(57)【要約】  【課題】  良好な白表示を可能とし、かつ、コントラストを低下させることのない反射型の液晶表示装置を得る。  【解決手段】  円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）と散乱層１４と液晶表示素子１５とを積層した液晶表示装置。液晶表示素子１５は基板５１，５２の間にカイラルネマチック液晶層を保持したもので、基板５１，５２の対向面には電極５３，５４及び配向膜５５，５６が設けられている。液晶は電極５３，５４から印加される電圧に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化する。プレーナ配列において、電極５４で反射された光は円偏光素子１１に吸収されて黒表示となる。フォーカルコニック配列において、電極５４で反射された光は円偏光素子１１を透過して白表示となる。光は散乱層１４で散乱されることにより、電極５４での反射による指向性が緩和され、ペーパーホワイトの良好な白表示が得られる。  【選択図】  図５
2005189468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光素子と、電圧の印加に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化するコレステリック液晶層と、反射板とを積層してなる反射型の液晶表示装置において、散乱層を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記散乱層はヘーズ値が１０％以上で８５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記散乱層はヘーズ値が３０％以上で８５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記散乱層はヘーズ値が３０％以上で７０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記偏光素子は直線偏光板と位相差板とで構成され、前記散乱層が偏光素子の下面側に配置されていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記散乱層と前記コレステリック液晶層との間隔が０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記コレステリック液晶層は一対の基板間に保持され、前記散乱層と前記コレステリック液晶層との間に位置する基板がフィルム基板であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記コレステリック液晶層は一対の基板間に保持されており、観察側に配置された基板が前記散乱層を兼ねていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
偏光素子と、電圧の印加に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化するコレステリック液晶層と、反射板とを積層してなる反射型の液晶表示装置において、前記反射板は微小な凹凸を有する散乱反射面を有していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
前記コレステリック液晶層に電圧を印加するための電極が前記反射板を兼ねていることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置、特に、表示媒体としてコレステリック液晶を用いた反射型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やモバイルパーソナルコンピュータなどの表示デバイスとして反射型の液晶表示装置を応用する研究、開発が急速に進んでいる。反射型の液晶表示装置は、環境光（外部からの光）を反射することにより表示を行うため、低消費電力、薄型、軽量等の利点を有している。
【０００３】
現在、実用化されている一般的な反射型液晶表示装置は、ネマチック液晶を用いており、ＴＮ（ツイスティッドネマチック）モード、ＳＴＮ（スーパーツイスティッドネマチック）モードで駆動されるものが代表的である。しかし、これらのネマチック液晶はメモリ性がないため、表示期間中は常に電力を消費してしまう（バックライトを用いる透過型の液晶表示装置よりも省電力ではあるが）という問題点を有している。
【０００４】
ところで、近年では、さらなる省電力化が期待できるメモリ性を有する反射型の液晶表示装置の開発が盛んになってきている。その代表例は、コレステリック液晶を用いた液晶表示装置である。コレステリック液晶は、電圧の印加に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化して双安定状態で存在し（メモリ性）、かつ、次のような特性を有している。
【０００５】
（１）プレーナ配列において液晶自体が入射光のうち特定波長の光を選択的に反射する。フォーカルコニック配列では入射光を実質的に反射しない。
【０００６】
（２）フォーカルコニック配列において液晶は屈折率異方性を示す。プレーナ配列では屈折率異方性を示さない。
【０００７】
前記（１）の選択反射特性を利用した表示装置に関しては非特許文献１に開示されている。この液晶表示装置は、ＲＧＢの各色を選択反射する三つのコレステリック液晶層を積層することにより、黒を背景とした良好な白表示が得られる。しかし、３層の液晶層からなるために厚く、重たくなり、コストも高くなる。
【０００８】
一方、前記（２）の屈折率異方性の特性を利用した表示装置に関しては、特許文献１，２に開示されている。これらの装置は、コレステリック液晶層を円偏光板と反射板とで挟持した構成を備え、フォーカルコニック配列では白表示、プレーナ配列では黒表示を行う。これらの装置は、１層のコレステリック液晶層で白表示が可能なため、選択反射特性を利用した表示装置に比べて薄型、軽量かつ安価である。
【０００９】
しかし、液晶の屈折率異方性を利用した動作モードによる従来の表示装置は、アルミニウムや銀などの金属材料からなる反射板を用いているため、反射光の指向性が強くなってしまい、良好な白表示であるペーパーホワイトが得られないという問題点を有している。指向性の少ない硫酸バリウムのような材料を反射板に用いることが考えられるが、これでは、円偏光板で形成された偏光が解消されてしまい、コントラストが低下するので、表示が著しく劣化してしまう。即ち、従来では、偏光を解消しない金属板を反射板として用いていたが、良好な白表示を得ることが解決されていなかったのである。
【非特許文献１】SID  International  Symposium  Digest  of  Technical  Paper  Volume  29  1998年  第897ページ
【特許文献１】米国特許第６４６２８０５号明細書
【特許文献２】特開２００３−１４９６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の目的は、良好な白表示を可能とし、かつ、コントラストをほとんど低下させることのない反射型の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の目的を達成するため、第１の発明に係る液晶表示装置は、偏光素子と、電圧の印加に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化するコレステリック液晶層と、反射板とを積層してなる反射型の液晶表示装置において、散乱層を備えたことを特徴とする。
【００１２】
第１の発明に係る液晶表示装置によれば、コレステリック液晶層をプレーナ配列又はフォーカルコニック配列に変化させることにより、偏光素子を透過した光の偏光状態を変化させ、反射板にて反射されて偏光素子に再入射する光量を制御し、表示を行う。そして、散乱層を備えることにより、反射板による指向性が緩和され、フォーカルコニック配列に基づく良好な白表示（ペーパーホワイト）が得られる。また、散乱層は偏光を解消することはないので、コントラストの低下をほとんど生じることがない。
【００１３】
第１の発明に係る液晶表示装置においては、散乱層のヘーズ値（曇度）を最適化すること、及び、散乱層の配置の最適化が重要となる。即ち、散乱層のヘーズ値は１０％以上で８５％以下であることが好ましく、より好ましいヘーズ値は３０％以上で８５％以下、さらには、３０％以上で７０％以下であることが好適である。
【００１４】
また、偏光素子は直線偏光板と位相差板とで構成され、散乱層が該偏光素子の下面側に配置されていることが好ましい。さらに、散乱層とコレステリック液晶層との間隔は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。このような小さい間隔は、コレステリック液晶層を一対の基板間に保持し、散乱層と液晶層との間に位置する基板をフィルム基板とすることによって容易に達成できる。
【００１５】
また、コレステリック液晶層は一対の基板間に保持されており、観察側に配置された基板が散乱層を兼ねていてもよい。
【００１６】
第２の発明に係る液晶表示装置は、偏光素子と、電圧の印加に応じてプレーナ配列とフォーカルコニック配列に変化するコレステリック液晶層と、反射板とを積層してなる反射型の液晶表示装置において、前記反射板は微小な凹凸を有する散乱反射面を有していることを特徴とする。
【００１７】
第２の発明に係る液晶表示装置によれば、反射板が微小な凹凸を有していることにより、反射板による指向性が緩和され、フォーカルコニック配列に基づく良好な白表示（ペーパーホワイト）が得られる。また、偏光を解消することはないので、コントラストの低下をほとんど生じることがない。
【００１８】
第２の発明に係る液晶表示装置にあっては、コレステリック液晶層に電圧を印加するための電極が反射板を兼ねていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る反射型の液晶表示装置の実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００２０】
（カイラルネマチック液晶の光学異方性、図１参照）
室温でコレステリック液晶相を示すネマチック液晶として、その代表的なものは、ネマチック液晶にコレステリック液晶相を示すに十分な量のカイラル材を添加することによって得られるカイラルネマチック液晶である。
【００２１】
カイラル材は、ネマチック液晶に添加された場合にネマチック液晶の分子を捩る作用を有する添加剤である。カイラル材をネマチック液晶に添加することにより、所定の捩れ間隔を有する液晶分子の螺旋構造が生じ、これにより、液晶組成物がコレステリック液晶相を示す。
【００２２】
この種のカイラルネマチック液晶は、それを挟持する基板間において複数のドメインで存在する。図１において、ドメインＤにおける螺旋軸Ｓの向きは一様である。カイラルネマチック液晶のドメインＤは、光学異方性を示す屈折率楕円体物質とみなすことができる。
【００２３】
図１（Ｂ）に示すプレーナ配列の場合、即ち、螺旋軸Ｓが基板に対して垂直方向を向いている場合、基板面内の屈折率は等方となる。図１（Ｃ）に示すフォーカルコニック配列の場合、即ち、螺旋軸Ｓが基板に対して平行方向を向いている場合、基板面内の屈折率は非等方となる。要するに、プレーナ配列とフォーカルコニック配列の変化に応じて屈折率が変化することになる。
【００２４】
ドメインＤにプレーナ配列のとき選択反射されない偏光光が入射すると、屈折率が等方の場合（プレーナ配列）、入射光はそのままドメインＤを透過する。屈折率が非等方の場合（フォーカルコニック配列）、入射光は複屈折効果により偏光状態が変化する。このような現象を利用して、白黒の表示を行う。
【００２５】
（基本構成及び表示原理、図２〜図４参照）
本発明に係る液晶表示装置１は、図２に示すように、観察面から、吸収軸１２ａを有する直線偏光板１２と遅相軸１３ａを有する１／４λ位相差板１３とからなる円偏光素子１１と、液晶表示素子１５と、反射板１６とを積層したものである。
【００２６】
液晶表示素子１５は、それぞれ対向面に電極を形成した一対の基板間にカイラルネマチック液晶を保持したものである。カイラルネマチック液晶は、フォーカルコニック配列時にΔｎｄ＝（１／４）λの条件を満たすように調製されている。Δｎｄは一般的にリタデーション（位相差）と呼ばれている値（単位はｎｍ）であり、Δｎは液晶の屈折率異方性、ｄは基板間ギャップである。反射板１６は液晶層を透過した光を反射するものであり、アルミニウムや銀などからなる。
【００２７】
円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）に入射した光はその５０％が円偏光素子１１に吸収され、残り５０％の光が円偏光状態（右／左いずれか一方の円偏光状態）で透過する（図３及び図４の（１），（２）参照）。
【００２８】
このような円偏光がカイラルネマチック液晶に入射すると、ドメインがプレーナ配列の場合、円偏光は偏光状態が変化することなく液晶層を透過する（図３の（３），（４）参照）。透過した円偏光は反射板１６で反射される。このとき、円偏光の光の進行方向が逆転するため、逆回りの円偏光となる（図３の（５）参照）。
【００２９】
反射された光はそのまま液晶層を透過し（図３の（６）参照）、円偏光素子１１に再入射する。この再入射光は逆回りの円偏光となっているため、円偏光素子１１に吸収され（図３の（７），（８）参照）、黒表示として観察される。
【００３０】
一方、ドメインがフォーカルコニック配列の場合、円偏光素子１１を透過した円偏光は、複屈折効果によって１／４λのリタデーション（位相差）の影響を受けて直線偏光となって液晶層を透過する（図４の（３），（４）参照）。透過した直線偏光は反射板１６で反射され、液晶層でさらに１／４λのリタデーションの影響を受けて元の円偏光となる（図４の（５），（６）参照）。この円偏光はそのまま円偏光素子１１を透過し（図４の（７），（８）参照）、白表示として観察される。
【００３１】
なお、図３、図４において、（１）は素子に入射する前、（２）は直線偏光板通過後、（３）は位相差板通過後、（４）は液晶層通過後、（５）は反射板による反射後、（６）は液晶層再通過後、（７）は位相差板再通過後、（８）は直線偏光板再通過後、のそれぞれの光の状態を模式的に示している。
【００３２】
（第１実施例、図５参照）
第１実施例である液晶表示装置１Ａは、図５に示すように、観察面から、円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）と、散乱層１４と、液晶表示素子１５とを積層したものである。
【００３３】
液晶表示素子１５は、基板５１，５２の間にカイラルネマチック液晶を保持したもので、表面側（観察面側）の基板５１は透過率の高い透明材料からなり、裏面側の基板５２は透明であっても不透明であってもよい。基板５１，５２としては、ガラス製の薄板やポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂フィルムが用いられ、それぞれの対向面に電極５３，５４及び配向膜５５，５６が設けられている。配向膜５５，５６に加えて絶縁性薄膜を設けてもよい。なお、配向膜５５，５６は液晶表示素子１５の動作原理上必須のものではないが、素子１５の安定性向上等のために設けておくことが好ましい。
【００３４】
電極５３はＩＴＯやＩＺＯなどからなる透明電極である。電極５４は透明又は不透明のいずれであってもよいが、少なくともその表面が金属材料からなり、反射板として機能するように形成されている。詳しくは、電極５４が透明電極であれば、その表面にアルミニウムや銀をコーティングして反射板としての機能を付与する。また、電極５４自体をアルミニウムや銀にて形成し、反射板を兼用させてもよい。
【００３５】
なお、観察側から遠い方の基板５２を透明とし、基板５２の後方に反射板を配置することも可能ではある。但し、この場合は、反射板と液晶層とを近づけるために基板５２をできるだけ薄くする必要がある。
【００３６】
反射板としては、いずれにしても、実質的に偏光を解消しないものを用いるようにする。典型的には、前述したように銀やアルミニウムなどの金属層を有するものを使用することが好ましい。
【００３７】
電極５３，５４はそれぞれ図示しない走査駆動ＩＣ及び信号駆動ＩＣに接続されており、電極５３，５４にそれぞれ所定のパルス電圧が印加される。この印加電圧に応じてカイラルネマチック液晶がプレーナ配列又はフォーカルコニック配列に変化し、表示状態が切り換えられる。また、この液晶はいずれの配列状態であっても電圧の印加を停止した後もその配列状態を維持し、双安定性（メモリ性）を有している。
【００３８】
電極５３，５４は、それぞれ微細な間隔を保って平行に並べられた複数の帯状電極であり、その帯状電極の並ぶ向きが観察面から見て互いに直角方向となるように対向させてある。これら上下の帯状電極に順次パルス状の電圧が印加される。これをマトリクス駆動と称し、電極５３，５４が交差する部分が表示における各画素を構成することになる。
【００３９】
液晶としては、室温でコレステリック液晶相を示すものが好ましく、特に、ネマチック液晶にコレステリック液晶相を示すのに十分な量のカイラル材を添加することによって得られるカイラルネマチック液晶が好適である。螺旋ピッチは長すぎると双安定性が確保できなくなるため、双安定性に優れた１０００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
ネマチック液晶としては、ビフェニル系、フェニルシクロヘキシル系、ターフェニル系、トラン系、ピリミジン系、スチルベン系等の従来公知のネマチック液晶を用いることができる。カイラル材としては、コレステロール環などの光学活性基を含む、エステル化合物、ピリミジン化合物、アゾキシ化合物、トラン化合物等の従来公知の各種のカイラル材を用いることができる。
【００４１】
また、液晶層はフォーカルコニック配列時に発生する前記リタデーション（Δｎｄ）が光の波長λの１／４になるように調整されていることが望ましい。円偏光素子が理想的な完全なものであると仮定した場合、液晶表示装置のフォーカルコニック配列における反射率Ｒは次式により計算できる。
【００４２】
Ｒ＝（１／２）｛ｓｉｎ2（２πΔｎｄ／λ）｝
Δｎ：フォーカルコニック配列時の屈折率異方性
ｄ：液晶層の厚み
【００４３】
良好な白黒表示を実現するには、前記式で反射率Ｒのピーク値が可視光領域（λ＝４００〜７００ｎｍ）になるようなリタデーションが望ましい。即ち、Δｎｄがλ−４００〜７００ｎｍの１／４の値である１００〜１７５ｎｍであることが望ましい。特に良好な白表示（可視光域でフラットな分光反射特性）を得るためには、フォーカルコニック配列時にΔｎｄが１３５±１０ｎｍであることが望ましい。
【００４４】
液晶表示素子１５を設計する際に、カイラルネマチック液晶のΔｎｄは１３５±１０ｎｍよりも若干大きくしておくほうがよい。フォーカルコニック配列時の螺旋軸が完全な０°（基板に対して平行）ではないからである。そのため、液晶表示素子１５のΔｎｄは、フォーカルコニック配列時の螺旋軸が０°でないために減少するリタデーション（位相差）を補うように、大きめに設定しておくのが好ましい。
【００４５】
例えば、液晶表示素子１５のΔｎｄを１６０±１０ｎｍに設定するには、液晶のΔｎとその厚みｄとを以下のように組み合わせればよい。
【００４６】
Δｎｄ＝１６０ｎｍ＝０．０３２０（Δｎ）×５．０μｍ（ｄ）
Δｎｄ＝１６０ｎｍ＝０．０４００（Δｎ）×４．０μｍ（ｄ）
Δｎｄ＝１６０ｎｍ＝０．０４５７（Δｎ）×３．５μｍ（ｄ）
Δｎｄ＝１６０ｎｍ＝０．０５３３（Δｎ）×３．０μｍ（ｄ）
【００４７】
ところで、良好な黒表示を得るためには、プレーナ配列時の螺旋軸が基板に対して９０°（リタデーションΔｎｄ＝０ｎｍ）であることが望ましい。しかし、実際上のプレーナ配列は完全な９０°ではなく、若干の傾きを生じており、液晶層の厚みｄによっても傾き具合が異なる。本発明者らの実験では、液晶層の厚みｄが薄くなるに伴ってプレーナ配列時の螺旋軸の傾きは小さくなる（基板に対して９０°に近くなる）傾向を確認している。即ち、液晶層の厚みｄが小さくなるほど良好な黒表示が得られる。
【００４８】
但し、液晶層の厚みｄが小さくなると素子１５の製作が困難になる。従って、液晶層の厚みｄは、表示特性及び製作の容易性から好ましくは３．０〜４．５μｍ、より好ましくは３．０〜４．０μｍ、さらに好ましくは３．０〜３．５μｍである。
【００４９】
さらに、液晶中には基板５１，５２間のギャップを保持するために無機材からなるスペーサ及び／又は有機材からなる柱状構造物（図示せず）が配置されている。但し、このような構造に限らず、従来知られている高分子の３次元網目構造のなかに液晶が分散された、あるいは、液晶中に高分子の３次元網目構造が形成された、いわゆる高分子分散型の液晶複合膜として液晶層を構成することも可能である。
【００５０】
散乱層１４は透明基材中に屈折率の異なる微粒子を分散させたものであり、フィルム状であってよく、あるいは粘着材として構成されていてもよい。透明基材としては、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）などを用いることができる。微粒子としては、アクリル樹脂、シリカなどの球形微粒子などを用いることができる。また、基板の表面を研磨し、微小な凹凸を形成することで散乱機能を持たせることも可能である。
【００５１】
散乱層１４は、そこを透過する入射光及び反射光を適度に散乱させ、反射板として機能する電極５４の指向性を緩和し、かつ、偏光を解消することもないのでコントラストを大きく低下させることがない。液晶がフォーカルコニック配列の場合、電極５４からの反射光は液晶層を透過して円偏光となるが、その反射光（円偏光）の指向性が緩和され、良好な白表示（ペーパーホワイト）として観察される。
【００５２】
この散乱層１４において重要なのはヘーズ値（曇度）である。ヘーズ値は前記微粒子の粒径や分散密度を変化させることで任意の値に調整可能であり、表示上良好な白黒コントラストを得るには、後述するように１０〜８５％が好ましく、３０〜７０％が最も好ましい。以下に示す表１に明らかなように、ヘーズ値が小さ過ぎると、反射板の指向性が残りやすくなる傾向があり、良好な白表示が得られなくなるおそれがある。ヘーズ値が大き過ぎると、偏光解消の作用が発生し、良好な黒表示が得られなくなり、コントラストが低下してしまう。
【００５３】
円偏光素子１１は、直線偏光板１２と位相差板１３とを組み合わせたものである。直線偏光板としては従来公知のものを、また、位相差板としても従来公知の１／４λ位相差板を用いることができる。円偏光素子１１は、これら直線偏光板と位相差板をそれぞれの光学軸のなす角度が４５°あるいは１３５°になるように貼り合わせることで製作できる。
【００５４】
但し、この構成では現実には完全な円偏光素子にはならず、可視光におけるある特定波長の光についてのみ完全な円偏光素子となり、他の波長の可視光については楕円偏光素子となる。理想的な円偏光素子に近づけるには、複数の位相差板を積層することが必要となる。しかし、位相差板の枚数が多くなるとコストの点で不利であり、位相差板の積層数は多くても３枚程度にすることが好ましい。典型的には１枚の位相差板を用い、実用上十分な表示特性を得ると共にコストを最小化するとよい。
【００５５】
円偏光素子は、右円偏光素子（透過した光が右円偏光）と左円偏光素子（透過した光が左円偏光）とが存在し、本発明の好適な実施形態において良好な白黒表示を行う場合は、液晶層で選択反射されない方向の円偏光を透過させる円偏光素子であることが好ましい。
【００５６】
なお、プレーナ配列での選択反射をも利用して白及び他色による表示（例えば、白・青表示）を行う場合は、液晶層で選択反射される方向の円偏光を透過させる円偏光素子を用いればよい。
【００５７】
前記液晶表示装置１Ａの駆動は、例えば、リセット期間、選択期間、維持期間からなる３ステージに分けて電極５３，５４からパルス電圧を印加する方法を採用することができる。以下に説明する第２、第３実施例においても同様である。
【００５８】
（第２実施例、図６参照）
第２実施例である液晶表示装置１Ｂは、図６に示すように、観察面から、円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）と、液晶表示素子１５とを積層したものである。液晶表示素子１５を構成する基板５１’は透明材料からなり、かつ、基材中に微粒子を分散させる等により、前記散乱層１４と同じ機能を付与されている。従って、液晶がフォーカルコニック配列の場合に良好な白表示（ペーパーホワイト）を観察することができ、コントラストの低下はほとんどない。
【００５９】
この液晶表示装置１Ｂにおいて、他の構成は前記第１実施例である液晶表示装置１Ａと同様であり、図６では図５と同じ部材、部分には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６０】
（第３実施例、図７参照）
第３実施例である液晶表示装置１Ｃは、図７に示すように、観察面から、円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）と、液晶表示素子１５とを積層したものである。液晶表示素子１５を構成する基板５２に設けた電極５４’は観察面側に微小な凹凸が形成され、反射面として機能すると共に前記散乱層１４と同じく反射光の指向性を緩和する機能を有している。従って、液晶がフォーカルコニック配列の場合に良好な白表示（ペーパーホワイト）を観察することができ、コントラストの低下はほとんどない。
【００６１】
この液晶表示装置１Ｃにおいて、他の構成は前記第１実施例である液晶表示装置１Ａと同様であり、図７では図５と同じ部材、部分には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００６２】
第３実施例におけるように、電極５４’に微小な凹凸を形成するには、例えば、ガラス基板５２上にレジストを塗布し、該レジストをフォトリソ法で微小な凹凸形状にパターニングし、その後、凹凸形状の基板表面に導電性反射金属材料をスパッタ法などで成膜すればよい。
【００６３】
（散乱層の配置、図８参照）
散乱層１４に関しては、円偏光素子１１の下側（観察面から遠い方）に配置することが好ましい。散乱層１４では、図８（Ａ）に示すように、入射光に対して前方散乱光と後方散乱光が発生し、後方散乱光が黒表示を劣化させるのでコントラストを低下させる原因となる。図８（Ｂ）に示すように、散乱層１４を円偏光素子１１の下側に配置すると、後方散乱光が円偏光素子１１で吸収されるため、コントラストの低下を軽減することができる。
【００６４】
また、散乱層１４はなるべく液晶層に近接して配置されることが好ましい。散乱層１４を液晶層との間隔が大きいと、散乱の影響により、複数の画素の反射光が混ざり合った状態で観察者の目に入り、観察者が感じる解像度が低下してしまう。この点では、基板５１’に散乱機能を持たせた第２実施例あるいは電極５４’に散乱機能を持たせた第３実施例が好ましい。散乱層１４を設けた第１実施例にあっては、散乱層１４と液晶層との間に位置する基板５１をできるだけ薄くすることが必要となり、散乱層と液晶層とのギャップは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。フィルム基板であれば、０．５ｍｍ以下のギャップを得ることは容易である。ガラス基板であれば、間に液晶層を充填してセルを製作した後に、基板表面を研磨して薄くすることができる。
【００６５】
（具体例１）
図５に示した第１実施例である液晶表示装置１Ａを以下の材料を用いて製作した。観察面側の基板５１は厚さ１．０ｍｍのガラス基板とし、ＩＴＯにて電極５３を形成した。裏面側の基板５２も厚さ１．０ｍｍのガラス基板とし、Ａｌにて電極５４を形成した。この電極５４は反射板を兼ねている。ＩＴＯとＡｌはスパッタ法でガラス基板上に成膜し、フォトリソ法により電極パターンを形成した。両基板５１，５２の電極形成面上にフレキソ印刷によりＪＳＲ社製水平配向膜ＡＬ８０４４を印刷し、配向膜５５，５６とした。
【００６６】
液晶はネマチック液晶とカイラル材とを混合することによって室温でコレステリック液晶相を示すように調製した。その特性値は、屈折率異方性Δｎ＝０．０５２、誘電率異方性Δε＝１３．０９、ヘリカルピッチＰ＝２６３ｎｍであり、右円偏光を選択反射するように螺旋が形成されている。また、液晶層の厚さ（基板間ギャップ）は約３μｍとし、ギャップ制御材として積水ファインケミカル社製のミクロパールＳＰ−２０３を用いた。
【００６７】
散乱層１４には、フロントディフェーザーの散乱フィルムを用いた。
【００６８】
円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）には、直線偏光板１２としてＥＧ１４２５ＤＵ（日東電工社製）と位相差板１３としてＲ−１４０（日東電工社製ＰＣ１軸延伸フィルム）を用いた。これらを透過する光が左円偏光（コレステリック液晶が選択反射しない偏光）になるように、直線偏光板の吸収軸と位相差板の遅相軸とのなす角度が４５°になるように配置した。
【００６９】
この具体例１にあっては、以下の表１に示すように、０％、８％、１０％、３０％、５０％、７０％、８５％、９０％のヘーズ値を有する散乱層１４を用いて、それぞれの白表示及びコントラストを評価した。
【００７０】
【表１】
2005189468.tif 000003
【００７１】
白表示は目視確認により三段階に評価した。即ち、◎印はペーパーホワイトとして観察されて良好な白表示と評価できたもの、○印は◎印より劣るが良好な白表示であると評価できたもの、△印は実使用可能レベルの白表示であるが○印よりさらに劣ると評価されたもの、×印は反射光の指向性が強くてペーパーホワイトの白表示ではなかったものを、それぞれ示す。
【００７２】
コントラストは、コニカミノルタ社製分光測色計ＣＭ３７００を用いて、鏡面反射除去モードで測定した値である。
【００７３】
以上の実験によると、散乱層を配置したことにより、良好な白表示（ペーパーホワイト）が得られ、ヘーズ値が大きいほど指向性のない白表示となり、ヘーズ値が１０％以上であれば、良好な白表示となる効果を目視確認できた。
【００７４】
一方、ヘーズ値が８５％を超えるとコントラストが低下した。コントラストは良好な視認性を確保するには５以上であることが好ましい。従って、白表示及びコントラストの満足できるヘーズ値は１０％以上で８５％以下であり、特に好ましいヘーズ値は３０％以上で７０％以下である。
【００７５】
（具体例２）
図５に示した第１実施例である液晶表示装置１Ａを以下の材料を用いて製作した。観察面側の基板５１は厚さ０．１ｍｍのＰＥＳフィルム基板とし、ＩＴＯにて電極５３を形成した。裏面側の基板５２も厚さ０．１ｍｍのＰＥＳフィルム基板とし、Ａｌにて電極５４を形成した。この電極５４は反射板を兼ねている。ＩＴＯとＡｌはスパッタ法でフィルム基板上に成膜し、フォトリソ法により電極パターンを形成した。両基板５１，５２の電極形成面上にフレキソ印刷によりＪＳＲ社製水平配向膜ＡＬ８０４４を印刷し、配向膜５５，５６とした。
【００７６】
基板５２上に、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料を、直径約１００μｍの多数の穴が約５００μｍの間隔で形成されたメタルマスク上に載置し、スキージを用いてスクリーン印刷を行い、高さが３μｍより若干高くなるように円柱状高分子構造物を形成した。
【００７７】
その後、基板５１上に前記具体例１と同じ組成及び特性値の液晶に粒径３μｍの球状スペーサを含ませたものを塗布し、基板５１，５２を貼り合わせ、約１５０℃で１時間加熱した。こうして得られた液晶表示素子１５と、前記具体例１で用いた散乱層１４、円偏光素子１１（直線偏光板１２及び位相差板１３）とを積層し、液晶表示装置を製作した。
【００７８】
本具体例２においても、白表示及びコントラストに関して前記表１で示したのと同様の評価が得られた。特に、具体例２では、基板５１に薄いフィルム基板を用いたため、散乱層１４と液晶層との間隔が小さくなり、画像ボケがほとんどなく、シャープな表示が得られた。高精細である１００ｄｐｉの表示において、各画素を区別することができた。
【００７９】
（具体例３）
図７に示した第３実施例である液晶表示装置１Ｃを製作した。この具体例３は前記具体例１の構成から散乱層１４を除去し、裏面側の基板５２上に設けた反射板として機能するＡｌからなる電極５４’に散乱機能を付与したものである。他の構成、材料は前記具体例１と同様である。
【００８０】
具体例３における電極５４’は、ガラス基板５２上にレジストを塗布し、該レジストをフォトリソ法で微小な凹凸形状にパターニングし、その後、凹凸形状の基板表面にＡｌをスパッタ法で成膜した。
【００８１】
本具体例３においても、白表示及びコントラストに関して前記表１で示したのと同様の評価が得られた。特に、具体例３では、散乱機能を有する電極５４’と液晶層との間隔が小さいため、前記具体例２と同様に、画像ボケがほとんどなく、シャープな表示が得られた。
【００８２】
（他の実施例）
なお、本発明に係る液晶表示装置は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００８３】
特に、コレステリック液晶の組成や特性値は任意であり、また、液晶の駆動には種々の方法を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る反射型の液晶表示装置に用いられる液晶の分子配列変化を模式的に示す図である。
【図２】前記液晶表示装置の基本的構成を示す斜視図である。
【図３】前記液晶表示装置の表示原理（プレーナ配列）を示す説明図である。
【図４】前記液晶表示装置の表示原理（フォーカルコニック配列）を示す説明図である。
【図５】前記液晶表示装置の第１実施例を示す断面図である。
【図６】前記液晶表示装置の第２実施例を示す断面図である。
【図７】前記液晶表示装置の第３実施例を示す断面図である。
【図８】散乱層における散乱状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…液晶表示装置
１１…円偏光素子
１２…直線偏光板
１３…位相差板
１４…散乱層
１５…液晶表示素子
５１，，５１’，５２…基板
５３，５４，５４’…電極
【図１】
2005189468.tif 000004
【図２】
2005189468.tif 000005
【図３】
2005189468.tif 000006
【図４】
2005189468.tif 000007
【図５】
2005189468.tif 000008
【図６】
2005189468.tif 000009
【図７】
2005189468.tif 000010
【図８】
2005189468.tif 000011