JP3267861B2 - Reflection type liquid crystal display element and manufacturing method thereof - Google Patents
Reflection type liquid crystal display element and manufacturing method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶セルの背面に
バックライト等の外部光源を持たない反射型液晶表示素
子、及びその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal display device having no external light source such as a backlight on the back of a liquid crystal cell, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、GH(ゲストホスト)方式は、表
示モードのなかで、コントラストよりも明るさを優先さ
せた表示モードであるため、反射形液晶表示素子に利用
されてきた。そして、低いコントラストを高くする改良
が成された第1の改良型として、図17に示す反射型液
晶表示素子がある。2. Description of the Related Art Conventionally, the GH (guest host) system has been used for a reflection type liquid crystal display device because it is a display mode in which brightness has priority over contrast among display modes. A reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 17 is a first improved type in which a low contrast is improved.
【0003】該液晶表示素子は、第21回液晶討論会講
演予稿集(p320〜321)に開示されたもので、対
向配置された透明な上基板112aと下基板112bと
の間に、GH液晶層111を挟持し、上基板112aの
液晶層側には、透明電極113、光拡散層114、配向
膜115aが順に形成され、下基板112bの液晶層側
には、鏡面性を有する反射電極116、λ/4層118
の配向膜117、λ/4層118、配向膜105bが順
に形成されており、GH液晶層111の液晶分子は平行
配向されている。したがって、この構成では、GH液晶
層111で吸収されなかった偏光がλ/4層118と平
坦な反射電極116とを通過することによって、再び液
晶層に吸収されるようになるので、コントラストが幾分
向上する。The liquid crystal display device is disclosed in the proceedings of the 21st Liquid Crystal Symposium on Liquid Crystals (pp. 320-321). A GH liquid crystal is provided between a transparent upper substrate 112a and a lower substrate 112b which are arranged opposite to each other. The transparent electrode 113, the light diffusion layer 114, and the alignment film 115a are sequentially formed on the liquid crystal layer side of the upper substrate 112a with the layer 111 interposed therebetween, and the reflective electrode 116 having a specular property is formed on the liquid crystal layer side of the lower substrate 112b. , Λ / 4 layer 118
Are sequentially formed, and the liquid crystal molecules of the GH liquid crystal layer 111 are aligned in parallel. Therefore, in this configuration, the polarized light that has not been absorbed by the GH liquid crystal layer 111 passes through the λ / 4 layer 118 and the flat reflective electrode 116 and is again absorbed by the liquid crystal layer. Improve by a minute.
【0004】また、第2の改良型として、透過型の液晶
層をπから2πラジアンにねじる技術が特開昭59−2
8130号公報に開示されている。As a second improved type, a technique of twisting a transmission type liquid crystal layer from .pi. To 2.pi.
No. 8130.
【0005】一方、ECB(電圧制御複屈折)モード
は、偏光板を使用するため、高いコントラストが得られ
るが、その分明るさが低下する。偏光板の枚数を1枚に
して明るさの改良を図ったものとして、図18に示す反
射型液晶表示素子がある。該液晶表示素子は、AM−L
CD95(Digest of TechnicalP
arers,1995年,p27〜30)に開示された
もので、対向配置された透明な上基板102aと下基板
102bとの間に、液晶層101を挟持し、上基板10
2aの液晶層側には透明電極103が形成される一方、
下基板102bの液晶層側には電極を兼ねた鏡面反射板
106が形成され、さらに、上基板102aの外面側に
は、偏光板104と散乱板105とが順に形成された構
成である。On the other hand, in the ECB (voltage controlled birefringence) mode, a high contrast is obtained because a polarizing plate is used, but the brightness is reduced accordingly. FIG. 18 shows a reflection type liquid crystal display device in which the number of polarizing plates is one and the brightness is improved. The liquid crystal display element is AM-L
CD95 (Digest of TechnicalP
arers, 1995, pp. 27-30), in which a liquid crystal layer 101 is sandwiched between a transparent upper substrate 102a and a lower substrate 102b which are disposed to face each other, and the upper substrate 10
While a transparent electrode 103 is formed on the liquid crystal layer side of 2a,
A mirror reflector 106 serving also as an electrode is formed on the liquid crystal layer side of the lower substrate 102b, and a polarizing plate 104 and a scattering plate 105 are sequentially formed on the outer surface side of the upper substrate 102a.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな反射型液晶表示素子やその改良型が提案されている
が、明るさとコントラストとの最適化が不十分であった
り、視差が生じたりし、また、特に、カラーフィルター
を搭載させてカラー表示を行うことは全く不可能である
といった問題があった。However, although such a reflection type liquid crystal display device and its improved type have been proposed, optimization of brightness and contrast is insufficient, and parallax is generated. In addition, in particular, there is a problem that it is completely impossible to perform color display by mounting a color filter.
【0007】即ち、GH方式の第1の改良型で使用され
たλ/4板は、波長特性がなく、波長によっては、λ/
4条件が満足されず、可視光全般にわたってコントラス
トを向上させるには至らなかった。このため、表示した
ときのコントラストが不十分という問題が生じていた。That is, the λ / 4 plate used in the first improved type of the GH system has no wavelength characteristic, and depending on the wavelength, the λ / 4 plate
The four conditions were not satisfied, and the contrast was not improved over the entire visible light range. For this reason, there has been a problem that the contrast when displayed is insufficient.
【0008】さらに、GH方式の第2の改良型として液
晶層をねじる技術は、透過型について開示された技術で
ある。しかも、この技術による作用効果は、光学特性で
はなく、閾値付近の急峻性を向上させる効果として開示
されている。したがって、反射型として設計する場合、
透過型の数値範囲をそのまま、或いは単純な計算方法で
転用することが不可能であった。それは、以下の二つの
理由による。Further, a technique for twisting a liquid crystal layer as a second improved type of the GH system is a technology disclosed for a transmission type. In addition, the effect of this technique is disclosed as an effect of improving steepness near a threshold, not an optical characteristic. Therefore, when designing as a reflection type,
It was impossible to convert the numerical range of the transmission type as it is or by a simple calculation method. It is for the following two reasons.
【0009】 特開昭59−28130号公報では、
ねじれ角度がπから2πラジアンにすることを開示して
いるが、この数値範囲内でねじれ角と明るさとの関係を
開示していない。透過型では、明るさが少々劣っていて
もバックライトに頼れるが、反射型は明るさの確保が第
1条件となり、明るさを少しでも多く確保するための検
討が必須となる。In JP-A-59-28130,
It discloses that the torsion angle is changed from π to 2π radians, but does not disclose the relationship between the torsion angle and the brightness within this numerical range. The transmissive type can rely on the backlight even if the brightness is slightly inferior, but the reflective type is the first condition to secure the brightness, and it is necessary to study to secure a little more brightness.
【0010】 反射型の光学特性は透過型のそれから
単純計算(例えば、透過型液晶表示素子の1/2倍な
ど)で導き出せるものではない。透過型液晶表示素子の
液晶層は連続的であるのに対し、反射型は、液晶層が二
つに分離しており、これらの間には、反射板に相当する
反射面が存在する。このため、液晶層が平行配向の場合
は、数学的に液晶層の厚みを数倍した単純計算で置き換
えられるが、ねじれ配向の場合は、ねじれに対する旋光
分散や楕円偏光の位相変換などを考慮しなくてはならな
い。特開昭59−28130号公報には、反射型の素子
構成は開示されているが、反射型のねじれ配向の光学特
性については開示されておらず、透過型液晶表示素子の
最適パラメーターから、自明で類推し得るものではな
い。The optical characteristics of the reflection type cannot be derived from those of the transmission type by simple calculation (for example, 倍 times the transmission type liquid crystal display element). The liquid crystal layer of the transmission type liquid crystal display element is continuous, whereas the reflection type liquid crystal layer is divided into two, and a reflection surface corresponding to a reflection plate exists between them. For this reason, when the liquid crystal layer is in parallel alignment, it can be replaced by a simple calculation that mathematically multiplies the thickness of the liquid crystal layer by several times.In the case of twisted alignment, the optical rotation dispersion for twist and the phase conversion of elliptically polarized light are taken into consideration. Must-have. JP-A-59-28130 discloses a reflective device configuration, but does not disclose the optical characteristics of the reflective torsional alignment. Is not something that can be analogized.
【0011】また、ECBモードの上記改良型では、明
るさと視野角との改善が図られているものの、ガラス等
からなる基板を通過してから偏光板と散乱板とを通過す
るため、視差が大きくなるという問題が生じていた。In the improved type of ECB mode, although the brightness and the viewing angle are improved, the parallax is reduced after passing through a substrate made of glass or the like and then passing through a polarizing plate and a scattering plate. There was a problem that it became larger.
【0012】本発明の反射型液晶表示素子は、上記の課
題に鑑みて成されたものであり、反射型液晶表示素子に
的を絞り込んで各条件の最適化を図ることで、より明る
くよりコントラストに優れた反射型表示素子を提供する
ことにある。さらに、カラーフィルターを搭載させ、多
色カラー表示が可能な反射板液晶表示素子を実現するこ
とにある。The reflection type liquid crystal display device of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a brighter and more contrast image is obtained by focusing on the reflection type liquid crystal display device and optimizing each condition. Another object of the present invention is to provide a reflective display element excellent in the above. Another object of the present invention is to realize a reflector liquid crystal display device having a color filter and capable of multicolor display.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項1に記載の反射型液晶表示素子
は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対の基
板に挟持された多色性色素を含有する液晶層と、該液晶
層に電圧を印加するための電極と、上記一対の基板のう
ちの透明な基板と液晶層との間に配された散乱層と、上
記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶層
との間に配された平坦な反射面を有する反射層と、該反
射層と上記液晶層との間に配された1/4波長層とを備
え、上記1/4波長層の光学的なリタデーションが、画
素ごとにその画素に対応した色の有する波長に応じて変
えられ、かつ、上記液晶層は、カイラル剤がさらに添加
されて液晶分子が一対の基板の表面に対して垂直な螺旋
軸を中心にねじれており、一対の基板の一方から他方に
至る液晶分子のねじれ角が140度以上250度以下の
範囲にあることを特徴としている。According to a first aspect of the present invention, there is provided a reflective liquid crystal display device comprising a pair of transparent substrates, at least one of which is sandwiched between the pair of substrates. A liquid crystal layer containing the obtained polychromatic dye, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the pair of substrates.
A scattering layer disposed between the transparent substrate and the liquid crystal layer, and a reflective layer having a flat reflective surface disposed between the liquid crystal layer and the substrate that may not be transparent among the pair of substrates. , The anti
A quarter-wave layer disposed between the light-emitting layer and the liquid crystal layer, and the optical retardation of the quarter-wave layer is determined for each pixel according to the wavelength of the color corresponding to the pixel. And the liquid crystal layer is further added with a chiral agent
Liquid crystal molecules are spiraled perpendicular to the surface of a pair of substrates
It is twisted about the axis, and from one of the pair of substrates to the other
Liquid crystal molecules with a twist angle of 140 degrees or more and 250 degrees or less
It is characterized by being in the range .
【0014】1/4波長層の1/4波長の条件は、色の
有する波長により当然異なる。したがって、画素毎にそ
の画素に対応した色に応じてリタデーションを変えるこ
とで、カラー表示を行ったとき、より十分なコントラス
トが得られ、色再現性の向上が図れる。The condition of the quarter wavelength of the quarter wavelength layer naturally depends on the wavelength of the color. Therefore, by changing the retardation for each pixel according to the color corresponding to that pixel, a more sufficient contrast can be obtained when performing color display, and the color reproducibility can be improved.
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【0017】液晶分子の配向を上下の基板間でねじった
構造のGH方式においては、光は、その偏光面を回転さ
せながら液晶層を通過する。その際に、多色性分子によ
る光の吸収が生じる。このことにより偏光板を用いなく
とも、電圧無印加時(正の誘電率異方性のGH液晶の場
合)に十分な光吸収が得られる。In the GH system having a structure in which the alignment of liquid crystal molecules is twisted between upper and lower substrates, light passes through the liquid crystal layer while rotating its polarization plane. At that time, light is absorbed by the polychromatic molecules. Thereby, sufficient light absorption can be obtained without using a polarizing plate when no voltage is applied (in the case of a GH liquid crystal having a positive dielectric anisotropy).
【0018】そこで、本発明者らは、反射型により適し
た、より明るい表示を実現するために、液晶分子のねじ
れ角と明るさについて詳細な検討を行った。その結果、
電圧印加状態(オン状態)の明るさに対して、前記特開
昭59−28130号公報の開示内容のねじれ角の範囲
が必ずしも最良ではなく、オン状態の明るさは、ねじれ
角に大きく依存することがわかった。さらに、発明者ら
が検討したねじれ角の中でも最も明るく、ヒステリシス
を生じない、最適なねじれ角が存在することを見い出し
た。Therefore, the present inventors have studied in detail the twist angle and brightness of liquid crystal molecules in order to realize a brighter display more suitable for the reflection type. as a result,
The range of the twist angle disclosed in JP-A-59-28130 is not always the best with respect to the brightness in the voltage application state (ON state), and the brightness in the ON state greatly depends on the twist angle. I understand. Further, the inventors have found that there is an optimum twist angle which is the brightest among the twist angles examined by the inventors and does not cause hysteresis.
【0019】図7に、液晶の電圧印加時の光の反射率の
ねじれ角依存性を示す。印加電圧は全てのねじれ角にお
いて一定にした。図7に示されるように、ねじれ角を変
化させることにより電圧印加時の反射率が変動すること
がわかる。このうち、ねじれ角が約0度と約180度付
近に反射率が最も高くなる領域が存在し、140度〜2
50度の領域のねじれ角でGH液晶を作製すれば最も明
るい表示が得られることがわかった。FIG. 7 shows the torsion angle dependence of the light reflectance when a voltage is applied to the liquid crystal. The applied voltage was constant at all twist angles. As shown in FIG. 7, it can be seen that the reflectance at the time of applying a voltage changes by changing the twist angle. Of these, there are regions where the reflectivity is highest around the torsion angles of about 0 degree and about 180 degrees, and 140 to 2 degrees.
It has been found that the brightest display can be obtained by producing a GH liquid crystal with a twist angle in the region of 50 degrees.
【0020】このような検討の結果、上記の構成では、
GH液晶層の液晶分子を、一対の基板の一方から他方に
至るねじれ角が140度以上250度以下の範囲でねじ
れ配向させている。この範囲であれば、光の偏光面の回
転が液晶分子の配向変化に追随できないため、十分な光
吸収がおこる。この光吸収には、波長特性の違いがない
ため、可視光全般にわたって光吸収が行われる。これに
より、ねじれGH方式における、より反射型に適した、
明るくかつコントラストも良好なものとなる。As a result of such examination, in the above configuration,
The liquid crystal molecules of the GH liquid crystal layer are twist-aligned in a range of a twist angle from 140 to 250 degrees from one of the pair of substrates to the other. In this range, the rotation of the polarization plane of the light cannot follow the change in the orientation of the liquid crystal molecules, so that sufficient light absorption occurs. Since this light absorption has no difference in wavelength characteristics, light absorption is performed over the entire visible light. Thereby, in the twisted GH method, more suitable for the reflection type,
It is bright and has good contrast.
【0021】しかも、視差のない内付けの反射層とし
て、平坦な反射面を有する反射層が用いられているの
で、設定通りのねじれ角に液晶分子を容易に配向させる
ことが可能となり、設定ねじれ角やセル厚の僅かなずれ
等により表示ムラが生じるようなこともない。尚、配向
を容易にする、平坦な反射面を有する反射層を用いて
も、拡散層が反射層とは液晶層を挟んで配されているの
で、この拡散層により、視野範囲を広く確保できるた
め、視野角が狭められる等の虞れもない。In addition, since the reflective layer having a flat reflective surface is used as the internal reflective layer having no parallax, the liquid crystal molecules can be easily oriented at the set twist angle, and the set twist can be achieved. Display unevenness does not occur due to a slight deviation of the corner or the cell thickness. In addition, even if a reflective layer having a flat reflective surface is used to facilitate orientation, the diffused layer is arranged with the reflective layer sandwiching the liquid crystal layer. Therefore, there is no fear that the viewing angle is narrowed.
【0022】さらに、光学的なリタデーションが、画素
ごとにその画素に対応した色の有する波長に応じて変え
られた1/4波長層が反射層上に設けられるので、電圧
無印加(正の誘電率異方性のGH液晶の場合)の暗表示
において、液晶層を通過する際に多色性色素に吸収され
なかった光も、反射後再び液晶層を通過する際に効率よ
く吸収されるようになる。つまり、液晶層を通過する際
に多色性色素に吸収されなかった光は、1/4波長層を
通過することで円偏光に偏光され、反射層で偏光が保存
された状態で反射される。そして、再び1/4波長層を
通過するときに、90度回転された直線偏光となり、多
色性色素に吸収される。そのため、暗表示がより良好と
なり、反射光強度は入射光強度に比較して非常に小さく
なり、コントラストのさらなる向上が図れる。しかも、
平坦な反射面を有する反射層であるので偏光を保存で
き、このような偏光を保存する必要のある構成におい
て、理想的な動作が期待できる。Furthermore, the optical retardation is
Change according to the wavelength of the color corresponding to that pixel
The上 wavelength layer is provided on the reflective layer, so that in a dark display without applying a voltage (in the case of a GH liquid crystal having a positive dielectric anisotropy), a polychromatic dye is applied when passing through the liquid crystal layer. Light that has not been absorbed is also efficient when passing through the liquid crystal layer again after reflection .
Ku will be absorbed. That is, light that is not absorbed by the polychromatic dye when passing through the liquid crystal layer is polarized into circularly polarized light by passing through the quarter-wavelength layer, and is reflected while the polarization is preserved by the reflective layer. . Then, when the light again passes through the quarter wavelength layer, it becomes linearly polarized light rotated by 90 degrees and is absorbed by the polychromatic dye. Therefore, the dark display becomes better, the reflected light intensity is much smaller than the incident light intensity, and the contrast can be further improved. Moreover,
Since it is a reflective layer having a flat reflective surface, polarized light can be preserved, and an ideal operation can be expected in a configuration in which such polarized light needs to be preserved.
【0023】本発明の請求項2に記載の反射型液晶表示
素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対
の基板に挟持された光学的に複屈折を示す液晶層と、該
液晶層に電圧を印加するための電極と、上記一対の基板
のうちの透明な基板と液晶層との間に配された散乱層
と、該散乱層と液晶層との間に配された偏光子と、上記
一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶層と
の間に配された平坦な反射面を有する反射層と、該反射
層と液晶層との間、又は液晶層と上記偏光子との間の何
れかに配された位相差層とを備え、上記位相差層の光学
的なリタデーションが、画素ごとにその画素に対応した
色の有する波長に応じて変えられていることを特徴とし
ている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a reflective liquid crystal display device, wherein at least one of the substrates is a pair of transparent substrates.
A liquid crystal layer optically birefringent sandwiched between substrates of
An electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the pair of substrates
Layer disposed between the transparent substrate and the liquid crystal layer
And a polarizer disposed between the scattering layer and the liquid crystal layer,
A substrate which is not required to be transparent among a pair of substrates and a liquid crystal layer;
A reflective layer having a flat reflective surface disposed between
Between the layer and the liquid crystal layer or between the liquid crystal layer and the polarizer
A retardation layer disposed on the substrate, wherein the optical characteristics of the retardation layer
Pixelated retardation for each pixel
It is characterized by being changed according to the wavelength of the color .
【0024】1/4波長層の1/4波長の条件と同様
に、位相差板と液晶層との見かけ上のリタデーションの
補償条件は、色の有する波長により当然異なる。したが
って、画素毎にその画素に対応した色に応じてリタデー
ションを変えることで、カラー表示を行ったとき、より
十分なコントラストが得られ、色再現性の向上が図れ
る。 Same as 1 / wavelength condition of の wavelength layer
Of the apparent retardation between the retarder and the liquid crystal layer
The compensation conditions naturally differ depending on the wavelength of the color. But
Therefore, for each pixel, the retardation depends on the color corresponding to that pixel.
By changing the options, when color display is performed,
Sufficient contrast is obtained and color reproducibility is improved
You.
【0025】ECBモードと位相差層と、1枚の偏光子
を組み合わせた液晶セルでは、液晶層に印加する電圧を
制御して、位相差層と液晶層との見かけ上のリタデーシ
ョンを1/4波長条件と0とに設定し、この値を切り換
えることで、明表示・暗表示を行うため、偏光が保存さ
れないと、液晶層を通過する光のリタデーションが設定
された値から大きくずれることとなるが、これによれ
ば、反射層は平坦な反射面を有するので、反射層では偏
光が保存され、液晶層を通過する光のリタデーションが
設定された値から大きくずれることはない。即ち、リタ
デーションと反射率との関係において、最大値・最小値
を使用した明表示・暗表示とが可能となるため、明るさ
とコントラストの向上が図れることとなる。尚、平坦な
反射面を有する反射層を用いても、拡散層が反射層とは
液晶層を挟んで配されているので、この拡散層により、
視野範囲を広く確保できるため、視野角が狭められる等
の虞れもない。In a liquid crystal cell in which an ECB mode, a retardation layer, and a single polarizer are combined, the voltage applied to the liquid crystal layer is controlled to reduce the apparent retardation between the retardation layer and the liquid crystal layer by 4. By setting the wavelength condition and 0, and switching between these values, a bright display and a dark display are performed. If the polarization is not preserved, the retardation of the light passing through the liquid crystal layer is largely deviated from the set value. However, according to this, since the reflective layer has a flat reflective surface, the polarized light is preserved in the reflective layer, and the retardation of the light passing through the liquid crystal layer does not largely deviate from the set value. That is, in the relationship between the retardation and the reflectance, bright display and dark display using the maximum value and the minimum value can be performed, so that the brightness and the contrast can be improved. Incidentally, even if a reflective layer having a flat reflective surface is used, the diffused layer is disposed with the liquid crystal layer interposed between the reflective layer and the reflective layer.
Since a wide viewing range can be ensured, there is no fear that the viewing angle is narrowed.
【0026】そして、この場合、偏光子、拡散層を液晶
セル内に設け、かつ、偏光子の基板側に拡散層を配し、
偏光子より液晶層側に位相差層を配するように設計した
ので、各層の機能が効果的に得られると共に、視差のな
い、高精細な表示を実現できるものとなる。In this case, a polarizer and a diffusion layer are provided in the liquid crystal cell, and a diffusion layer is arranged on the substrate side of the polarizer.
Since the retardation layer is designed to be disposed closer to the liquid crystal layer than the polarizer, the function of each layer can be effectively obtained, and a high-definition display without parallax can be realized.
【0027】本発明の請求項3に記載の反射型液晶表示
素子の製造方法は、少なくとも一方が透明な一対の基板
と、該一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電
圧を印加するための電極と、上記一対の基板のうちの透
明でなくともよい基板と液晶層との間に配された反射層
と、1/4波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す
複屈折層とを備え、該複屈折層の光学的なリタデーショ
ンが、赤、緑および青の画素ごとに色の有する波長に応
じて変えられている反射型液晶表示素子の製造方法であ
って、上記複屈折層の作製にあたり、複屈折層となる材
料層の膜厚を赤の波長に応じたリタデーションを有する
ように調整した後、青の画素部分のみを、緑の波長に応
じたリタデーションを有する膜厚と青の波長に応じたリ
タデーションを有する膜厚の差分だけエッチングし、そ
の後、緑と青の各画素部分を、赤の波長に応じたリタデ
ーションを有する膜厚と緑の波長に応じたリタデーショ
ンを有する膜厚の差分だけエッチングすることを特徴と
している。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a reflection type liquid crystal display device, wherein at least one of the substrates is a pair of transparent substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a voltage is applied to the liquid crystal layer. An electrode for applying a voltage, a reflective layer disposed between the liquid crystal layer and the non-transparent substrate of the pair of substrates, and an optically birefringent such as a quarter-wave layer or a retardation layer. A reflective birefringent layer, wherein the optical retardation of the birefringent layer is changed according to the wavelength of the color for each of red, green and blue pixels. In the production of the birefringent layer, after adjusting the thickness of the material layer to be the birefringent layer so as to have a retardation according to the red wavelength, only the blue pixel portion, the retardation according to the green wavelength With film thickness and retardation according to blue wavelength After that, each pixel portion of green and blue is etched by the difference between the film thickness having retardation corresponding to the red wavelength and the film thickness having retardation corresponding to the green wavelength. Features.
【0028】これによれば、赤、緑および青の画素ごと
に色の有する波長に応じて変えられている複屈折層を、
色毎に別々に作製する場合よりも少ない工程数で作製す
ることができるので、請求項1、2に記載のカラー表示
可能な反射型液晶表示素子の製造工程を簡素化できる。According to this, the birefringent layer, which is changed according to the wavelength of the color for each of the red, green and blue pixels,
Since it can be manufactured in a smaller number of steps than in the case of manufacturing separately for each color, the manufacturing steps of the reflective liquid crystal display element capable of color display according to the first and second aspects can be simplified.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】〔実施の形態1〕 本発明の実施の一形態を、図1ないし図14に基づいて
説明すれば、以下の通りである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of [Embodiment 1] The present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 14 are as follows.
【0030】図1に、本実施の形態の反射型液晶表示素
子の前提となる反射型液晶表示素子(以下、第1前提液
晶表示素子と称する)の構成を断面図にて示す。FIG. 1 shows a reflection type liquid crystal display element (hereinafter referred to as a first precondition liquid) which is a premise of the reflection type liquid crystal display element of the present embodiment.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a liquid crystal display element .
【0031】図1に示すように、第1前提液晶表示素子
は、GH(ゲストホスト)液晶セル61とこのGH液晶
セル61に接続された変調制御手段50とから構成され
ている。As shown in FIG. 1, the first premise liquid crystal display element comprises a GH (guest host) liquid crystal cell 61 and modulation control means 50 connected to the GH liquid crystal cell 61.
【0032】GH液晶セル61は、所定の間隔で対向し
て配された一対の透明基板1a,1bを有しており、こ
のうち、光反射側となる1aについては、透明でなくて
もよい。透明基板1aにおける透明基板1bとの対向面
には、平坦な反射面を有し偏光を保存し得る反射層で、
かつ表示電極でもある鏡面反射板2が設けられ、さらに
その上には液晶分子の配向方向を制御するための配向膜
3aが形成されている。また、透明基板1bにおける透
明基板1aとの対向面には、光を散乱させる散乱板(散
乱層)4が設けられ、さらにその上には透明電極5、液
晶分子の配向方向を制御するための配向膜3bが同順に
形成されている。そして、上記配向膜3a,3b間に
は、多色性色素とカイラル剤とを混入したGH液晶層6
が挟持されている。GH液晶層6は、多色性色素により
吸収を有すると共に、カイラル剤が添加されているため
自発的なねじれ構造も有している。The GH liquid crystal cell 61 has a pair of transparent substrates 1a and 1b opposed to each other at a predetermined interval. Of these, the light reflecting side 1a may not be transparent. . On the surface of the transparent substrate 1a facing the transparent substrate 1b, a reflection layer having a flat reflection surface and capable of storing polarized light is provided.
A mirror reflector 2, which is also a display electrode, is provided, on which an alignment film 3a for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules is formed. A scattering plate (scattering layer) 4 for scattering light is provided on a surface of the transparent substrate 1b facing the transparent substrate 1a, and a transparent electrode 5 and a transparent electrode 5 for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules are provided thereon. The alignment films 3b are formed in the same order. A GH liquid crystal layer 6 containing a polychromatic dye and a chiral agent is interposed between the alignment films 3a and 3b.
Is pinched. The GH liquid crystal layer 6 has a spontaneous twist structure due to the absorption of the polychromatic dye and the addition of the chiral agent.
【0033】変調制御手段50は、上記GH液晶セル6
1における鏡面反射板2及び透明電極5に接続されてお
り、鏡面反射板2と透明電極5との間に印加される電圧
による外場である電界でGH液晶層6の配向状態を制御
し、反射光の光強度を変調制御するようになっている。The modulation control means 50 controls the GH liquid crystal cell 6
1, the orientation state of the GH liquid crystal layer 6 is controlled by an electric field which is an external field by a voltage applied between the specular reflector 2 and the transparent electrode 5 and is connected to the specular reflector 2 and the transparent electrode 5; The light intensity of the reflected light is modulated and controlled.
【0034】次に、上記構成を有する第1前提液晶表示
素子のGH液晶セル61の製造方法の一例を説明する。Next, an example of a method of manufacturing the GH liquid crystal cell 61 of the first prerequisite liquid crystal display element having the above configuration will be described.
【0035】透明基板1a,1bとしては、厚みが1.
1mmの商品名7059ガラス基板(コーニンググラス
ワークス社製)を使用する。透明基板1aとなるガラス
基板上に、アルミをスパッタ法によって形成し鏡面反射
板2を形成する。もう一方の透明基板1bとなるガラス
基板上には、表面に熱硬化性の樹脂に直径3μmのプラ
スチックビーズを分散させ、これをスピンコート法によ
って均一な膜厚になるように形成し、その後焼成して硬
化することで膜厚8μmの散乱板4を形成する。そし
て、さらに散乱板4上に、ITO膜をスパッタ法により
成膜し透明電極5を形成する。The transparent substrates 1a and 1b have a thickness of 1.
A 1 mm 7059 glass substrate (trade name, manufactured by Corning Glass Works) is used. Aluminum is formed on a glass substrate serving as the transparent substrate 1a by a sputtering method to form the mirror-surface reflecting plate 2. On a glass substrate to be the other transparent substrate 1b, plastic beads having a diameter of 3 μm are dispersed in a thermosetting resin on the surface, and formed into a uniform film thickness by a spin coating method, and then fired. Then, the scattering plate 4 having a thickness of 8 μm is formed by curing. Then, an ITO film is further formed on the scattering plate 4 by a sputtering method to form the transparent electrode 5.
【0036】次に、透明基板1aにおける鏡面反射板
2、及び透明基板1bにおける透明電極5の上に、商品
名SE−150ポリイミド(日産化学社製)膜をスピン
コート法により均一に形成し、焼成後ラビングを施し、
配向層3a,3bを形成する。ラビング方向は、上下の
基板間で240度ねじれた液晶分子の配向を実現できる
ように設定する。Next, an SE-150 polyimide (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) film is uniformly formed on the specular reflection plate 2 on the transparent substrate 1a and the transparent electrode 5 on the transparent substrate 1b by spin coating. Rubbing after firing,
The alignment layers 3a and 3b are formed. The rubbing direction is set so as to realize alignment of liquid crystal molecules twisted by 240 degrees between the upper and lower substrates.
【0037】次に、透明基板1a,1bの両方、或いは
一方に、液晶層6の間隔を一定に保つための図示しない
直径5μmのグラスファイバースペーサ(日本電気硝子
社製)を散布し、液晶封止層として直径5.3μmのグ
ラスファイバースペーサを混入した接着性シール材をス
クリーン印刷する。その後、透明基板1a,1bの配向
膜側を貼り合わせる。Next, a glass fiber spacer (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) having a diameter of 5 μm (not shown) for keeping the distance between the liquid crystal layers 6 constant is sprayed on both or one of the transparent substrates 1a and 1b. An adhesive sealing material mixed with a glass fiber spacer having a diameter of 5.3 μm as a stop layer is screen-printed. After that, the alignment films of the transparent substrates 1a and 1b are bonded together.
【0038】その後、透明基板1a,1b間に、真空脱
気によりGH液晶層6となる液晶を注入し、これにてG
H液晶セル61が作製される。Thereafter, a liquid crystal which becomes the GH liquid crystal layer 6 by vacuum degassing is injected between the transparent substrates 1a and 1b.
The H liquid crystal cell 61 is manufactured.
【0039】ここでは、透明基板1a,1bとしてガラ
ス基板を用いたが、石英やプラスチック基板等も使用で
きる。また、上記散乱板4の膜厚を8μmとしたが、膜
厚はこれに限定されるものではなく、多数回スピンコー
トを行うことでさらに厚い膜の作製が可能であり、散乱
強度を強くできる。また、散乱板4の作製手法も上記の
手法に限定されるものではなく、例えばホログラムを用
いた手法等を用いることができる。 Here, glass substrates are used as the transparent substrates 1a and 1b, but quartz or plastic substrates can also be used. In addition, the thickness of the scattering plate 4 is set to 8 μm, but the thickness is not limited to this. By performing spin coating a number of times, a thicker film can be produced, and the scattering intensity can be increased. . In addition, the method of manufacturing the scattering plate 4 is not limited to the above method, and for example, a method using a hologram can be used.
【0040】また、GH液晶層6の厚さ(セル厚)を5
μmに設定したが、特にこの値に制限するものではな
く、十分な可視光の吸収が得られ、印加電圧に対する実
用的な応答速度が得られる厚さであれば良く、通常はl
〜20μm程度が良い。The thickness (cell thickness) of the GH liquid crystal layer 6 is 5
Although set to μm, the thickness is not particularly limited to this value, and may be any thickness as long as sufficient visible light absorption can be obtained and a practical response speed to applied voltage can be obtained.
It is preferably about 20 μm.
【0041】図2は、液晶分子の配向が240度ねじれ
たGH液晶セルのコントラストの屈折率異方性(Δn)
依存性を示している。図2に示すように、GH液晶セル
のコントラストはΔnに大きく依存する。特に、Δnが
0.lを超えるとコントラストが急激に悪くなることが
わかる。これは、液晶のΔnが大きくなると旋光性が大
きくなり、その結果、電圧無印加時の吸収が小さくなり
十分なオフ状態の反射率が得られないからである。した
がって、この図より、Δnは、0.1以下が好ましい。FIG. 2 shows the refractive index anisotropy (Δn) of the contrast of the GH liquid crystal cell in which the alignment of the liquid crystal molecules is twisted by 240 degrees.
Dependencies are shown. As shown in FIG. 2, the contrast of the GH liquid crystal cell greatly depends on Δn. In particular, when Δn is 0. It can be seen that when the value exceeds 1, the contrast rapidly deteriorates. This is because as the Δn of the liquid crystal increases, the optical rotatory power increases, and as a result, the absorption when no voltage is applied decreases, and a sufficient off-state reflectance cannot be obtained. Therefore, from this figure, Δn is preferably 0.1 or less.
【0042】また、電圧無印加時に均一な液晶の分子配
向を得るために、液晶分子を基板表面からわずかに傾斜
させる必要がある。液晶分子の配向方向と基板表面とが
なす角度、いわゆるプレチルト角は、l〜20度程度が
望ましい。しかし、実験的には、プレチルト角が5度以
上のとき、液晶表示素子のコントラストが良くなること
が確認されたため、ここでは、プレチルト角を5度に設
定した。ブレチルト角はラビングの条件によって制御さ
れ得る。In order to obtain a uniform liquid crystal molecular alignment when no voltage is applied, it is necessary to slightly tilt the liquid crystal molecules from the substrate surface. The angle between the orientation direction of the liquid crystal molecules and the surface of the substrate, that is, the so-called pretilt angle, is preferably about 1 to 20 degrees. However, it was experimentally confirmed that when the pretilt angle was 5 degrees or more, the contrast of the liquid crystal display element was improved. Therefore, the pretilt angle was set to 5 degrees here . The bretilt angle can be controlled by rubbing conditions.
【0043】また、GH液晶層6のGH液晶材料は、以
下のようにして調製する。用いた液晶は商品名ZLI−
4792(メルク社製)であり、このホスト液晶に、ア
ゾ系およびアントラキノン系の黒色の多色性色素を数w
t%混入する。さらに、液晶に自発的なねじれを与える
ために、光学活性物質の商品名S−81l(メルク社
製)を数wt%混入し、セル厚dとピッチpとの比d/
pがほぼ0.5になるように調整した。The GH liquid crystal material of the GH liquid crystal layer 6 is prepared as follows. The used liquid crystal is trade name ZLI-
4792 (manufactured by Merck & Co., Ltd.), and the host liquid crystal contains several w
t%. Further, in order to impart a spontaneous twist to the liquid crystal, a few wt% of an optically active substance (trade name: S-81l, manufactured by Merck) is mixed, and the ratio d / d of the cell thickness d to the pitch p is adjusted.
It adjusted so that p might be set to about 0.5.
【0044】d/pの値は特に上記の値に限られること
はなく、例えば上記の場合は0.42以上0.91以下
であれば良い。但し、用いる液晶材料によってはd/p
の値が大き過ぎるとストライプドドメインが生じ、良好
な表示を実現できないため、液晶材料による臨界d/p
マージンを予め確認しておき、セル厚dと液晶の自発ね
じれピッチpの比を調整する必要がある。The value of d / p is not particularly limited to the above value. For example, in the above case, it may be 0.42 or more and 0.91 or less. However, depending on the liquid crystal material used, d / p
Is too large, a striped domain occurs, and good display cannot be realized.
It is necessary to check the margin in advance and adjust the ratio between the cell thickness d and the spontaneous twist pitch p of the liquid crystal.
【0045】また、液晶の弾性定数を、光学特性におよ
ぼす影響を拡張ジョーンズマトリクス法に基づいた計算
により評価した。ただし、ジョーンズマトリクス法は偏
光光学系しか扱えないため、自然光の反射率を、ねじれ
た液晶中の2つの固有モードである右円偏光と左円偏光
とに分けて計算し、それぞれの反射率の平均値を求める
ことで第1前提液晶表示素子のGH液晶の光学特性を評
価した。その結果、図3に示すように、同じオン状態の
電圧を印加するとき、スプレイの弾性定数k11の絶対値
が小さいほど反射率が高く、明るい表示が得られること
がわかった。そのため、一定の印加電圧でより明るい表
示を得ようとすれば、k11の値は小さい程良い。具体的
には、k11の値は、10ピコニュートン(pN)以下が
望ましい。さらに、図4に示すように、同じオン状態の
電圧を印加する時、ベンドとスプレイとの弾性定数の比
k33/k11の値が小さいほど反射率が高く、明るい表示
が得られることがわかる。そのため、一定の印加電圧で
より明るい表示を得ようとすれぱ、k33/k11の値は小
さい程良い。具体的には、その比の値は1.27以下が
望ましい。The effect of the liquid crystal elastic constant on the optical properties was evaluated by calculation based on the extended Jones matrix method. However, since the Jones matrix method can only handle polarization optics, the reflectance of natural light is calculated by dividing it into two eigenmodes, right circularly polarized light and left circularly polarized light, in the twisted liquid crystal. The optical characteristics of the GH liquid crystal of the first premise liquid crystal display element were evaluated by obtaining the average value. As a result, as shown in FIG. 3, when a voltage of the same on-state, the absolute as value is smaller reflectivity spray elastic constant k 11 is high, it was found that bright display can be obtained. Therefore, in order to obtain a brighter display with a constant applied voltage, the value of k 11, the better small. Specifically, the value of k 11 is desirably 10 piconewtons (pN) or less. Further, as shown in FIG. 4, when the same on-state voltage is applied, the smaller the value of the ratio k 33 / k 11 of the elastic constant between the bend and the spray, the higher the reflectivity and the brighter the display. Understand. Therefore, to obtain a brighter display with a constant applied voltage, the smaller the value of k 33 / k 11 , the better. Specifically, the value of the ratio is desirably 1.27 or less.
【0046】図5は、上記と同様の作製手順によって、
液晶分子のねじれ角を180度および90度にした場合
の反射率の印加電圧衣存性を示したものである(図7に
示すように、180度は電圧印加時の反射率が高いねじ
れ角であり、90度は電圧印加時の反射率が低いねじれ
角である)。図5より、ここで作製した第1前提液晶表
示素子は、電圧印加時の反射率が高く、非常に明るい表
示を実現できることがわかる。FIG. 5 shows the same manufacturing procedure as above.
FIG. 7 shows the applied voltage dependency of the reflectance when the twist angles of the liquid crystal molecules are set to 180 degrees and 90 degrees (as shown in FIG. 7, 180 degrees is the twist angle at which the reflectance is high when the voltage is applied. And 90 degrees is a twist angle where the reflectivity at the time of applying a voltage is low.) FIG. 5 shows that the first premise liquid crystal display element manufactured here has a high reflectance when a voltage is applied and can realize an extremely bright display.
【0047】また、図7から、反射率50%以上となる
ねじれ角の範囲は、0度以上50度以下、および140
度以上250度以下となる。したがって、明るさの点で
好ましいねじれ角は、0度以上50度以下、および14
0度以上250度以下である。また、反射率の極大値
は、原理的にπラジアン周期で現れるため、上記のねじ
れ角の範囲にπラジアンの整数倍を加えたねじれ角も好
ましい。尚、反射率が50%という数値は、通常の新聞
と同程度の明るさであり、非常に見やすい表示が得られ
る。FIG. 7 shows that the range of the torsion angle at which the reflectivity is 50% or more is 0 to 50 degrees, and 140 to 140 degrees.
Degrees or more and 250 degrees or less. Therefore, a preferable twist angle in terms of brightness is 0 degree or more and 50 degrees or less, and 14 degrees or less.
0 degrees or more and 250 degrees or less. Further, since the maximum value of the reflectance appears in principle at a period of π radians, a twist angle obtained by adding an integral multiple of π radians to the above-mentioned range of the twist angle is also preferable. It should be noted that a numerical value with a reflectance of 50% is about the same brightness as that of a normal newspaper, and a very easy-to-read display is obtained.
【0048】一方、コントラストはねじれ角が大きくな
ればなるほど向上する。つまり、電圧無印加時、多色性
色素による光の吸収がねじれ角が大きくなるほどより効
果的に行われ、反射光強度を入射光強度に比べて非常に
小さくでき、暗表示がより暗くなりコントラストが向上
する。しかしながら、その一方、ねじれ角が大きくなる
ほど上記したd/pのマージンが狭くなり、ヒステリシ
スを生じる。On the other hand, the contrast improves as the twist angle increases. In other words, when no voltage is applied, the absorption of light by the polychromatic dye is more effectively performed as the twist angle increases, the reflected light intensity can be made much smaller than the incident light intensity, and the dark display becomes darker and the contrast becomes darker. Is improved. However, on the other hand, as the torsion angle increases, the margin of d / p described above becomes narrower, and hysteresis occurs.
【0049】そこで、これらを考慮すると、反射型液晶
表示素子に適し、明るく、高コントラストで中間調表示
も可能なねじれ角は、140度以上250度以下の範囲
が好ましいと言える。In view of the above, it can be said that the twist angle suitable for the reflection type liquid crystal display element, which is bright, has high contrast, and is capable of halftone display is preferably in the range of 140 to 250 degrees.
【0050】図6に、第1前提液晶表示素子の反射率の
印加電圧依存性を示す。このグラフから急峻な閾特性を
実現できて、明るく高コントラストを実現できることが
わかる。FIG. 6 shows the applied voltage dependence of the reflectance of the first premise liquid crystal display element. From this graph, it can be seen that a steep threshold characteristic can be realized and a bright and high contrast can be realized.
【0051】しかも、第1前提液晶表示素子の場合、反
射面がほぼ平坦な鏡面反射板2と散乱板4との組み合わ
せを用いたので、反射層に凹凸を形成する必要がない。
そのため、240度のねじれ角といったd/pのマージ
ンの狭い領域で、液晶分子を設定通りのねじれ角に良好
に配向させることができる。その結果、電圧をかけたと
きにストライプドドメインを発生させるようなことな
く、良好な表示を実現できる。Moreover, in the case of the first premise liquid crystal display element, since the combination of the specular reflection plate 2 and the scattering plate 4 having a substantially flat reflection surface is used, there is no need to form irregularities on the reflection layer.
Therefore, the liquid crystal molecules can be favorably aligned to the set twist angle in a narrow region of d / p margin such as a twist angle of 240 degrees. As a result, good display can be realized without generating a striped domain when a voltage is applied.
【0052】また、散乱板4によって、鏡面反射板2に
よる外界の写り込みや、視野範囲が狭くなる問題も解消
され、広い視野範囲のものとなり、大容量表示に適した
ものである。また、鏡面反射板2は、製造が容易である
という優れた特徴も有する。Further, the scattering plate 4 eliminates the problem of the reflection of the external world by the specular reflection plate 2 and the problem of narrowing the visual field range, and has a wide visual field range, which is suitable for large-capacity display. The specular reflector 2 also has an excellent feature that it is easy to manufacture.
【0053】尚、第1前提液晶表示素子では、240度
ねじれたGH液晶としたので、十分な明るさとコントラ
ストを得ながらヒステリシスが発生せず、中間調が表示
できるが、ねじれ角はこれに限定されるものではなく、
中間調を表示しないのであれば、両方の基板界面で液晶
分子を垂直配向させ、多色性染料を添加したカイラルネ
マティック液晶を用いたモードも使用できる。In the first premise liquid crystal display element, since the GH liquid crystal is twisted 240 degrees, halftone can be displayed without obtaining hysteresis while obtaining sufficient brightness and contrast, but the twist angle is limited to this. Is not
If a halftone is not displayed, a mode using a chiral nematic liquid crystal in which liquid crystal molecules are vertically aligned at both substrate interfaces and a polychromatic dye is added can be used.
【0054】また、ここでは、正の誘電率異方性を示す
液晶材料を用いたが、負の誘電率異方性を有する液晶材
量を用いて、垂直からわずかに傾斜させる配向としても
同様の効果が得られ、この場合は、暗表示においては若
干上記のものにおいて暗さが劣るが、明表示、基板付近
の液晶分子もほぼ垂直に立ち上がるので、光の吸収が殆
どおこらず、さらに明るい表示が得られることとなる。Although a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy is used here, the same applies to the case where the liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy is used and the liquid crystal material is slightly inclined from vertical. In this case, in the dark display, the darkness is slightly inferior to the above, but in the light display, the liquid crystal molecules near the substrate rise almost vertically, so that light absorption hardly occurs and the display is brighter. The display will be obtained.
【0055】さらに、GH液晶層6として、カイラル剤
を添加したGH液晶に光重合性のポリマーを添加して、
液晶をセル内に導入したあとでポリマーを光重合させた
いわゆるポリマーネットワークGH液晶モードも使用で
きる。この場合は、暗表示での光の吸収が十分行われる
ことによりコントラストの良い表示を実現できる。Further, as the GH liquid crystal layer 6, a photopolymerizable polymer is added to a GH liquid crystal to which a chiral agent has been added.
A so-called polymer network GH liquid crystal mode in which the polymer is photopolymerized after the liquid crystal is introduced into the cell can also be used. In this case, display with good contrast can be realized by sufficiently absorbing light in dark display.
【0056】また、GH液晶層6として、カイラル剤を
添加したGH液晶をマイクロカプセル化して樹脂に分散
させ、同様に液晶セルを形成した、いわゆるNCAP方
式を用いても上記と同様の効果を実現できる。The same effect as described above can be achieved by using the so-called NCAP method in which the GH liquid crystal to which the chiral agent is added is microencapsulated and dispersed in a resin to form a liquid crystal cell as the GH liquid crystal layer 6. it can.
【0057】図8に、本実施の形態の反射型液晶表示素
子の前提となる別の反射型液晶表示素子(以下、第2前
提液晶表示素子と称する)の構成を断面図にて示す。
尚、説明の便宜上、先に説明した第1前提液晶表示素子
の場合と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付
記し、その説明を省略する。FIG. 8 shows another reflection type liquid crystal display element (hereinafter referred to as a second type) which is a premise of the reflection type liquid crystal display element of the present embodiment.
(Referred to as a liquid crystal display element) is shown in a sectional view.
For convenience of explanation, the first prerequisite liquid crystal display element described above is used.
Members having the same functions as in the case of
And description thereof is omitted .
【0058】図8に示すように、第2前提液晶表示素子
は、GH液晶セル62とこのGH液晶セル62に接続さ
れた変調制御手段50とから構成されている。As shown in FIG. 8, the second premise liquid crystal display element comprises a GH liquid crystal cell 62 and modulation control means 50 connected to the GH liquid crystal cell 62.
【0059】GH液晶セル62は、所定の間隔で対向し
て配された透明基板1a,1bを有しており、透明基板
1aの透明基板1bとの対向面には、鏡面反射板12が
設けられ、その上には光学的に複屈折を有する複屈折層
である1/4波長板(以下、λ/4板と称する)7、透
明電極5a、液晶分子の配向方向を制御するための配向
膜3aがこの順に形成されている。ここでは、上記λ/
4板7は、波長550nmでλ/4条件を満たすように
設定されている。また、透明基板1bの透明基板1aと
の対向面には、散乱板4、透明電極5b、液晶分子の配
向方向を制御するための配向膜3bがこの順に設けられ
ている。そして、上記配向膜3a,3b間には、多色性
色素とカイラル剤とを混入した前述と同様の、GH液晶
層6が挟持されている。The GH liquid crystal cell 62 has transparent substrates 1a and 1b opposed to each other at a predetermined interval, and a mirror reflector 12 is provided on a surface of the transparent substrate 1a facing the transparent substrate 1b. A quarter-wave plate (hereinafter referred to as a λ / 4 plate) 7 which is a birefringent layer having optical birefringence, a transparent electrode 5a, and an alignment for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules are formed thereon. The films 3a are formed in this order. Here , the above λ /
The four plates 7 are set so as to satisfy the λ / 4 condition at a wavelength of 550 nm. On the surface of the transparent substrate 1b facing the transparent substrate 1a, a scattering plate 4, a transparent electrode 5b, and an alignment film 3b for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules are provided in this order. The GH liquid crystal layer 6 containing a polychromatic dye and a chiral agent is sandwiched between the alignment films 3a and 3b.
【0060】変調制御手段50は、上記GH液晶セル6
2における透明電極5a及び透明電極5bに接続されて
おり、透明電極5a,5b間に印加される電圧による外
場である電界でGH液晶層6の配向状態を制御し、反射
光の光強度を変調制御するようになっている。The modulation control means 50 controls the GH liquid crystal cell 6
2, the orientation state of the GH liquid crystal layer 6 is controlled by an electric field which is an external field by a voltage applied between the transparent electrodes 5a and 5b, and the light intensity of the reflected light is reduced. The modulation is controlled.
【0061】上記構成を有する第2前提液晶表示素子の
GH液晶セル62の製造方法の一例を説明する。An example of a method for manufacturing the GH liquid crystal cell 62 of the second premise liquid crystal display device having the above configuration will be described.
【0062】透明基板1a,1bとしては、先に説明し
た第1前提液晶表示素子と同様のものを用いることがで
き、透明基板1aとなるガラス基板上に、第1前提液晶
表示素子の鏡面反射板2の場合と同様の手法で鏡面反射
板12を形成する。次いで、鏡面反射板12の上に、配
向膜(図示せず)をスピンコート法により均一に形成
し、焼成後ラビングを施し、さらに、その上にアクリル
系の液晶性高分子溶液を塗布成膜し、ガラス転移温度以
上に加熱した後徐冷することでλ/4板7を形成する。
尚、λ/4板7の形成方法は、上記の手法に限るもので
はなく、例えば、特開平7−72331号公報に開示さ
れているように、λ/4のリタデーションを持つ、ポリ
カーボネートや、ポリビニルアルコール樹脂からなる高
分子フィルムを、透明な粘着剤により貼り付けることで
も得られる。λ/4板7は、波長550nmで1/4波
長条件を満たすように設計しており、具体的には光学的
なリタデーションが概略140nmになるように膜厚を
調整する。The transparent substrates 1a and 1b have been described earlier.
The first can be used as assumptions liquid crystal display device similar to the, on a glass substrate serving as a transparent substrate 1a, a first assumption crystal was
The specular reflector 12 is formed in the same manner as in the case of the specular reflector 2 of the display element . Next, an alignment film (not shown) is uniformly formed on the specular reflection plate 12 by spin coating, baked, rubbed, and further coated with an acrylic liquid crystalline polymer solution. Then, the λ / 4 plate 7 is formed by heating the glass transition temperature or higher and then gradually cooling it.
The method of forming the λ / 4 plate 7 is not limited to the above-described method. For example, as disclosed in JP-A-7-72331, polycarbonate or polyvinyl having a λ / 4 retardation is used. It can also be obtained by attaching a polymer film made of an alcohol resin with a transparent adhesive. The λ / 4 plate 7 is designed to satisfy the 波長 wavelength condition at a wavelength of 550 nm, and specifically, adjusts the film thickness so that the optical retardation becomes approximately 140 nm.
【0063】一方、透明基板1b上には、散乱板4を第
1前提液晶表示素子と同様の手法により形成し、さらに
ITO膜をスパッタ法によって形成することで、透明電
極5bを形成する。配向膜3a,3bも、第1前提液晶
表示素子と同様の手法により形成する。但し、透明基板
1aと透明基板1bとの各ラビング方向は、液晶分子が
180度のねじれ角で配向されるように互いに平行とす
る。On the other hand, the scattering plate 4 is placed on the transparent substrate 1b .
(1) The transparent electrode 5b is formed by a method similar to that of the liquid crystal display element, and further, an ITO film is formed by a sputtering method. The alignment films 3a and 3b are also made of the first prerequisite liquid crystal.
It is formed by the same method as the display element . However, the rubbing directions of the transparent substrate 1a and the transparent substrate 1b are parallel to each other so that the liquid crystal molecules are oriented at a twist angle of 180 degrees.
【0064】その後、第1前提液晶表示素子と同様の手
法で、透明基板1a,1bとを貼り合わせ、基板1a,
1b間に、真空脱気によりGH液晶層6となる液晶を注
入し、これにてGH液晶セル62を作製する。Thereafter, the transparent substrates 1a and 1b are bonded together in the same manner as the first premise liquid crystal display element, and the substrates 1a and 1b are bonded together.
Between 1b, a liquid crystal which becomes the GH liquid crystal layer 6 by vacuum degassing is injected, and thereby a GH liquid crystal cell 62 is manufactured.
【0065】GH液晶層6の間隔は、ここでも5μmに
設定したが、特に制限されるものではなく十分な吸収が
得られ、実用的な応答速度が得られる厚さであれば良
く、通常は1〜20μm程度が良い。The distance between the GH liquid crystal layers 6 is set to 5 μm in this case, but is not particularly limited and may be any thickness as long as sufficient absorption can be obtained and a practical response speed can be obtained. About 1 to 20 μm is good.
【0066】ここでは、波長550nmで1/4波長条
件を満たすようにλ/4板7を形成している。これは、
最も視感度の高い波長で最適化することで、視感度コン
トラストを良好にするためである。そして、このように
一様なリタデーションとすることで、製造プロセスが簡
便で量産性に優れるという利点がある。Here, the λ / 4 plate 7 is formed so as to satisfy the 波長 wavelength condition at a wavelength of 550 nm. this is,
This is because the luminosity contrast is improved by optimizing at the wavelength having the highest luminosity. The uniform retardation has the advantage that the manufacturing process is simple and the mass productivity is excellent.
【0067】上記構成の第2前提液晶表示素子では、正
の誘電率異方性を有する液晶材料を用いているので、電
圧無印加時、透明基板1b側からGH液晶層6に入射し
た光の色素分子に平行な成分は吸収され、色素分子に垂
直な成分は吸収されずに透過する。そのため、透過した
光は強く偏光されてλ/4板7に入射することになる。
吸収されなかった光はλ/4板7の光軸に45度の角度
で入射し、λ/4板7の光学的位相差によって円偏光に
変換される。さらに、鏡面反射板12によって反射され
た円偏光はもう一度λ/4板7を通ることによって直線
偏光に変換される。このとき、偏光方向は90度回転さ
れ、色素分子に平行な方向に変換されている。そのた
め、再びGH液晶層6を通過する際に強く吸収され、反
射光強度は入射光強度に比較して非常に小さくなり、暗
表示となる。Since the liquid crystal display element having the above-described configuration uses a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy, the light incident on the GH liquid crystal layer 6 from the transparent substrate 1b side when no voltage is applied. Components parallel to the dye molecule are absorbed, and components perpendicular to the dye molecule are transmitted without being absorbed. Therefore, the transmitted light is strongly polarized and enters the λ / 4 plate 7.
The light that has not been absorbed enters the optical axis of the λ / 4 plate 7 at an angle of 45 degrees and is converted into circularly polarized light by the optical phase difference of the λ / 4 plate 7. Further, the circularly polarized light reflected by the specular reflector 12 is converted into linearly polarized light by passing through the λ / 4 plate 7 once again. At this time, the polarization direction is rotated by 90 degrees and converted to a direction parallel to the dye molecules. Therefore, it is strongly absorbed when passing through the GH liquid crystal layer 6 again, and the intensity of the reflected light is much smaller than the intensity of the incident light, and a dark display is obtained.
【0068】一方、電圧印加時は、液晶分子とともに色
素分子も立ち上がり、GH液晶層6に入射した光は吸収
されずに透過し、ほとんど偏光されずにλ/4板7に入
射する。そして、吸収されなかった光はλ/4板7で偏
光されずに鏡面反射板12によって反射され、再びλ/
4板7を通過して、GH液晶層6に入る。このときも光
は色素分子により吸収されず、入射した光はそのまま出
射することとなる。すなわち、この場合はλ/4板7は
効果を失い、吸収を大きくすることには殆ど寄与しな
い。このため明表示となる。On the other hand, when a voltage is applied, the dye molecules rise together with the liquid crystal molecules, and the light incident on the GH liquid crystal layer 6 is transmitted without being absorbed, and is incident on the λ / 4 plate 7 with almost no polarization. The light that has not been absorbed is not polarized by the λ / 4 plate 7 but is reflected by the specular reflection plate 12 and again
After passing through the four plates 7, it enters the GH liquid crystal layer 6. At this time, the light is not absorbed by the dye molecules, and the incident light is emitted as it is. That is, in this case, the λ / 4 plate 7 loses its effect and hardly contributes to increasing the absorption. Therefore, the display is bright.
【0069】このようにして表示が行われる際、従来の
凹凸を有する反射板では、反射の際に偏光解消効果によ
り偏光が保存されないため、理想的な動作が得られず、
コントラストが悪化するという問題を有していた。しか
しながら、上記第2前提液晶表示素子では、鏡面反射板
12としたので、λ/4板7にて円偏光された光は、円
偏光として反射され、再びλ/4板7を通過するとき
に、正確に90度回転された直線偏光となる。したがっ
て、反射による偏光解消効果がほとんど生じないため理
想的な動作を実現でき低消費電力で、高コントラストな
反射型液晶表示素子を実現できる。When a display is performed in this manner, the conventional reflector having unevenness does not preserve the polarized light due to the depolarizing effect at the time of reflection, so that an ideal operation cannot be obtained.
There was a problem that the contrast deteriorated. However, in the above-described second premise liquid crystal display element , since the mirror reflection plate 12 is used, the light circularly polarized by the λ / 4 plate 7 is reflected as circularly polarized light, and when the light passes through the λ / 4 plate 7 again. , Resulting in linearly polarized light that is rotated exactly 90 degrees. Therefore, since the depolarization effect due to reflection hardly occurs, an ideal operation can be realized, and a reflection type liquid crystal display device with low power consumption and high contrast can be realized.
【0070】図9に、上記のように作製した第2前提液
晶表示素子の反射率の印加電圧依存性を示す。このグラ
フから急峻な閾特性を実現できて、明るく高コントラス
トを実現できることがわかる。FIG. 9 shows the applied voltage dependence of the reflectance of the second prerequisite liquid crystal display element produced as described above. From this graph, it can be seen that a steep threshold characteristic can be realized and a bright and high contrast can be realized.
【0071】また、図10に、240度ねじったGH液
晶層にλ/4板を組み合わせものと、平行配向させたG
H液晶層にλ/4板を組み合わせたものとの、400n
m〜700nmの波長領域における反射率を示す。平行
配向とねじれ配向とにおいては、電圧印加時の明表示の
反射率は余り変わらない。しかしながら、電圧無印加時
の暗表示の反射率は両者で大きく異なる。従来技術であ
る平行配向の場合、波長400nm〜500nm、波長
600〜700nmあたりの吸収が悪く、暗表示が黒色
ではなく紫色になる。そのため、暗表示が良好とは言え
ず、コントラストも悪くなる。図11に、両者の400
nm〜700nmの波長領域におけるコントラストを示
す。FIG. 10 shows a combination of a GH liquid crystal layer twisted 240 degrees with a λ / 4 plate and a G liquid crystal layer having a parallel orientation.
400n with the combination of H liquid crystal layer and λ / 4 plate
The reflectance in a wavelength range of m to 700 nm is shown. In the parallel orientation and the twist orientation, the reflectance of a bright display when a voltage is applied does not change much. However, the reflectance of dark display when no voltage is applied is greatly different between the two. In the case of the conventional parallel alignment, the absorption at wavelengths of 400 nm to 500 nm and 600 to 700 nm is poor, and the dark display becomes purple instead of black. For this reason, the dark display cannot be said to be good, and the contrast becomes poor. FIG.
5 shows a contrast in a wavelength region of nm to 700 nm.
【0072】以上の結果から、GH液晶層にλ/4板を
備えた素子構成においても、ねじれ角を140度以上2
50度以下に設定することで、色付きのない暗(黒)表
示が実現され、さらにコントラストが大きく改善される
ことがわかる。From the above results, even in the device configuration in which the GH liquid crystal layer is provided with a λ / 4 plate, the twist angle is 140 ° or more and 2 ° or more.
It can be seen that by setting the angle to 50 degrees or less, dark (black) display without coloring is realized, and the contrast is greatly improved.
【0073】また、図12に、GH液晶のねじれ角を一
定にして、λ/4板がある液晶表示素子とλ/4板が設
けられていない液晶表示素子の各反射率の印加電圧依存
性を調べた結果を示す。この図から、GH液晶をねじる
ことに加えてλ/4板を設けることで、さらに閾特性が
急峻になり、同程度の印加電圧でさらに良好なコントラ
ストを実現できることがわかる。FIG. 12 shows that the torsion angle of the GH liquid crystal is constant, and that the reflectance of the liquid crystal display element having a λ / 4 plate and the liquid crystal display element having no λ / 4 plate are applied voltage dependency. The result of having investigated is shown. From this figure, it can be seen that by providing a λ / 4 plate in addition to twisting the GH liquid crystal, the threshold characteristics become steeper, and a better contrast can be realized with the same applied voltage.
【0074】尚、ここでは、明るさを優先させてコント
ラストを高くするために、ねじれ角を180度に設定し
ているが、図10、図11にて例示したもののように、
ねじれ角を増やすことでさらに高コントラストな表示を
実現できる。Here, the twist angle is set to 180 degrees in order to give priority to brightness and increase contrast, but as shown in FIG. 10 and FIG.
An even higher contrast display can be realized by increasing the twist angle.
【0075】図13に、本実施の形態の反射型液晶表示
素子の構成を断面図にて示す。尚、説明の便宜上、先に
説明した第1前提液晶表示素子、第2前提液晶表示素子
の場合と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付
記し、その説明を省略する。FIG. 13 is a sectional view showing the structure of the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment. For convenience of explanation, first
The first and second liquid crystal display elements described above
Members having the same functions as in the case of
And description thereof is omitted .
【0076】図13に示すように、本液晶表示素子は、
GH液晶セル63とこのGH液晶セル63に接続された
変調制御手段50とから構成されている。As shown in FIG. 13, the present liquid crystal display element
It comprises a GH liquid crystal cell 63 and modulation control means 50 connected to the GH liquid crystal cell 63.
【0077】GH液晶セル63は、前述の第2前提液晶
表示素子のGH液晶セル62と、以下の2点が異なるだ
けで、それ以外は同様の構成を有している。つまり、一
つは、透明基板1bに設けられた散乱板4と透明電極5
bとの間に、赤(R),緑(G),青(B)の各色に対
応したカラーフィルタ15(15a,15b,15c)
が介在されている点である。もう一つは、λ/4板7’
(7a’,7b’,7c’)の1/4波長条件を与える
光学的なリタデーションが、赤、緑および青の各画素で
変えられている点である。赤、緑および青の各波長で1
/4波長条件を与えるリタデーションは異なるため、各
色の波長に応じて1/4波長条件を与えるリタデーショ
ンとすることで、カラー表示において、より良好な表示
を実現できる。The GH liquid crystal cell 63 is provided with the aforementioned second prerequisite liquid crystal.
It has the same configuration as the GH liquid crystal cell 62 as a display element except for the following two points. That is, one is the scattering plate 4 and the transparent electrode 5 provided on the transparent substrate 1b.
b, a color filter 15 (15a, 15b, 15c) corresponding to each color of red (R), green (G), and blue (B)
Is interposed. The other is a λ / 4 plate 7 '
The point is that the optical retardation giving the quarter wavelength condition of (7a ', 7b', 7c ') is changed for each of the red, green, and blue pixels. 1 for each wavelength of red, green and blue
Since the retardation that gives the 波長 wavelength condition is different, by setting the retardation that gives the と す る wavelength condition according to the wavelength of each color, better display can be realized in color display.
【0078】上記GH液晶セル63は、上記λ/4板
7’を除けば、ほぼ第2前提液晶表示素子のGH液晶セ
ル62と同様の手法で作製される。したがって、ここで
は、上記λ/4板7’の作製方法を図14(a)〜
(i)を参照して説明する。尚、図においては、鏡面反
射板12は省略されている。The GH liquid crystal cell 63 is manufactured in substantially the same manner as the GH liquid crystal cell 62 of the second premise liquid crystal display element , except for the λ / 4 plate 7 ′. Therefore, here, the method of manufacturing the λ / 4 plate 7 ′ will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to (i). It should be noted that the specular reflector 12 is omitted in the figure.
【0079】透明基板1aの上に、鏡面反射板を形成し
た後、同図(a)に示すように、鏡面反射板上に、赤の
波長に対して1/4波長となるようなリタデーションを
有するように膜厚を調整してλ/4板7’となるアクリ
ル性の高分子液晶溶液を塗布成膜する。ここでは、厚さ
は約2μmとする。このようにして作製した高分子液晶
層32上に、酸素プラズマ耐性の高いフォトレジスト3
0を全面に塗布し、赤と緑の画素部分をフォトマスク3
1でマスクして、露光する。After a specular reflector is formed on the transparent substrate 1a, as shown in FIG. 7A, a retardation is applied to the specular reflector so that the wavelength becomes 1/4 wavelength with respect to the red wavelength. An acrylic high polymer liquid crystal solution to be a λ / 4 plate 7 ′ is formed by adjusting the film thickness so as to form a film. Here, the thickness is about 2 μm. A photoresist 3 having high oxygen plasma resistance is formed on the polymer liquid crystal layer 32 thus manufactured.
0 is applied to the entire surface, and the red and green pixel portions are
Exposure is performed by masking with 1.
【0080】次いで、現像により、同図(b)に示すよ
うに、青の画素部分のフォトレジスト30のみ除去す
る。その後、同図(c)に示すように、酸素プラズマに
よるドライエッチングによって、青の画素部分の高分子
液晶層32を、赤の画素部分の高分子液晶層32のリタ
デーションが25nm程度減ずるだけ(緑の波長に応じ
たリタデーションを有する膜厚と青の波長に応じたリタ
デーションを有する膜厚の差分)エッチングを行う。こ
こでは、0.31μmのエッチングを行い、その後、同
図(d)に示すように、残りのフォトレジスト30を除
去する。Next, only the photoresist 30 in the blue pixel portion is removed by development as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 3 (c), by dry etching using oxygen plasma, the polymer liquid crystal layer 32 in the blue pixel portion is reduced by only about 25 nm in retardation of the polymer liquid crystal layer 32 in the red pixel portion (green). (A difference between a film thickness having a retardation corresponding to the wavelength of the blue light and a film thickness having a retardation corresponding to the wavelength of the blue light). Here, etching of 0.31 μm is performed, and then the remaining photoresist 30 is removed as shown in FIG.
【0081】次に、同図(e)に示すように、再びフォ
トレジスト30を全面に塗布し、赤の画素部分のみをフ
ォトマスク31でマスクして、露光する。そして、現像
により、同図(f)に示すように、青と緑の画素部分の
フォトレジスト30を除去する。その後、同図(g)に
示すように、酸素プラズマによるドライエッチングによ
って、青及び緑の画素部分の高分子液晶層32のリタデ
ーションがさらに25nm程度減ずるだけ(赤の波長に
応じたリタデーションを有する膜厚と緑の波長に応じた
リタデーションを有する膜厚の差分)エッチングを行
う。Next, as shown in FIG. 9E, a photoresist 30 is applied again on the entire surface, and only the red pixel portion is masked with a photomask 31 and exposed. Then, the photoresist 30 in the blue and green pixel portions is removed by development as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 3G, the retardation of the polymer liquid crystal layer 32 in the blue and green pixel portions is further reduced by about 25 nm by dry etching using oxygen plasma (a film having a retardation corresponding to the red wavelength). (Difference between thickness and thickness having retardation according to green wavelength) etching is performed.
【0082】これにより、画素毎に異なるリタデーショ
ンを有するλ/4板7’が形成される。そして、同図
(h)に示すように、残りのフォトレジスト30を除去
した後、同図(i)に示すように、光学的に異方性を示
さない熱硬化性樹脂33を3μm程度塗布し、表面を平
坦化する。As a result, a λ / 4 plate 7 ′ having a different retardation for each pixel is formed. Then, as shown in FIG. 3H, after removing the remaining photoresist 30, a thermosetting resin 33 having no optical anisotropy is applied by about 3 μm as shown in FIG. And flatten the surface.
【0083】このようにして作製したλ/4板7’の、
青色に対応する層7c’のリタデーションは約113n
m、緑色に対応する層7b’部分が138nm、赤色に
対応する層7a’が163nmであり、それぞれ452
nm、552nmおよび652nmの波長に対して1/
4波長条件を満たすものである。The thus manufactured λ / 4 plate 7 ′
The retardation of the layer 7c 'corresponding to blue is about 113n.
m, the layer 7b 'corresponding to green has a thickness of 138 nm, and the layer 7a' corresponding to red has a thickness of 163 nm.
nm, 552 nm and 652 nm.
This satisfies the four wavelength conditions.
【0084】その後、λ/4板7’の青、緑および赤の
各層7c’,7b’,7a’に対応するように青、緑お
よび赤のカラーフィルタ15c,15b,15aを対応
させ、位置合わせした後、前述の第2前提液晶表示素子
と同様の手法によりGH液晶セルを構成してカラー表示
可能な液晶表示素子を作製する。Thereafter, the blue, green and red color filters 15c, 15b and 15a are made to correspond to the blue, green and red layers 7c ', 7b' and 7a 'of the λ / 4 plate 7', respectively. After the alignment, a GH liquid crystal cell is formed by the same method as the above-described second premise liquid crystal display element to manufacture a liquid crystal display element capable of color display.
【0085】これによれば、明るく、かつコントラスト
が良くて色再現性の良いカラー表示可能な反射型液晶表
示素子を実現できる。According to this, it is possible to realize a reflective liquid crystal display device which is bright and has good contrast and color display with good color reproducibility.
【0086】〔実施の形態2〕 本発明の実施の他の形態について、図15、図16に基
づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説明の便宜
上、前記実施の形態にて示した部材と同一の機能を有す
る部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略す
る。[0086] For another embodiment of the [Embodiment 2] The present invention, FIG. 15, it will be described with reference to FIG. 16, as follows. For the sake of convenience, members having the same functions as those described in the above embodiment will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0087】図15に、本実施の形態の反射型液晶表示
素子の前提となる反射型液晶表示素子(以下、第3前提
液晶表示素子と称する)の構成を断面図にて示す。FIG. 15 shows a reflection type liquid crystal display element (hereinafter referred to as a third assumption) which is a premise of the reflection type liquid crystal display element of the present embodiment.
(Referred to as a liquid crystal display element) is shown in a sectional view.
【0088】図15に示すように、第3前提液晶表示素
子は、液晶セル64とこの液晶セル64に接続された変
調制御手段50とから構成されている。As shown in FIG. 15, the third premise liquid crystal display element comprises a liquid crystal cell 64 and modulation control means 50 connected to the liquid crystal cell 64.
【0089】液晶セル64は、所定の間隔で対向して配
された一対の透明基板1a,1bを有しており、透明基
板1aにおける透明基板1bとの対向面には、平坦な反
射面を有し偏光を保存し得る鏡面反射板12が設けら
れ、さらにその上には光学的に複屈折を有する複屈折層
である位相差板(位相差層)16、透明電極5a、液晶
分子の配向方向を制御するための配向膜3aが形成され
ている。また、透明基板1bにおける透明基板1aとの
対向面には、光を散乱させる散乱層である散乱板4が設
けられ、さらにその上には偏光子17、透明電極5b、
液晶分子の配向方向を制御するための配向膜3bが同順
に形成されている。そして、上記配向膜3a,3b間に
は、光学的に複屈折を示す液晶層18が挟持されてい
る。The liquid crystal cell 64 has a pair of transparent substrates 1a and 1b opposed to each other at a predetermined interval. A flat reflecting surface is provided on the transparent substrate 1a facing the transparent substrate 1b. And a specular reflection plate 12 capable of preserving polarized light, on which a retardation plate (retardation layer) 16, which is a birefringent layer having optically birefringence, a transparent electrode 5a, alignment of liquid crystal molecules is provided. An alignment film 3a for controlling the direction is formed. A scattering plate 4 which is a scattering layer for scattering light is provided on a surface of the transparent substrate 1b facing the transparent substrate 1a, and a polarizer 17, a transparent electrode 5b,
Alignment films 3b for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules are formed in the same order. A liquid crystal layer 18 that exhibits optical birefringence is sandwiched between the alignment films 3a and 3b.
【0090】このような散乱板4、偏光子17をセル内
に設けることにより、透明基板1bの厚みによる視差が
無くなる。また、位相差板16の配設位置は、上記のよ
うな鏡面反射板12と液晶層18との間、又は液晶層1
8と偏光子17との間となる。By providing such a scattering plate 4 and a polarizer 17 in a cell, parallax due to the thickness of the transparent substrate 1b is eliminated. The position of the retardation plate 16 may be between the specular reflection plate 12 and the liquid crystal layer 18 as described above, or the liquid crystal layer 1.
8 and the polarizer 17.
【0091】また、上記位相差板16を形成するにあた
り、ここでは、波長550nmで設計している。これ
は、最も視感度の高い波長で最適化することで、視感度
コントラストを良好にするためである。このように一様
なリタデーションとすることで、製造プロセスが簡便で
量産性に優れるという利点がある。In forming the phase difference plate 16 , the wavelength is set to 550 nm here . This is because the luminosity contrast is improved by optimizing at the wavelength having the highest luminosity. Such uniform retardation has an advantage that the manufacturing process is simple and excellent in mass productivity.
【0092】変調制御手段50は、上記液晶セル64に
おける透明電極5a,5bに接続されており、透明電極
5a,5b間に印加される電圧による外場である電界で
液晶層18の配向状態を制御し、反射光の光強度を変調
制御するようになっている。The modulation control means 50 is connected to the transparent electrodes 5a and 5b in the liquid crystal cell 64, and changes the alignment state of the liquid crystal layer 18 by an electric field which is an external field by a voltage applied between the transparent electrodes 5a and 5b. Control and modulation control of the light intensity of the reflected light.
【0093】第3前提液晶表示素子の液晶セル64の作
製方法は、液晶層18に多色性を示す色素とカイラル剤
が添加されていないこと、偏光子17を用いているこ
と、及び複屈折層としてλ/4板7’ではなく位相差板
16が設けられている点を除けば実施の形態1の液晶表
示素子と同様であるので、ここでは、偏光子17の作製
方法について述べる。 Third Assumption The method of manufacturing the liquid crystal cell 64 of the liquid crystal display element is that the liquid crystal layer 18 does not contain a dye exhibiting polychromaticity and a chiral agent, uses the polarizer 17, and has a birefringence. The liquid crystal display according to the first embodiment except that a retardation plate 16 is provided instead of the λ / 4 plate 7 ′ as a layer.
Since it is the same as the illustrated element , a method for manufacturing the polarizer 17 will be described here.
【0094】偏光子17は、多色性を有する色素、例え
ばヨウ素等をPVA(ポリビニルアルコール)に分散さ
せ、これをシート状に加工した後一軸延伸することで偏
光膜を形成し、この偏光膜を、紫外線硬化型の樹脂を用
いて、散乱板4が形成されている透明基板1b上に貼り
付けることで得られる。尚、偏光子の作製方法は上記の
ものに限ることなく、たとえば、特開平7−27076
5号公報に開示されている手法、つまり、基板上に、P
VA、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル等の高分子膜
を塗布して、液晶の配向方向と所定の角度をもつように
ラビング処理を行い、次に、このラビングされた高分子
膜を、ヨウ化カリウム、又はヨウ素をカリウムを混合し
た溶液、又はジスアゾ、トリスアゾ、ジアニシジン系等
の二色性染料を分散した水溶液を塗布、或いは浸すこと
によっても作製できる。The polarizer 17 forms a polarizing film by dispersing a polychromatic dye, for example, iodine or the like, in PVA (polyvinyl alcohol), processing this into a sheet, and uniaxially stretching it. By using an ultraviolet-curable resin on the transparent substrate 1b on which the scattering plate 4 is formed. The method for producing the polarizer is not limited to the above-described method.
The technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 5 (1993), that is, P
A polymer film of VA, polyamideimide, polyvinyl chloride, or the like is applied, and a rubbing treatment is performed so as to have a predetermined angle with the orientation direction of the liquid crystal. Then, the rubbed polymer film is treated with potassium iodide. Alternatively, it can be prepared by applying or dipping a solution in which iodine is mixed with potassium, or an aqueous solution in which a dichroic dye such as disazo, trisazo, or dianisidine is dispersed.
【0095】上記第3前提液晶表示素子の動作原理は、
液晶層18の光学的なリタデーションと位相差板16の
光学的なリタデーションを補償させることにより表示を
行う。例えば、両者のリタデーションが、液晶層18に
電圧を印加しない状態で1/4波長になるように調整す
れば暗表示を実現でき、0か1/2波長になるように調
整すれば明表示を実現できる。この状態で液晶層18に
電圧を印加すれば、両者の合計のリタデーションが変化
し、反射率が変化する。すなわち、上記のように、液晶
層18のリタデーションを変化させることにより、反射
光強度を変調し、表示を行うわけである。The operating principle of the third premise liquid crystal display element is as follows.
The display is performed by compensating the optical retardation of the liquid crystal layer 18 and the optical retardation of the retardation plate 16. For example, a dark display can be realized by adjusting the retardation of both to 1 / wavelength without applying a voltage to the liquid crystal layer 18, and a bright display by adjusting the retardation of both to 0 or 1 / wavelength. realizable. When a voltage is applied to the liquid crystal layer 18 in this state, the total retardation of the two changes, and the reflectance changes. That is, as described above, by changing the retardation of the liquid crystal layer 18, the intensity of the reflected light is modulated to perform display.
【0096】尚、詳細な動作に関しては、例えば特開平
6−11711号公報や、Jpn.J.Appl.Ph
ys.第34巻L177ページに記載されている。液晶
分子がねじれ配向を有している場合は、複屈折性にさら
に旋光性が加わるためさらに複雑な動作となる(詳細に
ついては例えば、Prc.of.Japan Disp
lay’89 Digest ofTec.Peper
192ページ等を参照されたい)。As for the detailed operation, see, for example, JP-A-6-11711 and Jpn. J. Appl. Ph
ys. 34, page L177. When the liquid crystal molecules have a twisted orientation, the operation becomes more complicated because the optical rotation is added to the birefringence (for details, for example, Prc. Of Japan Disp.
layer'89 Digest ofTec. Peper
See page 192).
【0097】上記の第3前提液晶表示素子によれば、偏
光子17を用いるため第1前提液晶表示素子、第2前提
液晶表示素子、及び実施の形態1の液晶表示素子に比べ
て表示は多少暗くなるものの、GH方式に比べてコント
ラストに優れるECBモードを用いているので、コント
ラストや色再現性が良く、また、散乱板4を液晶セル内
に設けているので、視差のない高精細で高品質な反射型
液晶表示素子を実現できる。According to the above third liquid crystal display element, since the polarizer 17 is used, the first liquid crystal display element and the second liquid crystal display element are used .
Although the display is slightly darker than the liquid crystal display element and the liquid crystal display element of Embodiment 1 , the contrast and color reproducibility are good because the ECB mode, which is superior in contrast to the GH method, is used. Since the plate 4 is provided in the liquid crystal cell, a high-definition and high-quality reflective liquid crystal display element having no parallax can be realized.
【0098】図16に、本実施の形態の反射型液晶表示
素子の構成を断面図にて示す。尚、説明の便宜上、先に
説明した第3前提液晶表示素子の場合と同一の機能を有
する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略す
る。FIG. 16 is a sectional view showing the structure of the reflection type liquid crystal display device of the present embodiment. For convenience of explanation, first
It has the same functions as those of the third premise liquid crystal display element described.
The same reference numerals are given to the members to be described, and the description thereof will be omitted.
You .
【0099】図16に示すように、本実施の形態の液晶
表示素子は、液晶セル65とこの液晶セル65に接続さ
れた変調制御手段50とから構成されている。As shown in FIG. 16, the liquid crystal display device of this embodiment comprises a liquid crystal cell 65 and modulation control means 50 connected to the liquid crystal cell 65.
【0100】液晶セル65は、第3前提液晶表示素子の
液晶セル64とは、以下の2点が異なるだけで、それ以
外は同様の構成を有している。つまり、一つは、透明基
板1bに設けられた偏光子17と透明電極5bとの間
に、赤(R),緑(G),青(B)の各色に対応したカ
ラーフィルタ15(15a,15b,15c)が介在さ
れている点である。もう一つは、位相差板16’(16
a’,16b’,16c’)の光学的なリタデーション
が、赤、緑および青の各画素で変化させている点であ
る。赤、緑および青の各波長で最適なリタデーションは
異なるため、各色の波長に応じたリタデーションとする
ことで、カラー表示においてコントラストと共に色再現
性がより良好になる。The liquid crystal cell 65 has the same configuration as the liquid crystal cell 64 of the third premise liquid crystal display element except for the following two points. That is, one is that between the polarizer 17 provided on the transparent substrate 1b and the transparent electrode 5b, the color filters 15 (15a, 15a, 15b, 15c). The other is a retardation plate 16 '(16
a ', 16b', 16c ') is that the optical retardation is changed for each of the red, green and blue pixels. Since the optimum retardation differs for each of the red, green, and blue wavelengths, by setting the retardation according to the wavelength of each color, the color display and the color reproducibility become better in color display.
【0101】液晶層18は複屈折により表示を行うが、
動作原理は第3前提液晶表示素子と基本的に同一である
ので説明は省略する。The liquid crystal layer 18 performs display by birefringence.
The operation principle is basically the same as that of the third prerequisite liquid crystal display element, and the description is omitted.
【0102】上記の液晶セル65は、位相差板16’を
除き、ほぼ第3前提液晶表示素子の液晶セル64と同様
の手法で作製され、位相差板16’は、実施の形態1の
λ/4板7’と同様の手法で作製できる。但し、位相差
板16’の光学的なリタデーションは液晶層18のリタ
デーションによって最適化する必要がある。[0102] The liquid crystal cell 65, retardation plate 16 'except for being manufactured in substantially the third assumption same manner as the liquid crystal cell 64 of the liquid crystal display device, a retardation plate 16', the first embodiment λ It can be manufactured in the same manner as the / 4 plate 7 '. However, the optical retardation of the retardation plate 16 ′ needs to be optimized by the retardation of the liquid crystal layer 18.
【0103】上記の液晶表示素子によれば、第3前提液
晶表示素子に比べ、さらにコントラストや色再現性の良
い高精細で高品質な反射型液晶表示素子を実現できる。According to the above-mentioned liquid crystal display device, a high-definition and high-quality reflective liquid crystal display device having better contrast and color reproducibility than the third prerequisite liquid crystal display device can be realized.
【0104】なお、前述で述べた各前提となる液晶表示
素子、及び各実施の形態の液晶表示素子は、いずれも液
晶セル単独の場合を例示して説明したが、これらをTF
T(Thin Film Transistor) やMIM(Metal-Insulate
r-Metal)等の能動素子と組み合わせることで大容量表示
が行えるのは明らかである。The liquid crystal display, which is the prerequisite for each of the above, is described.
Each of the device and the liquid crystal display device of each embodiment has been described by exemplifying the case of a single liquid crystal cell.
T (Thin Film Transistor) and MIM (Metal-Insulate
Obviously, large-capacity display can be performed by combining with an active element such as r-Metal).
【0105】[0105]
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に記載
の反射型液晶表示素子は、少なくとも一方が透明な一対
の基板と、該一対の基板に挟持された多色性色素を含有
する液晶層と、該液晶層に電圧を印加するための電極
と、上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層との間
に配された散乱層と、上記一対の基板のうちの透明でな
くともよい基板と液晶層との間に配された平坦な反射面
を有する反射層と、該反射層と上記液晶層との間に配さ
れた1/4波長層とを備え、上記1/4波長層の光学的
なリタデーションが、画素ごとにその画素に対応した色
の有する波長に応じて変えられ、かつ、上記液晶層は、
カイラル剤がさらに添加されて液晶分子が一対の基板の
表面に対して垂直な螺旋軸を中心にねじれており、一対
の基板の一方から他方に至る液晶分子のねじれ角が14
0度以上250度以下の範囲にある構成である。As described above, the reflection type liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention contains at least one of a pair of transparent substrates and a polychromatic dye sandwiched between the pair of substrates.
A liquid crystal layer, an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and a liquid crystal layer between the transparent substrate and the liquid crystal layer of the pair of substrates.
And a flat reflective surface disposed between the liquid crystal layer and the substrate, which may not be transparent, of the pair of substrates.
A reflective layer having , and disposed between the reflective layer and the liquid crystal layer.
And a quarter-wave layer, the optical retardation of the 1/4 wavelength layer is changed in accordance with a wavelength having a color corresponding to the pixel for each pixel, and the liquid crystal layer,
A chiral agent is further added so that the liquid crystal molecules
Twisted about a helical axis perpendicular to the surface,
The twist angle of the liquid crystal molecules from one side of the substrate to the other is 14
The configuration is in a range of 0 degree or more and 250 degrees or less .
【0106】これにより、十分なコントラストを有し、
色再現性の良好な多色カラー表示可能な反射型液晶表示
素子を実現できるという効果を奏する。 As a result, a sufficient contrast can be obtained.
Reflective liquid crystal display capable of multicolor display with good color reproduction
There is an effect that the element can be realized.
【0107】[0107]
【0108】これにより、明るいGH液晶方式を用いた
反射型液晶表示素子において、効果的なコントラストの
向上を果たし、明るく、かつ高コントラストの優れた反
射型液晶表示素子を実現できるという効果を併せて奏す
る。[0108] Thus, in the reflection type liquid crystal display device using a bright GH liquid crystal system, plays an improved effective contrast, bright, and also to effect an excellent reflection-type liquid crystal display device of high contrast can be realized I'll play it.
【0109】本発明の請求項2に記載の反射型液晶表示
素子は、少なくとも一方が透明な一対の基板と、該一対
の基板に挟持された光学的に複屈折を示す液晶層と、該
液晶層に電圧を印加するための電極と、上記一対の基板
のうちの透明な基板と液晶層との間に配された散乱層
と、該散乱層と液晶層との間に配された偏光子と、上記
一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶層と
の間に配された平坦な反射面を有する反射層と、該反射
層と液晶層との間、又は液晶層と上記偏光子との間の何
れかに配された位相差層とを備え、上記位相差層の光学
的なリタデーションが、画素ごとにその画素に対応した
色の有する波長に応じて変えられている構成である。The reflection type liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention comprises a pair of substrates , at least one of which is transparent.
A liquid crystal layer optically birefringent sandwiched between substrates of
An electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the pair of substrates
Layer disposed between the transparent substrate and the liquid crystal layer
And a polarizer disposed between the scattering layer and the liquid crystal layer,
A substrate which is not required to be transparent among a pair of substrates and a liquid crystal layer;
A reflective layer having a flat reflective surface disposed between
Between the layer and the liquid crystal layer or between the liquid crystal layer and the polarizer
A retardation layer disposed on the substrate, wherein the optical characteristics of the retardation layer
Pixelated retardation for each pixel
The configuration is changed according to the wavelength of the color .
【0110】これにより、十分なコントラストを有し、
色再現性の良好な多色カラー表示可能な反射型液晶表示
素子を実現できるという効果を奏する。 また、これによ
り、コントラストの優れたECBモードの反射型液晶表
示素子において、視差の問題を解決すると共に、リタデ
ーションと反射率との関係において、最大値・最小値を
使用した明表示・暗表示とを可能とし、明るさの向上と
さらなるコントラストの向上を図り、明るく、かつ高コ
ントラストの優れた反射型液晶表示素子を実現できると
いう効果を併せて奏する。 As a result, a sufficient contrast can be obtained.
Reflective liquid crystal display capable of multicolor display with good color reproduction
There is an effect that the element can be realized. In addition, with this, in the reflective liquid crystal display device of the ECB mode having excellent contrast, the problem of parallax is solved, and in the relationship between the retardation and the reflectance, the bright display / dark display using the maximum value / minimum value is realized. , The brightness and the contrast are further improved, and a bright and high-contrast reflection-type liquid crystal display element can be realized.
【0111】本発明の請求項3に記載の反射型液晶表示
素子の製造方法は、少なくとも一方が透明な一対の基板
と、該一対の基板に挟持された液晶層と、該液晶層に電
圧を印加するための電極と、上記一対の基板のうちの透
明でなくともよい基板と液晶層との間に配された反射層
と、1/4波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す
複屈折層とを備え、該複屈折層の光学的なリタデーショ
ンが、赤、緑および青の画素ごとに色の有する波長に応
じて変えられている反射型液晶表示素子の製造方法であ
って、上記複屈折層の作製にあたり、複屈折層となる材
料層の膜厚を赤の波長に応じたリタデーションを有する
ように調整した後、青の画素部分のみを、緑の波長に応
じたリタデーションを有する膜厚と青の波長に応じたリ
タデーションを有する膜厚の差分だけエッチングし、そ
の後、緑と青の各画素部分を、赤の波長に応じたリタデ
ーションを有する膜厚と緑の波長に応じたリタデーショ
ンを有する膜厚の差分だけエッチングするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a reflection type liquid crystal display device, wherein at least one of the substrates is a pair of transparent substrates, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a voltage is applied to the liquid crystal layer. An electrode for applying a voltage, a reflective layer disposed between the liquid crystal layer and the non-transparent substrate of the pair of substrates, and an optically birefringent such as a quarter-wave layer or a retardation layer. A reflective birefringent layer, wherein the optical retardation of the birefringent layer is changed according to the wavelength of the color for each of red, green and blue pixels. In the production of the birefringent layer, after adjusting the thickness of the material layer to be a birefringent layer so as to have a retardation according to the red wavelength, only the blue pixel portion, the retardation according to the green wavelength With film thickness and retardation according to blue wavelength Then, each pixel portion of green and blue is etched by the difference between the film thickness having retardation according to the red wavelength and the film thickness having retardation according to the green wavelength. is there.
【0112】これにより、赤、緑および青の画素ごとに
色の有する波長に応じて変えられている複屈折層を、色
毎に別々に作製する場合よりも少ない工程数で作製する
ことができるので、請求項1、2に記載のカラー表示可
能な反射型液晶表示素子の製造工程を簡素化できるとい
う効果を奏する。Thus, a birefringent layer that is changed according to the wavelength of the color for each of the red, green, and blue pixels can be manufactured in a smaller number of steps than in the case where the birefringent layers are separately manufactured for each color. Therefore, there is an effect that the manufacturing process of the reflective liquid crystal display element capable of color display according to the first and second aspects can be simplified.
【図1】本発明の前提となる反射型液晶表示素子の構成
を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a reflection type liquid crystal display element as a premise of the present invention.
【図2】240度のねじれGH型液晶表示素子における
コントラストの屈折率異方性を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the refractive index anisotropy of contrast in a 240 degree twisted GH type liquid crystal display device.
【図3】スプレイの弾性定数k11をパラメーターとした
ときの反射率の印加電圧依存性を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the applied voltage dependence of the reflectance when the splay elastic constant k 11 is used as a parameter.
【図4】ベンドとスプレイとの弾性定数の比k33/k11
をパラメーターとしたときの反射率の印加電圧依存性を
示すグラフである。FIG. 4: Ratio of elastic constant between bend and spray k 33 / k 11
6 is a graph showing the dependence of the reflectance on the applied voltage when is a parameter.
【図5】GH型液晶表示素子において、液晶のねじれ角
を変化させたときの電圧印加時の反射率の変化を示すグ
ラフである。FIG. 5 is a graph showing a change in reflectance when a voltage is applied when a twist angle of liquid crystal is changed in a GH type liquid crystal display element.
【図6】240度のねじれ角を有する図1の反射型液晶
表示素子における反射率の印加電圧依存性を示すグラフ
である。6 is a graph showing the applied voltage dependence of the reflectance of the reflective liquid crystal display device of FIG. 1 having a twist angle of 240 degrees.
【図7】図1の反射型液晶表示素子における反射率のね
じれ角依存性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the dependence of the reflectance on the torsion angle in the reflective liquid crystal display device of FIG . 1 ;
【図8】本発明の前提となる別の反射型液晶表示素子の
構成を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of another reflection type liquid crystal display element which is a premise of the present invention.
【図9】180度のねじれ角を有する図8の反射型液晶
表示素子における反射率の印加電圧依存性を示すグラフ
である。9 is a graph showing the applied voltage dependence of the reflectance in the reflective liquid crystal display device of FIG. 8 having a twist angle of 180 degrees.
【図10】240度ねじれ角を有する図8の反射型液晶
表示素子と、平行配向したGH液晶層にλ/4板を組み
合わせた反射型液晶表示素子との、反射率の波長依存性
を示すグラフである。10 shows the wavelength dependence of the reflectance of the reflective liquid crystal display device of FIG. 8 having a twist angle of 240 degrees and the reflective liquid crystal display device in which a λ / 4 plate is combined with a parallel-aligned GH liquid crystal layer. It is a graph.
【図11】240度ねじれ角を有する図8の反射型液晶
表示素子と、平行配向したGH液晶層にλ/4板を組み
合わせた反射型液晶表示素子との、コントラストの波長
依存性を示すグラフである。11 is a graph showing the wavelength dependence of the contrast between the reflective liquid crystal display device of FIG. 8 having a twist angle of 240 degrees and the reflective liquid crystal display device in which a λ / 4 plate is combined with a parallel-aligned GH liquid crystal layer. It is.
【図12】図8の反射型液晶表示素子と、この反射型液
晶表示素子と同じねじれ角を有しGH液晶層にλ/4板
を組み合わせない反射型液晶表示素子との、反射率の印
加電圧依存性を示すグラフである。FIG. 12 shows the application of the reflectance between the reflective liquid crystal display device of FIG . 8 and the reflective liquid crystal display device having the same twist angle as the reflective liquid crystal display device and not combining the GH liquid crystal layer with a λ / 4 plate. 5 is a graph showing voltage dependency.
【図13】本発明の実施の形態1における反射型液晶表
示素子の構成を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a reflective liquid crystal display element according to Embodiment 1 of the present invention.
【図14】上記実施の形態1におけるλ/4板の作製方
法を示す工程断面図である。FIG. 14 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the λ / 4 plate in the first embodiment.
【図15】本発明の前提となるさらに別の反射型液晶表
示素子の構成を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration of still another reflection type liquid crystal display element which is a premise of the present invention.
【図16】本発明の実施の形態2における反射型液晶表
示素子の構成を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a reflective liquid crystal display element according to Embodiment 2 of the present invention.
【図17】従来の反射型液晶表示素子の構成を示す要部
の斜視断面図である。FIG. 17 is a perspective sectional view of a main part showing a configuration of a conventional reflective liquid crystal display element.
【図18】従来の他の反射型液晶表示素子の構成を示す
要部の斜視断面図である。FIG. 18 is a perspective sectional view of a main part showing a configuration of another conventional reflection type liquid crystal display element.
1a 透明基板(基板) 1b 透明基板(基板) 2 鏡面反射板(反射層・電極) 3a 配向膜 3b 配向膜 4 散乱板(散乱層) 6 液晶層 7 λ/4板(1/4波長層,複屈折層) 7’ λ/4板(1/4波長層,複屈折層) 12 鏡面反射板(反射層) 15 カラーフィルタ 16 位相差板(位相差層,複屈折層) 16’ 位相差板(位相差層,複屈折層) 17 偏光子 18 液晶層1a Transparent substrate (substrate) 1b Transparent substrate (substrate) 2 Specular reflector (reflection layer / electrode) 3a Alignment film 3b Alignment film 4 Scattering plate (scattering layer) 6 Liquid crystal layer 7 λ / 4 plate (1/4 wavelength layer, birefringent layer) 7 'lambda / 4 plate (1/4 wavelength layer, the birefringent layer) 12 specular reflector (reflective layer) 15 color filter 16 a phase difference plate (phase difference layer, the birefringent layer) 16' retarder (Retardation layer, birefringent layer) 17 polarizer 18 liquid crystal layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−199173(JP,A) 特開 平9−90431(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 510 G02F 1/133 500 G02F 1/137 500 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-199173 (JP, A) JP-A-9-90431 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 510 G02F 1/133 500 G02F 1/137 500
Claims (3)
と、 該液晶層に電圧を印加するための電極と、上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層との間に配
された散乱層と、 上記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶
層との間に配された平坦な反射面を有する反射層と、該反射層と上記液晶層との間に配された 1/4波長層と
を備え、上記1/4波長層 の光学的なリタデーションが、画素ご
とにその画素に対応した色の有する波長に応じて変えら
れ、かつ、上記液晶層は、カイラル剤がさらに添加されて液
晶分子が一対の基板の表面に対して垂直な螺旋軸を中心
にねじれており、一対の基板の一方から他方に至る液晶
分子のねじれ角が140度以上250度以下の範囲にあ
る ことを特徴とする反射型液晶表示素子。1. A pair of substrates, at least one of which is transparent; a liquid crystal layer containing a polychromatic dye sandwiched between the pair of substrates; an electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer ; Between the transparent substrate and the liquid crystal layer.
Scattering layer, a reflective layer having a flat reflective surface disposed between the substrate and the liquid crystal layer which may not be transparent among the pair of substrates, and between the reflective layer and the liquid crystal layer. A quarter-wave layer disposed, wherein the optical retardation of the quarter-wave layer is changed for each pixel according to the wavelength of the color corresponding to the pixel, and the liquid crystal layer is The chiral agent is further added to the liquid
Crystal molecules centered on a spiral axis perpendicular to the surface of a pair of substrates
Liquid crystal from one side of the pair of substrates to the other
The torsion angle of the molecule is in the range of 140 degrees or more and 250 degrees or less.
Reflection type liquid crystal display element characterized by that.
と、 該液晶層に電圧を印加するための電極と、 上記一対の基板のうちの透明な基板と液晶層との間に配
された散乱層と、 該散乱層と液晶層との間に配された偏光子と、 上記一対の基板のうちの透明でなくともよい基板と液晶
層との間に配された平坦な反射面を有する反射層と、 該反射層と液晶層との間、又は液晶層と上記偏光子との
間の何れかに配された位相差層とを備え、 上記位相差層の光学的なリタデーションが、画素ごとに
その画素に対応した色の有する波長に応じて変えられて
いる ことを特徴とする反射型液晶表示素子。2. A pair of substrates, at least one of which is transparent, and an optically birefringent liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates.
An electrode for applying a voltage to the liquid crystal layer ; and an electrode between the transparent substrate and the liquid crystal layer of the pair of substrates.
Scattering layer, a polarizer disposed between the scattering layer and the liquid crystal layer, and a substrate that is not required to be transparent among the pair of substrates and a liquid crystal.
A reflective layer having a flat reflective surface disposed between the reflective layer and the liquid crystal layer, or a liquid crystal layer and the polarizer.
And a retardation layer disposed in any one of the pixels, wherein the optical retardation of the retardation layer is
Changed according to the wavelength of the color corresponding to that pixel
Reflection type liquid crystal display element characterized by there.
一対の基板に挟持された液晶層と、 該液晶層に電圧を印
加するための電極と、上記一対の基板のうちの透明でな
くともよい基板と液晶層との間に配された反射層と、1
/4波長層や位相差層等の光学的に複屈折を示す複屈折
層とを備え、該複屈折層の光学的なリタデーションが、
赤、緑および青の画素ごとに色の有する波長に応じて変
えられている反射型液晶表示素子の製造方法であって、 上記複屈折層の作製にあたり、 複屈折層となる材料層の膜厚を赤の波長に応じたリタデ
ーションを有するように調整した後、青の画素部分のみ
を、緑の波長に応じたリタデーションを有する膜厚と青
の波長に応じたリタデーションを有する膜厚の差分だけ
エッチングし、その後、緑と青の各画素部分を、赤の波
長に応じたリタデーションを有する膜厚と緑の波長に応
じたリタデーションを有する膜厚の差分だけエッチング
することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。 3. A pair of substrates, at least one of which is transparent,
A liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, and a voltage applied to the liquid crystal layer.
And a transparent electrode of the pair of substrates.
A reflective layer disposed between the substrate and the liquid crystal layer;
Birefringence showing optical birefringence such as / 4 wavelength layer and retardation layer
And a layer, the optical retardation of the birefringent layer,
It changes according to the wavelength of the color for each of the red, green and blue pixels.
A method of manufacturing a reflective liquid crystal display device, comprising : forming a birefringent layer by changing a film thickness of a material layer to be a birefringent layer in accordance with a red wavelength in producing the birefringent layer.
After adjusting so that only the blue pixels
With a film thickness having a retardation corresponding to the green wavelength and a blue
Only the difference in film thickness with retardation according to the wavelength of
Etch, then each pixel part of green and blue, red wave
Film thickness with retardation corresponding to length and green wavelength
Etching by the difference in film thickness with the same retardation
A method for manufacturing a reflection type liquid crystal display device.
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|---|---|---|---|
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