(57)【要約】      （修正有）【課題】多様な動作モードを実現可能な液晶表示装置を提供すること。【解決手段】（ａ）液晶表示パネル１と、液晶表示パネルを挟んで対向配置される一対の偏光板３、４と、液晶表示パネルの前面側又は背面側に配置される電気光学素子２と、液晶表示パネルの背面側に配置されて当該液晶表示パネルへ光を入射させる光源（バックライト５）と、を含み、（ｂ）電気光学素子は、一対の基板と、一対の基板の各々の一面側に設けられる一対の電極と、エレクトロデポジション材料を含有しており、一対の電極との間に配置される電解質層とを有し、（ｃ）一対の電極のうち１つの電極は、電解質層と接する一面側に凹凸形状を有しており、当該凹凸形状の表面粗さＲａと平均長さＲＳｍの比であるＲａ／ＲＳｍの値が０．０１８以上である、液晶表示装置１００である。【選択図】図１
2018180456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを挟んで対向配置される一対の偏光板と、
前記液晶表示パネルの前面側又は背面側に配置される電気光学素子と、
前記液晶表示パネルの背面側に配置されて当該液晶表示パネルへ光を入射させる光源と、
を含み、
前記電気光学素子は、
一対の基板と、
前記一対の基板の各々の一面側に設けられる一対の電極と、
エレクトロデポジション材料を含有しており、前記一対の電極との間に配置される電解質層と、
を有し、前記一対の電極のうち１つの電極は、前記電解質層と接する一面側に凹凸形状を有しており、当該凹凸形状の表面粗さＲａと平均長さＲＳｍの比であるＲａ／ＲＳｍの値が０．０１８以上である、
液晶表示装置。
【請求項２】
液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの少なくとも一面側に配置される偏光板と、
前記液晶表示パネルの前面側又は背面側に配置される電気光学素子と、
前記液晶表示パネルの前面側に配置されて当該液晶表示パネルへ光を入射させる光源と、
を含み、
前記電気光学素子は、
一対の基板と、
前記一対の基板の各々の一面側に設けられる一対の電極と、
エレクトロデポジション材料を含有しており、前記一対の電極との間に配置される電解質層と、
を有し、前記一対の電極のうち１つの電極は、前記電解質層と接する一面側に凹凸形状を有しており、当該凹凸形状の表面粗さＲａと平均長さＲＳｍの比であるＲａ／ＲＳｍの値が０．０１８以上である、
液晶表示装置。
【請求項３】
前記凹凸形状の前記表面粗さＲａが可視光波長の１／２以上である、
請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記凹凸形状の前記表面粗さＲａが０．１５μｍ以下である、
請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記凹凸形状の平均深さＲｃが１０μｍ以上である、
請求項１〜４の何れか１項に記載の電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−５５８０５号公報（特許文献１）には、エレクトロデポジション素子を用いて反射モードと透過モードの切り換えを行う液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置は、例えば日中の太陽光直下など外光が強い環境下ではエレクトロデポジション素子を反射状態にすることで、外光を利用した反射型の液晶表示装置として利用することができる。また、この液晶表示装置は、例えば夜間など外光が弱い環境下ではエレクトロデポジション素子を透過状態にすることで、バックライト光を利用した透過型の液晶表示装置として利用することができる。
【０００３】
ところで、上記した従来例の液晶表示装置では、透過型と反射型の２タイプの動作モードを選択することが可能であるが、更に多様な動作モードを実現できれば、液晶表示装置の商品価値をより高めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５５８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、多様な動作モードを実現可能な液晶表示装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを挟んで対向配置される一対の偏光板と、前記液晶表示パネルの前面側又は背面側に配置される電気光学素子と、前記液晶表示パネルの背面側に配置されて当該液晶表示パネルへ光を入射させる光源と、を含み、（ｂ）前記電気光学素子は、一対の基板と、前記一対の基板の各々の一面側に設けられる一対の電極と、エレクトロデポジション材料を含有しており、前記一対の電極との間に配置される電解質層とを有し、（ｃ）前記一対の電極のうち１つの電極は、前記電解質層と接する一面側に凹凸形状を有しており、当該凹凸形状の表面粗さＲａと平均長さＲＳｍの比であるＲａ／ＲＳｍの値が０．０１８以上である、液晶表示装置である。
［２］本発明に係る他の態様の液晶表示装置は、（ａ）液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの少なくとも一面側に配置される偏光板と、前記液晶表示パネルの前面側又は背面側に配置される電気光学素子と、前記液晶表示パネルの前面側に配置されて当該液晶表示パネルへ光を入射させる光源と、を含み、（ｂ）前記電気光学素子は、一対の基板と、前記一対の基板の各々の一面側に設けられる一対の電極と、エレクトロデポジション材料を含有しており、前記一対の電極との間に配置される電解質層とを有し、（ｃ）前記一対の電極のうち１つの電極は、前記電解質層と接する一面側に凹凸形状を有しており、当該凹凸形状の表面粗さＲａと平均長さＲＳｍの比であるＲａ／ＲＳｍの値が０．０１８以上である、液晶表示装置である。
【０００７】
上記構成によれば、多様な動作モードを実現可能な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図２】図２は、液晶表示パネルの構成例を示す断面図である。
【図３】図３は、電気光学素子の構成例を示す模式的な断面図である。
【図４】図４は、第３電極の構成を詳細に説明するための模式的な断面図である。
【図５】図５は、電気光学素子の動作原理を説明するための模式的な断面図である。
【図６】図６は、実施例の電気光学素子の各サンプルにおける表面処理状態の観察画像を示す図である。
【図７】図７は、実施例の電気光学素子のスクリーン特性を示す図である。
【図８】図８は、実施例の電気光学素子の相対反射輝度と表面粗さの関係を示す図である。
【図９】図９は、実施例の電気光学素子の相対反射輝度とＲａ／ＲＳｍ（ＲａとＲＳｍの比）との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、表面凹凸のサイズと散乱効率の関係を示す図である。
【図１１】図１１は、変型例の電気光学素子の構成例を示す模式的な断面図である。
【図１２】図１２は、この変型例の電気光学素子の構成例を示す模式的な平面図である。
【図１３】図１３は、電気光学装置の駆動方法を説明するための波形図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図１５】図１５は、第３実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図１６】図１６は、第４実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図１７】図１７は、第５実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。
【図１８】図１８は、第６実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。図１に示す液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１、電気光学素子（エレクトロデポジション素子）２、一対の偏光板３、４、バックライト５を含んで構成されている。この液晶表示装置１００は、対向配置される一対の偏光板３、４の間に液晶表示パネル１が配置され、液晶表示パネル１の背面側であって偏光板４よりも外側に電気光学素子２が配置され、さらに電気光学素子２の背面側にバックライト５が配置されており、偏光板３の外側（液晶表示パネル１と近接しない側）からユーザに視認されるようにして用いられる。
【００１０】
液晶表示パネル１は、駆動装置からの駆動信号を受けて任意の画像を形成する。一対の偏光板３、４は、例えば互いの吸収軸を略直交させて配置されており、液晶表示パネル１を挟んで対向配置されている。電気光学素子２は、駆動装置からの駆動信号を受けて、鏡面反射状態、透過状態、散乱反射状態、散乱透過状態の何れかの状態を選択的に得られる素子である。バックライト５は、液晶表示パネル１の画像形成に必要な光を放出する光源装置である。
【００１１】
本実施形態の液晶表示装置１００は、以下のような多様な動作を実現可能である。
例えば、周囲が明るい状況では、バックライト５を消灯状態とし、かつ電気光学素子２を鏡面反射状態もしくは散乱反射状態にすることで、反射型の液晶表示装置として用いることができる。電気光学素子２を鏡面反射状態にした場合には、ある限られた範囲（視角範囲）で高輝度の画像表示を得ることができるため、例えばパーソナルユースに適している。また、電気光学素子２を散乱反射状態にした場合には、広い範囲（視角範囲）で画像表示を得ることができるため、例えばパブリックユースに適している。
【００１２】
また、例えば、周囲が暗い状況では、バックライト５を点灯状態とし、かつ電気光学素子２を透過状態もしくは散乱透過状態にすることで、透過型の液晶表示装置として用いることができる。電気光学素子２を透過状態とした場合には、比較的に限られた範囲（視角範囲）で高輝度の画像表示を得ることができるため、例えばパーソナルユースに適している。また、電気光学素子２を散乱透過状態にした場合には、広い範囲（視角範囲）で画像表示を得ることができるため、例えばパブリックユースに適している。これらの場合には、バックライト５が指向性の高いものであると更に好ましい。
【００１３】
以下、液晶表示装置１００における主要な構成である液晶表示パネル１および電気光学素子２について更に詳細に説明する。
【００１４】
図２は、液晶表示パネルの構成例を示す断面図である。図２に示す液晶表示パネル１は、対向配置された第１基板１１および第２基板１２と、第１基板１１に設けられた第１電極１３と、第２基板１２に設けられた第２電極１４と、第１基板１１と第２基板１２の間に配置された液晶層１７、および駆動装置１８を備える。本実施形態の液晶表示パネル１は、電極同士の重なり合う領域が表示したい文字や図案を形作るように構成され、基本的に予め定めた文字等のみを表示可能であり、概ね、有効表示領域内における面積比で多くとも７０％以下、通常は５０％以下の領域が文字等の表示に寄与するものであるセグメント表示型の液晶表示パネルである。なお、液晶表示パネル１は、複数の画素がマトリクス状に配列されたドットマトリクス表示型であってもよいし、セグメント表示型とドットマトリクス型が混合したものであってもよい。
【００１５】
第１基板１１および第２基板１２は、それぞれ、平面視において矩形状の基板であり、互いに対向して配置されている。第１基板１１、第２基板１２としては、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板を用いることができる。図示のように、第１基板１１と第２基板１２の間には、例えば多数のスペーサーが均一に分散配置されており、それらスペーサーによって両基板の間隙が所望の大きさ（例えば数μｍ程度）に保たれている。
【００１６】
第１電極１３は、第１基板１１の一面側に設けられている。同様に、第２電極１４は、第２基板１２の一面側に設けられている。第１電極１３および第２電極１４は、それぞれ例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。なお、図示を省略しているが各電極の上面にさらに絶縁膜が設けられていてもよい。これら第１電極１３、第２電極１４に対して駆動装置１８から適宜駆動電圧が供給される。
【００１７】
第１配向膜１５は、第１基板１１の一面側に第１電極１３を覆うようにして設けられている。第２配向膜１６は、第２基板１２の一面側に第２電極１４を覆うようにして設けられている。これらの第１配向膜１５、第２配向膜１６としては、液晶層１７の配向状態を垂直配向に規制する垂直配向膜が用いられている。各配向膜１５、１６は、ラビング処理等の一軸配向処理が施されており、一方向への配向規制力を有している。各配向膜１５、１６への配向処理の方向は、例えば互い違い（アンチパラレル）となるように設定される。
【００１８】
液晶層１７は、第１基板１１と第２基板１２の間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負でありカイラル材を含まず、流動性を有するネマティック液晶材料を用いて液晶層１７が構成される。本実施形態の液晶層１７は、電圧無印加時における液晶分子の配向方向が一方向に傾斜した状態となり、第１基板１１および第２基板１２の各基板面に対して概ね、８８°以上９０°未満の範囲内のプレティルト角を有する略垂直配向となるように設定されている。そして、第１電極１３と第２電極１４の間に電圧を印加した際には、液晶層１７の液晶分子は配向処理によって規制された方向へ配向する。
【００１９】
図３は、電気光学素子の構成例を示す模式的な断面図である。図３に示す電気光学素子は、第３基板２１、第４基板２２、第３電極２３、第４電極２４、電解質層２５、駆動装置２８を含んで構成されている。
【００２０】
第３基板２１は、例えば透光性を有する硬質の基板（例えばガラス基板）である。この第３基板２１の一面側には、そのほぼ全面にわたって微細な凹凸形状を有する第３電極２３が設けられている。同様に、第４基板２２は、例えば透光性を有する硬質の基板（例えばガラス基板）である。この第４基板２２の一面側には、そのほぼ全面にわたって平坦な第４電極２４が設けられている。
【００２１】
第３基板２１と第４基板２２とは、互いの一面側を向かい合わせて配置されている。本実施形態では、電解質層２５を封止するシール材（図示せず）にギャップ材（例えば直径５０μｍ）が添加されており、このギャップ材によって第３基板２１と第４基板２２の相互間距離（セル厚）を確保する。なお、第３基板２１、第４基板２２として大面積のものを用いる場合には、セル厚のムラを低減するために基板面内にギャップ材を分散配置することが好ましい。
【００２２】
電解質層２５は、エレクトロデポジション材料を含む電解液を用いて構成されており、第３基板２１と第４基板２２の各一面側の間に配置されている。詳細には、電解質層２５を構成する電解液は、エレクトロクロミック材料、メディエータ、支持電解質、溶媒、ゲル化用ポリマーなどを含んで構成される。
【００２３】
電解質層２５を構成する材料の一例として、エレクトロクロミック材料にはＡｇＢｒを３５０ｍＭ用い、メディエータにはＣｕＣｌ２を３０ｍＭ用い、支持電解質にはＬｉＢｒを７００ｍＭ用い、溶媒にはトリグライムを用いることができる。
【００２４】
なお、銀化合物は上記に限定されず、塩化銀、酸化銀、臭化銀、ヨウ化銀、硝酸銀などを用いることができる。銀化合物の濃度は、例えば５ｍＭ以上５００ｍＭ以下であることが好ましいがこれに限定されない。
【００２５】
支持電解質は、発色材料の酸化還元反応等を促進するものであれば特に限定されず、例えばリチウム塩（ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４等）、カリウム塩（ＫＣｌ、ＫＢｒ、ＫＩ等）、ナトリウム塩（ＮａＣｌ、ＮａＢｒ、ＮａＩ等）を好適に用いることができる。支持電解質の濃度は、例えば１０ｍＭ以上１Ｍ以下であることが好ましいがこれに限定されない。
【００２６】
溶媒は、発色材料等を安定的に保持することができるものであって、第３基板２１、第４基板２２の構成材料と屈折率ｎが近いか同程度であれば特に限定されない。屈折率が同程度であることが望ましいのは、電気光学素子を透明状態とする場合において界面での反射が極力生じないようにして透明性を高めるためである。例えば、各基板の屈折率が１．５２の無アルカリガラスであるとすると、溶媒とガラスとの屈折率差が±０．１５であれば界面反射を１％以下にでき、屈折率差が±０．１０であれば界面反射を０．５％以下にできる。このような溶媒としては炭酸プロピレン等の極性溶媒、極性のない有機溶媒、さらには、イオン性液体、イオン導電性高分子、高分子電解質等を用いることができる。具体的には、トリグライム（ｎ＝１．４３２）、炭酸プロピレン（ｎ＝１．４１９）、ジメチルスルホキシド（ｎ＝１．４７９）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ｎ＝１．４３１）、テトラヒドロフラン（ｎ＝１．４０９）、γ−ブチロラクトン（ｎ＝１．４３６）等を用いることができる。
【００２７】
駆動装置２８は、第３電極２３および第４電極２４と接続されており、これらを介して電解質層２５へ駆動電圧を供給する。
【００２８】
図４は、第３電極の構成を詳細に説明するための模式的な断面図である。第３電極２３の構成としてはいくつかの態様が考えられる。図４（Ａ）に示す態様の第３電極２３は、第３基板２１の一面側に形成された多数の微細な凹部３１の表面形状に沿って設けられた導電膜３２を含んで構成されている。図示のように導電膜３２は、凹部３１の表面形状に沿って設けられ、第３基板２１の一面側において多数の凹部３４からなる凹凸形状を有する。図４（Ｂ）に示す態様の第３電極２３は、第３基板２１の一面側に設けられた導電膜３３を有しており、導電膜３３はその一面側に微細な多数の凹部３４からなる凹凸形状を有する。これらの何れの態様によっても微細な凹凸形状を有する第３電極２３が得られる。
【００２９】
図４（Ｃ）は、第３電極の凹凸形状について詳細に説明するための模式的な断面図である。第３電極２３の導電膜３２（または３３）の表面における凹凸は、例えば図示のように凹部３４の深さＬと幅Ｗによって定義することができる。凹部３４の深さＬは、例えば４００ｎｍ程度であり、凹部３４の幅Ｗは、例えば数μｍである。なお、凹部３４の形状モデルとしては図示のような半球状を考えるが、実際には半球状に近いランダム形状になると考えられ、その深さや幅も一定ではなくある一定範囲においてバラツキを有し得る。
【００３０】
図５は、電気光学素子の動作原理を説明するための模式的な断面図である。
図５（Ａ）は、散乱反射状態（白色状態）を実現する際の動作原理を示す。第３電極２３と第４電極２４の間に、第３電極２３側が相対的に低電位となるようにして直流電圧を印加することで、金属核が発生して成長し、図示のように第３電極２３の凹部３４上に金属膜４０が析出する。ここで析出する金属膜４０は、図示のように各凹部３４を含んで構成される微小な凹凸形状に沿うようにして形成された緻密な膜となる。このときの凹凸形状が可視光の波長サイズ以上であれば入射光は散乱反射されるので、外観上は白色状態となる。
【００３１】
図５（Ｂ）は、鏡面状態を実現する際の動作原理を示す。第３電極２３と第４電極２４の間に、第４電極２４側が相対的に低電位となるようにして直流電圧を印加することで、金属核が発生して成長し、図示のように第４電極２４の表面上に平坦な金属膜４０が析出する。このときの平坦な金属膜４０への入射光は正反射されるので、外観上は鏡面状態となる。
【００３２】
なお、図示を省略するが第３電極２３と第４電極２４の間に電圧を印加しない状態（電圧無印加状態）においては、金属膜が析出しないため、外観上は透明状態となる。また、第３電極２３と第４電極２４の間に、第３電極２３側が相対的に低電位となるようにして直流電圧を印加する際に、その電位差を比較的小さくすることで、第３電極２３の凹部３４への金属膜４０の析出量が相対的に少なくなり、図５（Ｃ）に図示されるように部分的に金属膜４０が途切れるため入射光が散乱透過される状態となる。
【００３３】
このように本実施形態の電気光学素子２は、第３電極２３と第４電極２４の間への電圧印加の状態に応じて、外観上、散乱反射状態、鏡面状態、透明状態および散乱透過状態の各状態を選択的に得ることができる。
【００３４】
次に、本実施形態の電気光学素子の製造方法について説明する。ここでは、第３基板２１の一面側の多数の微細な凹部３１に設けられた導電膜３２を含んで第３電極２３が構成されている場合（図４（Ａ）参照）について、その好適な製造方法の一例を説明する。
【００３５】
無アルカリガラス基板などの透明基板の一面に、例えばブラスト処理を施すことにより、透明基板の一面側に微細な凹凸形状を形成する。これにより、一面側に微細な凹凸形状を有する第３基板２１が得られる。このとき、ブラスト処理の諸条件を適宜設定することで、第３基板２１の凹凸形状の粗さ具合を制御することができる。ブラスト処理を用いる場合に、その諸条件としては、投射材（砥粒）の粒径、投射材の材質、投射圧力、投射角度、処理時の基板距離、処理時間などが挙げられる。なお、ブラスト処理に変えてウェットエッチング処理などを用いてもよい。ウェットエッチング処理の諸条件としては、薬液組成、濃度、処理時間などが挙げられる。
【００３６】
次に、第３基板２１の凹凸形状を有する面に導電膜を形成する。例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる透明導電膜（ＩＴＯ膜）をスパッタ法によって成膜する。これにより、第３基板２１の一面側に設けられた多数の微細な凹部３１に設けられた導電膜３２によって構成される第３電極２３が得られる。導電膜３２としてのＩＴＯ膜のシート抵抗は例えば５Ω／sq.程度であり、膜厚は数百ｎｍである。
【００３７】
また、無アルカリガラス基板などの透明基板をもう１つ用意し、その一面に導電膜を形成する。例えば、ＩＴＯ膜をスパッタ法によって成膜する。これにより、一面側に第４電極２４を有する第４基板２２が得られる。導電膜としてのＩＴＯ膜のシート抵抗は例えば５Ω／sq.程度であり、膜厚は数百ｎｍである。
【００３８】
なお、透明導電膜としては可視光領域での光透過性が高ければ特に限定されず、例えばＺｎＯ膜、Ｇａ２Ｏ５膜、グラフェン膜などを用いることもできる。また、透明導電膜の形成方法についても特に限定はなく、例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、スピンコーティング法など種々考えられる。
【００３９】
次に、一方の基板、例えば第３基板２１の一面側にギャップ材を添加されたシール材料を塗布する。シール材料としては、例えば紫外線硬化型、熱硬化型、紫外線硬化と熱硬化の混合型など種々のものを用いることができる。
【００４０】
また、他方の第４基板２２の一面側にギャップ材を散布する。このときの散布量は１〜３個／ｍｍ２とするのが経験上好ましいがこれに限られない。なお、ギャップ材に代えて、リブなどの突起体を基板上に形成することでギャップコントロールを行ってもよい。この場合、突起体のアスペクト比はなるべく高いことが好ましい。
【００４１】
次に、第３基板２１と第４基板２２の間にエレクトロデポジション材料を含む電解液を封入する。この工程は、例えば、ワンドロップフィリング法（ＯＤＦ法）によって行うことができる。具体的には、第３基板２１の一面側のシール材料に囲まれた領域内に電解液を滴下した後、この第３基板２１の一面と第４基板２２の一面を向かい合わせて両者を貼り合わせる。そして、紫外線および／または熱を与えることによってシール材料を硬化させる。これにより、シール材とこれによって周囲を封止された電解質層２５が得られる。なお、第３基板２１と第４基板２２を先に貼り合わせた後に両者間へ真空注入法によって電解液を注入してもよいし、その他の方法を用いてもよい。
【００４２】
以上のようにして、本実施形態の電気光学素子を製造することができる。なお、第３電極２３が第３基板２１の一面側に設けられた導電膜３３の一面に多数の微細な凹部３４を設けて構成されている場合（図４（Ｂ）参照）についても、第３電極２３を得る工程を除いて上記と同様の製造方法を用いることができる。なお、第３電極２３を得る工程については、例えば、第３基板２１の一面上にスパッタ法など適宜の成膜法によって導電膜３３を形成し、その導電膜３３の一面をブラスト処理やエッチング処理によって加工することによって多数の凹部３４を形成すればよい。他にＩＴＯなど導電性材料からなる微粒子を含んだ導電膜３３とすることで凹部を形成することも可能である。
【００４３】
次に、電気光学素子の実施例について説明する。ここでは、実施例として、いくつかのサンプルの作製例を説明する。各サンプルの電解質層２５の層厚は５０μｍとした。電解質としては、溶媒をトリグライムとし、エレクトロクロミック材としてＡｇＢｒを３５０ｍＭ添加し、支持電解質としてＬｉＢｒを７００ｍＭ加え、メディエータとしてＣｕＣｌ２を３０ｍＭ加えた。また、第３電極２３、第４電極２４としてはそれぞれシート抵抗５Ω／sq.のＩＴＯ膜を用いた。
【００４４】
第３電極２３の表面の凹凸形状については、ブラスト条件を変えることで以下のように表面状態、具体的には平均粗さ（算術平均粗さ）Ｒａ、平均長さＲＳｍ、平均深さＲｃがそれぞれ異なるサンプルを作製した。ここでいう平均粗さ（算術平均粗さ）Ｒａ、平均長さＲＳｍ、平均深さＲｃのそれぞれはＪＩＳ規格（JIS B 0601:2001）により定義されるものに対応している。
【００４５】
サンプル１：  Ｒａ＝０．１２μｍ、ＲＳｍ＝２０．０μｍ、Ｒｃ＝０．４３μｍ
サンプル２：  Ｒａ＝０．４９μｍ、ＲＳｍ＝１８．５μｍ、Ｒｃ＝１．７７μｍ
サンプル３：  Ｒａ＝０．５４μｍ、ＲＳｍ＝２５．２μｍ、Ｒｃ＝１．９３μｍ
【００４６】
図６は、実施例の電気光学素子の各サンプルにおける表面処理状態の観察画像を示す図である。詳細には、図６（Ａ）は上記サンプル１の観察画像、図６（Ｂ）は上記サンプル２の観察画像である。なお、サンプル３の観察画像は省略する。図示のように、サンプル１は、表面粗さＲａが０．１２μｍ、表面に形成される各凹部３４の径が概ね２〜５μｍである。サンプル２は、表面粗さＲａが０．４９μｍ、表面に形成される各凹部３４の径が概ね３〜７μｍである。
【００４７】
次に、各サンプルの視野角特性について説明する。一般的に、視野角の特性は、被測定物の基板面の法線方向を基準として５°傾いた角度における反射輝度に対する、各角度での反射輝度の角度依存性により評価される。映像を視認できる範囲は視野範囲角度と呼ばれ、相対反射輝度が１／２の値となる角度をいう。広視野角の画像表示を得るには、視野範囲角度が６０°以上であることが好ましい。各サンプルについて、各角度での反射輝度を５°〜６０°の範囲で５°毎に測定した。
【００４８】
図７は、実施例の電気光学素子のスクリーン特性を示す図である。ＬＣＤ５２００にて測定を行った。各角度での反射輝度を同じ角度での標準拡散板（酸化マグネシウム）の反射輝度で割り、さらに５°のときの値で規格化した結果である。サンプル１では視野範囲角度が１０°程度となるが、サンプル２、３では視野範囲角度が少なくとも６０°以上であり、十分な反射特性を有することが分かる。サンプル２、３のそれぞれの表面粗さＲａは０．２５μｍ以上である。一般的にＲａが波長の１／２以上であると散乱が強まると言われており、可視光の散乱とすると５５０ｎｍとして考え、このことと一致した結果が得られていることが分かる。
【００４９】
図８は、実施例の電気光学素子の相対反射輝度と表面粗さの関係を示す図である。表面粗さＲａが０．１５μｍよりも大きくなると視野範囲角度は大きくなる傾向にあるが、必ずしも表面粗さＲａに対して６０°での相対反射輝度は単調に増加していない。これは、第３電極２３の表面凹凸の密度に関係すると考えられる。表面凹凸は平均長さＲＳｍの間隔で存在しているが、Ｒａに対してＲＳｍが大きくなると表面凹凸の密度が低くなり散乱は小さくなる。
【００５０】
図９は、実施例の電気光学素子の相対反射輝度とＲａ／ＲＳｍ（ＲａとＲＳｍの比）との関係を示す図である。図示のように、Ｒａ／ＲＳｍが大きくなるほど６０°での相対反射輝度は大きくなることが分かる。各プロットに基づいて得た近似曲線によれば、６０°での相対反射輝度を０．５以上とするためには、Ｒａ／ＲＳｍの値が少なくとも０．０１８以上であればよいことが分かる。
【００５１】
図１０は、表面凹凸のサイズと散乱効率の関係を示す図である。表面凹凸による散乱は凹凸高さによってもその散乱効率が異なる。銀膜からなる第３電極２３の表面凹凸を球で近似した場合、各サイズの凹凸部１個に対する散乱効率は図示の通りとなる。Ｍｉｅ散乱理論により散乱断面積を求め、散乱効率は散乱断面積と凹凸部１個の投影断面積の比により求めた。散乱断面積が投影断面積よりも大きくなる場合の散乱効率は１とした。図１０より、散乱効率は表面凹凸のサイズが１０μｍになると可視光領域で０．５程度となる。すなわち５０％は正反射成分となり、鏡面反射に近い反射特性となる。したがって、表面凹凸の平均深さＲｃはこれよりも小さい必要があり、１０μｍ以下にするとよいことが分かる。また、一般的に表面凹凸のサイズが入射光の波長の１／１０以下になると散乱は生じないため、これよりも大きなサイズにするとよいことが分かる。視野範囲角度が６０°以上であるサンプル２、３の平均深さＲｃはそれぞれ１．７７μｍ、１．９３μｍであり、計算によって求めた散乱効率の高い表面凹凸のサイズとよく一致している。
【００５２】
図１１は、変型例の電気光学素子の構成例を示す模式的な断面図である。また、図１２は、この変型例の電気光学素子の構成例を示す模式的な平面図である。各図に示す電気光学素子２ａは、上記した電気光学素子２と比較して、第３電極２３が複数のセグメント電極２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆを有する点が異なっており、それ以外は同様の構成を備えている。なお、両者に共通する構成については詳細な説明を省略する。
【００５３】
第３電極２３としての各セグメント電極２３ａ〜２３ｆは、相互間に隙間（例えば１００μｍ程度）を設けて互いに分離して配置されており、駆動装置２８によって各々個別に電圧を印加される。図示の例では、各セグメント電極２３ａ等は、それぞれ長方形状に形成されており、図１２において左右方向に沿って３つずつ２列に配列されている。また、第４電極２４は、各セグメント電極２３ａ等のそれぞれと向かい合うように配置されており、コモン電極として機能する。
【００５４】
この変型例の電気光学素子２ａにおいては、電圧印加によりエレクトロデポジション材料が第４電極２４に析出するとその領域は鏡面状態となり、電圧印加によりエレクトロデポジション材料が各セグメント電極２３ａ等の何れかに析出するとそのエレクトロデポジション材料が析出した領域は拡散反射状態または拡散透過状態となる。また、電圧印加をしない場合には透過状態となる。各セグメント電極２３ａ等のそれぞれに対して個別に電圧印加を制御することで、各セグメント電極２３ａ等に対応する領域ごとに、それぞれ別の光学的状態（鏡面、拡散反射、拡散透過、透過）を得ることができる。各セグメント電極２３ａ〜２３ｆに対して、同時に鏡面状態と遮光状態を混在させて好適に動作させるには、例えば以下に説明する駆動方法を用いることができる。
【００５５】
図１３は、電気光学装置の駆動方法を説明するための波形図である。この実施形態では、駆動装置２８によって、隣り合うセグメント電極対して時分割した極性反転信号（ＤＣ）で駆動することにより、隣り合うセグメント電極の相互間に高い電圧が印加されないようにする。
【００５６】
例えば、コモン電極としての第４電極２４と、セグメント電極２３ａ、２３ｃにそれぞれ基準電位（ここでは０Ｖ）を与え、セグメント電極２３ｅ、２３ｆには一定周期で基準電位と＋Ｖ１（一例として＋２．８Ｖ）を５０Ｈｚまたはそれ以上の周波数に繰り返す矩形波（図１３（Ａ）参照）を与え、セグメント電極２３ｂ、２３ｄには一定周期で基準電位と−Ｖ１（一例として−２．８Ｖ）を５０Ｈｚで周期的に繰り返す矩形波（図１３（Ｂ）参照）を与える。
【００５７】
図示のように、図１３（Ａ）の矩形波と図１３（Ｂ）の矩形波は、その絶対値が基準電位よりも高くなるタイミングが互いに１／２周期ずれており、互いに重ならないようになっている。すなわち、図１３（Ａ）の矩形波の電位が＋Ｖ１になっている期間、図１３（Ｂ）の矩形波は基準電位となり、図１３（Ａ）の矩形波の電位が基準電位になっている期間、図１３（Ｂ）の矩形波は−Ｖ１となっており、＋Ｖ１の期間と−Ｖ１の期間が重なることがない。これにより、セグメント電極２３ｂ、２３ｄと、セグメント電極２３ｅ、２３ｆとの間に生じる横方向電圧は、最大でも絶対値でＶ１となる。すなわち、隣接するセグメント電極間に高い電圧が印加されないようにすることができる。
【００５８】
このような駆動波形によって駆動したときの電気光学素子は、セグメント電極２３ｂ、２３ｄに対応する領域が拡散反射状態もしくは拡散透過状態となり、コモン電極としての第４電極２４のセグメント電極２３ｅ、２３ｆと向かい合った領域が鏡面状態となり、セグメント電極２３ａ、２３ｃに対応する領域が透明状態となる。なお、これは例示であり、各セグメント電極への電圧印加を制御することで、各セグメント電極に対応する領域ごとにそれぞれ別の光学的状態（鏡面、拡散反射、拡散透過、透過）を得ることができる。
【００５９】
以上のような第１実施形態によれば、使用する状況に応じて多様な表示状態を選択的に用いることが可能な液晶表示装置が得られる。また、変型例の電気光学素子を用いた場合には、多様な表示状態を一定領域ごとに個別に制御して用いることが可能となる。
【００６０】
（第２実施形態）
図１４は、第２実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。図１４に示す液晶表示装置１００ａは、液晶表示パネル１、電気光学素子２、一対の偏光板３、４、バックライト５を含んで構成されている。この液晶表示装置１００ａは、対向配置される一対の偏光板３、４の間であって偏光板３に近い側に液晶表示パネル１が配置され、液晶表示パネル１の背面側であって偏光板４よりも内側に電気光学素子２が配置されている点が上記した第１実施形態の液晶表示装置１００と異なっており、それ以外は同様の構成を備えている。なお、電気光学素子２に代えて上記した変型例の電気光学素子２ａを用いてもよい（以下においても同様）。
【００６１】
このような第２実施形態の液晶表示装置１００ａによっても、第１実施形態の液晶表示装置１００と同等の効果が得られる。更に、偏光板４が電気光学素子２の外側に配置されていることから、電気光学素子２を鏡面状態または拡散反射状態に制御して反射型の液晶表示装置として用いる場合には、入射光および反射光が偏光板３のみを透過することになるので、透過率を向上させて出射光量を増加させることができる。
【００６２】
（第３実施形態）
図１５は、第３実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。図１５に示す液晶表示装置１００ｂは、液晶表示パネル１、電気光学素子２、一対の偏光板３、４、バックライト５を含んで構成されている。この液晶表示装置１００ｂは、対向配置される一対の偏光板３、４に挟まれて液晶表示パネル１が配置され、偏光板３の液晶表示パネル１と近接しない側である前面側（視認側）に電気光学素子２が配置されており、偏光板４の液晶表示パネル１と近接しない側である背面側にバックライト５が配置されている点が上記した第１実施形態の液晶表示装置１００と異なっており、それ以外は同様の構成を備えている。
【００６３】
このような第３実施形態１００ｂによっても、多様な動作モードを実現できる。また、液晶表示パネル１を透過した後の光を電気光学素子２によって拡散透過させて液晶表示パネル１の視角特性を改善させることができる。また、電気光学素子２を通常の透過状態にすることもできるので、視角特性を切り換え可能な液晶表示装置が得られる。さらに、電気光学素子２を拡散反射状態とした場合には液晶表示装置１００ｂの外観を白色シート状に見せることができ、電気光学素子２を鏡面反射状態とした場合には液晶表示装置１００ｂの外観をミラー状に見せることができるので、画像を表示しない場合における液晶表示装置の見栄えを種々に選ぶことができる。
【００６４】
（第４実施形態）
図１６は、第４実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。図１６に示す液晶表示装置１００ｃは、液晶表示パネル１、電気光学素子２、一対の偏光板３、４、バックライト５を含んで構成されている。この液晶表示装置１００ｃは、偏光板３を前面側（視認側）に配置し、この偏光板３の背面側に電気光学素子２が配置されている点が上記した第３実施形態の液晶表示装置１００ｂと異なっており、それ以外は同様の構成を備えている。
【００６５】
このような第４実施形態１００ｃによっても、第３実施形態の液晶表示装置１００ｂと同等の効果が得られる。また、偏光板３が前面側に配置されることで、外光の反射を抑制して見栄えをより良くすることができる利点もある。
【００６６】
（第５実施形態）
図１７は、第５実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。図１７に示す液晶表示装置１００ｄは、液晶表示パネル１、電気光学素子２、一対の偏光板３、４、フロントライト６を含んで構成されている。フロントライト６は、例えば平板状の導光板とこの導光板の端部へ光を入射させる発光素子（ＬＥＤ等）を含んで構成されるものであり、液晶表示パネル１の前面側から光を入射させるために用いられる。第５実施形態の液晶表示装置１００ｄは、バックライト５に代えてフロントライト６を用いており、このフロントライト６を偏光板３の外側である前面側に配置している点が上記した第１実施形態の液晶表示装置１００と異なっており、それ以外は同様の構成を備えている。
【００６７】
このような第５実施形態の液晶表示装置１００ｄによれば、例えば電気光学素子２を鏡面反射状態にした場合と拡散反射状態にした場合でそれぞれ異なる見栄えの画像表示を行うことができる。また、フロントライト６を点灯させた場合と消灯させて外光を用いた場合のいずれにおいても見やすい画像表示を実現できる。また、電気光学素子２を拡散透過状態または透過状態とした場合には、電気光学素子２の背面側が透過して見えることになるので、例えば電気光学素子２の背面側に、絵柄や文字などを付された媒体を配置しておくことで、それら絵柄等を液晶表示パネル１の表示画像と合わせてユーザに視認させることもできる。
【００６８】
なお、第５実施形態の液晶表示装置１００ｄにおいて、偏光板４を省略することもできる（図示略）。この場合には透過率を向上させて出射光量を増加させることができる。
【００６９】
（第６実施形態）
図１８は、第６実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な側面図である。図１８に示す液晶表示装置１００ｅは、液晶表示パネル１、電気光学素子２、一対の偏光板３、４、フロントライト６を含んで構成されている。第６実施形態の液晶表示装置１００ｅは、電気光学素子２をフロントライト６の背面側であって液晶表示パネル１よりもフロントライト６に近い側に配置している点が上記した第５実施形態の液晶表示装置１００ｄと異なっており、それ以外は同様の構成を備えている。
【００７０】
このような第６実施形態１００ｅによっても、多様な動作モードを実現できる。また、電気光学素子２が液晶表示パネル１よりも前面側に配置されることで、電気光学素子２を拡散透過状態で用いた場合には液晶表示パネル１の画素パターン（セグメントパターン）をより目立ちにくくすることができる。さらに、電気光学素子２を拡散反射状態とした場合には液晶表示装置１００ｅの外観を白色シート状に見せることができ、電気光学素子２を鏡面反射状態とした場合には液晶表示装置１００ｅの外観をミラー状に見せることができるので、画像を表示しない場合における液晶表示装置の見栄えを種々に選ぶことができる。
【００７１】
なお、第６実施形態の液晶表示装置１００ｅにおいても、偏光板４を省略し、反射板に代えることもできる（図示略）。この場合には透過率を向上させて出射光量を増加させることができる。
【００７２】
（変形実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した各実施形態の液晶表示装置においては、各偏光板と液晶表示パネルとの間には更にＣプレート等の視角補償板が配置されてもよい。また、上記した液晶表示パネルの構成は一例であり、これに限定されるものではなく、公知の種々の動作モードによる液晶表示パネルを用いることができる。
【００７３】
また、液晶表示パネルとして、例えば低デューティのキャラクター表示型のものを用いる場合には、いくつかのキャラクター表示部のうち特に強調したいものに対応して電気光学素子の電極形状をパターニングすることも好ましい。あるいは、特に強調したいキャラクター表示部以外の部分に対応して電気光学素子の電極形状をパターニングすることも好ましい。この場合、液晶表示パネルと一対の偏光板による動作モードがネガ表示モードであるときには、強調したいキャラクター表示部の電極サイズよりも電気光学素子の電極パターンを一回り大きいサイズとすることが好ましい。どの程度大きいサイズとするかは、液晶表示パネルの液晶層と電気光学素子の電解質層の距離（両者の接する基板の厚さに相当）によって変わるが、例えばこの距離が１．４ｍｍである場合、３０°の視角範囲を確保することを想定すると、液晶表示パネルの電極サイズに比べて電気光学素子の電極サイズを１ｍｍ程度広くするとよい。この場合、電極全体では２ｍｍ大きくなる。一方、動作モードがポジ表示モードである場合には、強調したいキャラクター表示部の電極サイズと電気光学素子の電極サイズを同じにするか少し狭くしてもよい。この場合、あまり狭くすると画像自体が暗くなるため、最大で１００μｍ程度に抑えることが好ましい。
【符号の説明】
【００７４】
１：液晶表示パネル
２：電気光学素子
３、４：偏光板
５：バックライト
６：フロントライト
１１：第１基板
１２：第２基板
１３：第１電極
１４：第２電極
１５：第１配向膜
１６：第２配向膜
１７：液晶層
１８：駆動装置
２１：第３基板
２２：第４基板
２３：第３電極
２４：第４電極
２５：電解質層
２８：駆動装置
３１、３４：凹部
３２、３３：導電膜
１００：液晶表示装置
【図１】
2018180456.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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