に保持し、この基板間隙に液晶と高分子前
   駆体の混合液を注入する工程と、 前記前面基板の外側から紫外線を照射して液晶と高分子
   樹脂を相分離する工程と、 相分離後に、カラーフィルタを有する透明基板と前記前
   面基板を空気層を介して対向配置する工程と、を備えた
   ことを特徴とする反射型カラー液晶表示装置の製造方
   法。