(57)【要約】【課題】  カラー液晶表示装置の表示を反射で観察する場合、表示の視差・混色の発生、表示コントラストの低下、干渉光が生じるなどの不具合がある。【解決手段】  顔料に加え、可視光波長よりも大きな粒径の光散乱性微粒子を混ぜて、カラーフィルターを形成する。これによれば、カラーフィルターは着色機能と散乱機能を兼ね備えた機能層となり、反射膜と散乱機能層が近接するため、視差をなくすことができる。また、粒径、混入比率を変えることにより散乱度の制御が簡単にできる。すなわち、外光を用いた反射型液晶表示の表示品質を向上させる効果がある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色層が形成された基板と、対向基板と、前記基板と対向基板との間に設けられた液晶と、前記着色層の背後側に設けられ、観測方向から入射した光を反射する鏡面反射層と、を備える液晶表示装置において、
前記着色層は入射した光を散乱するための散乱機能も備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記散乱機能を持つように、前記着色層は入射した光を散乱する光散乱微粒子を含んだ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】
前記光散乱性微粒子は、可視光波長よりも大きな粒径であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記光散乱性微粒子の粒径が、１０００ｎｍ〜３０００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光散乱性微粒子が酸化アルミニウムの微粒子であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記着色層は感光性樹脂を含むとともに、前記光散乱性微粒子は前記感光性樹脂と屈折率が異なることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射層は前記基板と前記着色層の間に形成されたことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記反射層が入射した光の一部を透過する機能を持つことを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記反射層が誘電体多層膜であることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記反射層が、入射した光を透過する開口部を有することを特徴とする請求項８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、携帯電話等の電子機器に使用される液晶表示装置に関する。詳しくは、使用環境の光である外光を利用する反射型表示の視認性の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルターを用いる反射型の液晶表示装置では、外部からの入射光を観測者側に反射する反射膜などの反射材料が必要である。反射膜としては、アルミニウムや銀等の金属を、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法により形成した金属薄膜が通常用いられている。しかし、このようにして形成される金属薄膜は、一般に鏡面光沢を有するものであり、入射光に対し所定角度の領域でのみ極端に強い反射光が得られるため、そのまま用いると視野角が著しく狭くなり、実用性に欠けるという問題がある。そこで、光を散乱させる微粒子を混入した透明樹脂層などの光散乱層を設けることで、この問題を解消している。
【０００３】
従来の液晶表示装置は、種々の派生した構成も存在するが、おおよそ以下のように構成される。ガラス基板上に反射膜が形成され、反射膜上にカラーフィルターが形成される。カラーフィルターはオーバーコート層などによって平坦化され、その上に透明電極が形成される。このガラス基板とネマティック液晶を挟んで対向する対向基板上には対向透明電極が形成されている。対向基板の観測者側には、散乱板、位相差板、偏光板等の光学素子が適宜配置されている。ここで、散乱板は対向基板の表示を観察する側にあり、鏡面の反射膜はカラーフィルターの背後側に配置されている。そのため、散乱板と反射膜との距離が離れており、入射光が散乱板によって散乱された後に反射膜によって反射された光と、反射膜で反射された後に散乱板によって散乱された光が同時に見えるため表示に影が見えてしまう。これを視差という。また、散乱板と反射膜との間で散乱と反射を繰り返し、ある色のフィルターを通った光がほかの色のフィルターを通るため混色が生じ、色純度や表示コントラストが低下するという問題がある。そこで、反射膜の表面に凹凸を形成する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２４３２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、反射膜の表面に凹凸を形成する方法では、散乱度の制御が難しく、また人為的に凹凸を形成するため、凹凸の配列に規則性が生じてしまい、規則性に応じた干渉光が観察されるという問題が生じる。また、有機膜を形成する工程が増えるなどの問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、表示の視差・混色の発生、表示コントラストの低下を簡単な構成で解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、着色層が形成された基板と、対向基板と、前記基板と対向基板との間に設けられた液晶と、前記着色層の背後側に設けられ、観測方向から入射した光を反射する鏡面反射層を備えており、着色層は入射した光を散乱するための散乱機能も備えている。このような散乱機能を持つように、着色層には入射した光を散乱する光散乱微粒子が含まれている。ここで、光散乱性微粒子は、可視光波長よりも大きな粒径、例えば、１０００ｎｍ〜３０００ｎｍの粒径である。
【０００７】
また、着色層は感光性樹脂を含むとともに、光散乱性微粒子は感光性樹脂と屈折率が異なっている。
【０００８】
反射層は基板と着色層の間に形成されている。そのため、視差をなくすことができる。また、反射層は入射した光の一部を透過する機能を持っていてもよい。このときには、半透過型の液晶表示装置となる。
【０００９】
具体的には、カラーフィルターの感光性レジストに赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色顔料に加え、可視光波長よりも大きな粒径の光散乱性微粒子を混ぜて、フォトリソグラフィーによる通常の顔料分散法カラーフィルターの製造方法によりカラーフィルターを形成する。これにより、カラーフィルターは着色機能と散乱機能を兼ね備えた機能層となり、反射膜と散乱機能層が近接するため、視差をなくすことができる。また、粒径、混入比率を変えることにより散乱度の制御が簡単にできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による反射型液晶装置は、工程を増やすことなく、反射型液晶表示の際の表示の視差・混色の発生、表示コントラストの低下を解消し、干渉光を生じさせず、散乱度の制御が容易になる。すなわち、外光を用いた反射型液晶表示の表示品質を向上させる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、ガラス基板上に反射膜が形成され、その上にカラーフィルターが形成された基板と、基板と対向するように設けられた対向基板と、基板と対向基板の間に設けられた液晶層と、カラーフィルター内に含まれた光を散乱する微粒子を備えている。このような構成により、カラーフィルターは着色機能と散乱機能を兼ね備えた機能層となり、反射膜と散乱機能層が近接するため、視差をなくすことができる。また、粒径、混入比率を変えることにより散乱度の制御が簡単にできる。
【００１２】
微粒子としては感光性樹脂と屈折率の違いが大きいものであれば有機物無機物を問わずどのようなものでも用いることができる。この粒状樹脂の直径は７８０ｎｍ以上が好ましい。さらに、粒径や混入比率を制御することにより散乱度を制御することが簡単にできる。
【００１３】
また、反射膜としては半透過反射膜や、開口部を設けたものを用いることができる。その場合、開口部や半透過特性を利用して、バックライトなどの光源を利用した表示を観察することも可能となる。
【００１４】
以下、実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
本実施例の液晶表示装置の構成を図１に模式的に示す。図示するように、この液晶表示装置は下側の基板５と、これと対向する対向基板６との間にネマティック液晶層７が設けられ、両基板を挟むように光学フィルム８を配置した構成である。下側基板はガラス基板４の上に開口部９を持つアルミニウムの蒸着反射膜３が形成され、その上にカラーフィルター２が形成されている構造である。カラーフィルター２は一画素につきＲＧＢ三色の着色部を持ち、光を散乱する微粒子１を一様に内在している。光学フィルム８は偏光板、位相差フィルムを順次積層したものである。また、この液晶表示装置はパッシブマトリックス方式で駆動するＳＴＮモードを用いた。
【００１６】
この構成において、液晶表示装置に入射した外光は、光学フィルム８、対向基板６、ネマティック液晶層７を通り、カラーフィルター２に到達する。光はカラーフィルター２内に設けられた微粒子１によって散乱され、直後にもうけられた反射膜３で反射され、反射光はカラーフィルター２を通り、再びカラーフィルター２内に設けられた微粒子１によって散乱される。そのため、散乱と反射が多重に起こり、最終的には散乱された反射光がネマティック液晶層７に戻り、それを観察することになる。このとき、光を散乱する機能を持つカラーフィルター２と光を反射する機能を持つ反射膜３が近接しているため、視差が無く、多重散乱によるコントラストの低下も無い。よって、外光を利用した反射型液晶表示においての視認性の良い表示が達成できる。
【００１７】
また、本実施例の構成によれば、反射膜３は開口部９を持つため、バックライト等の光源を利用した表示を視認することも可能となる。その際、微粒子１は散乱効果を発揮するため、視野角の広い表示が得られる。
【００１８】
具体的に微粒子１として可視光範囲の波長である３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの直径のものまたはそれ以下の大きさであれば散乱の度合いが光の波長に依存するため、可視光範囲の波長より大きい粒径のものが望ましく、１μｍ（＝１０００ｎｍ）〜３μｍのものを用いた。材料としてはベースとなる感光性樹脂と屈折率の違いが大きいものであれば有機物無機物を問わずどのようなものでも用いることができる。本実施例においては酸化アルミニウムの微粒子を用いた。
【実施例２】
【００１９】
本実施例の液晶表示装置の構成を図２に模式的に示す。半透過膜として誘電体多層膜のような開口部を設けないものを用いた場合の実施例である。その他の部分は実施例１と同様であるので、重複する説明は省略する。図示するように、下側基板５はガラス基板４の上に誘電体多層膜１０が形成され、その上に光を反射する微粒子１が一様に内在したカラーフィルター２が形成されている構造である。ここでは、誘電体多層膜１０として５０％の光を反射し、５０％の光を透過させるものを用いた。この構成によっても実施例１と同様の反射、散乱効果を得ることができるため、外光を利用した反射型液晶表示においての視認性の良い表示が達成できる。
【００２０】
上述した各実施例では、全てパッシブマトリックス方式で駆動するＳＴＮモードを用いたが、これに限らず、スイッチング素子によって画素電極を駆動するアクティブマトリクス方式の液晶パネルを用いてもよい。また、ＴＮモードやＥＣＢモードなど、どのような電気光学効果モードを用いても適応可能である。
【００２１】
また、鏡面反射膜も金属薄膜や誘電体多層膜に限らず、反射電極などを用いても適応できる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
環境光である外光を利用して、良好な表示が視認可能となるので、携帯情報機器のような種々の環境において使用が望まれる電子機器にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の液晶表示装置を模式的に示す断面図である
【図２】本発明の液晶表示装置を模式的に示す断面図である
【符号の説明】
【００２４】
１  微粒子
２  カラーフィルター
３  反射膜
４  ガラス基板
５  下側基板
６  対向基板
７  液晶層
８  光学フィルム
９  開口部
１０  半透過反射膜
【図１】
2007219328.tif 000003
【図２】
2007219328.tif 000004