(57)【要約】【課題】散乱反射機能を維持しつつ、反射膜上の凹凸を防止し、良好な表示特性が得られるようにした液晶表示装置および電子機器を提供する。【解決手段】対向する一対の基板と、対向する一対の基板間に挟持された液晶層７０と、  一対の基板のうちの一方の基板と液晶層７０との間に設けられた反射膜３０と、反射膜３０と一対の基板のうちの他方の基板との間に設けられた液晶ポリマーからなる散乱層４０と、を備え、散乱層４０の内部には、液晶ポリマーの形成材料である液晶材料が局所的に配向してなる複数の液晶ドメインを含み、液晶ポリマーは、複数の液晶ドメインを保持した液晶材料が重合して形成していることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板と、
前記対向する一対の基板間に挟持された液晶層と、
前記一対の基板のうちの一方の基板と前記液晶層との間に設けられた反射膜と、
前記反射膜と前記一対の基板のうちの他方の基板との間に設けられた液晶ポリマーからなる散乱層と、を備え、
前記散乱層の内部には、前記液晶ポリマーの形成材料である液晶材料が局所的に配向してなる複数の液晶ドメインを含み、
前記液晶ポリマーは、前記複数の液晶ドメインを保持した前記液晶材料が重合して形成していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の液晶ドメインにおいて、個々の液晶ドメインに含まれる複数の液晶材料の配向方向を平均した方向が、液晶ドメイン間で互いに不均一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】
前記複数の液晶ドメインにおいて、個々の液晶ドメインに含まれる複数の液晶材料の配向秩序度を示すオーダーパラメータの値は０．３から１の範囲に含まれる値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】
前記液晶材料はスメクチック相を形成す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】
前記散乱層は、前記液晶材料に対して親液性を有する透光性薄膜の表面に前記液晶材料を塗布し重合させて形成されてい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６】
前記透光性薄膜は透光性無機絶縁膜であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記反射膜は金属膜であり、前記透光性薄膜は、前記金属膜の表面を酸化して形成された透光性金属酸化物膜であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記他方の基板は前記液晶層に対向する面にカラーフィルタ層を備えており、前記透光性薄膜は前記カラーフィルタ層の表面を覆って形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置を備えていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
反射型または半透過型の液晶表示装置においては、良好な反射特性を得るために、反射膜の表面に散乱反射用に凹凸形状を付与している。しかしながら、反射膜の表面に凹凸形状を付与すると、凹凸の大きさがそのまま反射表示領域のセル厚に影響し、位相差にバラつきが生じる。また、ＩＰＳ（In-Plane Switching）やＦＦＳ（Fringe-Field Switching）などの横電界方式の駆動方式を採用する場合、凹凸を持った平面状に櫛歯状の電極を形成することになり、製造技術上の難易度が増大する。さらに、櫛歯電極の表面に凹凸形状が転写される結果、液晶層に印加する電界に歪みが発生し、良好な表示特性が得られなくなるという問題もある。
【特許文献１】特開２０００−１６２５８３号公報
【特許文献２】特開２００５−５５６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、特許文献１では、凹凸の付与された反射膜上に透明樹脂で平坦化層を形成する技術が開示されている。また、特許文献２では、透明樹脂中にビーズを混入させ、散乱機能を付与する方法が開示されている。しかしながら、特許文献１の方法では、凹凸の段差が大きい場合には十分な平坦化が難しい。また、特許文献２の方法では、散乱層（透明樹脂）の最表面にビーズが突出してしまい、突出するビーズを埋没させるための平坦化層を設けざるを得なくなってしまう。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、散乱反射機能を維持しつつ、反射膜上の凹凸を防止し、良好な表示特性が得られるようにした液晶表示装置および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、対向する一対の基板と、前記対向する一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうちの一方の基板と前記液晶層との間に設けられた反射膜と、前記反射膜と前記一対の基板のうちの他方の基板との間に設けられた液晶ポリマーからなる散乱層と、を備え、前記散乱層の内部には、前記液晶ポリマーの形成材料である液晶材料が局所的に配向してなる複数の液晶ドメインを含み、前記液晶ポリマーは、前記複数の液晶ドメインを保持した前記液晶材料が重合して形成していることを特徴とする。
この構成によれば、散乱層に入射した光は、散乱層内部の液晶ドメイン間の界面で強く散乱されるため、散乱層の表面に凹凸を形成しなくても、良好な散乱反射機能を得ることができる。したがって、凹凸形状で散乱機能を持たせる従来の構造と異なり、平坦な表面を備える散乱層とすることができ、凹凸による断線の発生や、セル厚ムラに起因する表示品質の低下を回避することができる。
【０００６】
本発明においては、前記複数の液晶ドメインにおいて、個々の液晶ドメインに含まれる複数の液晶材料の配向方向を平均した方向が、液晶ドメイン間で互いに不均一であることが望ましい。
この構成によれば、隣接する液晶ドメインが含む複数の液晶材料（液晶モノマーまたは液晶オリゴマー）の平均的な配向方向（ダイレクタ）の向きが異なるため、光を散乱する散乱面として機能する液晶ドメイン間の界面が確実に多数形成される。そのため、良好な散乱能を備える散乱層とすることができる。
【０００７】
本発明においては、前記複数の液晶ドメインにおいて、個々の液晶ドメインに含まれる複数の液晶材料の配向秩序度を示すオーダーパラメータの値は０．３から１の範囲に含まれる値であることが望ましい。
この範囲内のオーダーパラメータを備える液晶ドメインでは、液晶ドメイン内に含まれる液晶材料が、散乱層に差し込む光を散乱させるのに十分な光学異方性を備える。そのために、良好な散乱能を備える散乱層とすることができる。
【０００８】
本発明においては、前記液晶材料はスメクチック相を形成することが望ましい。
スメクチック相では液晶材料は層状構造に配向するため、同じ層内で液晶材料同士が隣接し液晶ドメインを形成しやすい。そのため、液晶材料が光の散乱を生じさせる液晶ドメインを容易に形成し、良好な散乱層を容易に形成することができる。
【０００９】
本発明においては、前記散乱層は、前記液晶材料に対して親液性を有する透光性薄膜の表面に前記液晶材料を塗布し重合させて形成されていることが望ましい。
液晶材料に対して撥液性を示す表面に液晶材料を塗布すると、液晶材料は、撥液性を示す表面との接触面積が少なくなるような配向をしやすくなる。一般に、棒状の形状を備える液晶材料は、液晶材料の長軸が塗布表面の法線方向に並行となる配向をしやすい。このような場合、隣接する液晶ドメインを構成する液晶材料同士も、互いに該法線方向に並行に配向するため、液晶ドメイン同士が合一して液晶ドメイン間の界面が消失し、散乱面が減少してしまう。しかし、本構成によれば、散乱層を形成する面は液晶材料に対して親液性を示し、個々の液晶材料の配向方向が不均一となるため、散乱源となる液晶ドメイン間の界面を多数備える散乱層を容易に形成することができる。
【００１０】
本発明においては、前記透光性薄膜は透光性無機絶縁膜であることが望ましい。
この構成によれば、形成が容易であり、なお且つ必要な親液性を十分に確保した透光性薄膜とすることが出来る。
【００１１】
本発明においては、前記反射膜は金属膜であり、前記透光性薄膜は、前記金属膜の表面を酸化して形成された透光性金属酸化物膜であることが望ましい。
この構成によれば、反射膜の一部が透光性無機絶縁膜を兼ねる。そのため、透光性薄膜を別材料で形成するプロセスを設ける必要がなく、製造プロセスが簡略化できる。特に、金属膜がアルミニウム等の卑金属である場合には、酸化処理を行わなくても表面が酸化されるため好適である。
【００１２】
本発明においては、前記他方の基板は前記液晶層に対向する面にカラーフィルタ層を備えており、前記透光性薄膜は前記カラーフィルタ層の表面を覆って形成されていることが望ましい。
この構成によれば、前述の効果に加え、透光性薄膜が散乱層の下地層とカラーフィルタ層の保護層としての機能とを兼ね備えているため、製造プロセスが簡略化できる。
【００１３】
本発明の電子機器は、上述の液晶表示装置を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、平坦な散乱層を備え表示品質に優れた液晶表示装置を備えているため、高品質な液晶表示装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
［第１実施形態］
以下、図１〜図５を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１５】
図１は、本実施形態の液晶表示装置１の回路構成図である。液晶表示装置１にはサブ画素２００がマトリックス状に多数配置されており、それぞれのサブ画素２００には、画素電極６０と駆動素子１４とが形成されている。駆動素子１４は、サブ画素２００の駆動を制御するスイッチング素子である。駆動素子１４のソースには、データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａが電気的に接続されており、駆動素子１４のドレインには画素電極６０が電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、データ線６ａを介して画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎを各サブ画素２００に供給する。
【００１６】
駆動素子１４のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されている。走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａに供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍは、この順に線順次で駆動素子１４のゲートに印加されるようになっている。駆動素子１４のゲートに走査信号Ｇ１〜Ｇｍが印加されると、駆動素子１４のゲートとソースの間が一定期間オンとなり、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１〜Ｓｎが、所定のタイミングで画素電極６０に入力されるようになっている。
【００１７】
画素電極６０は、図示略の共通電極と対向しており、画素電極６０と共通電極との間には容量が形成される。また、サブ画素２００には、走査線３ａに平行して設けられた容量線３ｂが接続されるとともに、駆動素子１４のドレインと画素電極６０との間には保持容量１１０が設けられている。前記容量と保持容量１１０は並列接続となっており、画素電極６０に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、前記容量と保持容量１１０とに一定期間保持される。保持容量１１０が併設されていることにより、前記容量に保持された画像信号がリークしないようになっている。
【００１８】
図２は、本実施形態の液晶表示装置１の断面図である。本実施形態の液晶表示装置１は、液晶層７０に対して基板面方向の電界成分（横電界）を作用させ、液晶材料の方位角を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ方式を採用したものである。また、カラーフィルタを備えたカラー液晶装置であり、１個の画素がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出射する３個のサブ画素から構成されている。
【００１９】
液晶表示装置１は、互いに対向して配置された第１基板１０及び第２基板２０と、これらの基板間に挟持された液晶層７０と、を備えて構成されている。第１基板１０の端部と第２基板２０の端部とは、シール材（図示略）によって貼り合わせられており、液晶層７０は、これらの基板間に封止されている。第１基板１０の外面側（液晶層７０と反対側）には、バックライト（照明装置）８０が設けられている。
【００２０】
また、液晶表示装置１は、バックライト８０からの光を液晶層７０で変調し表示を行う透過表示領域Ｔと、第２基板２０側から装置内に差し込む外光を液晶層７０で変調し表示を行う反射表示領域Ｒと、を備えた半透過半反射型の表示方式を採用している。第１基板１０の反射表示領域Ｒと平面的に重なる領域には、反射膜３０が配置され、反射膜３０と液晶層７０との間には、本発明の特徴部分である液晶ポリマーからなる散乱層４０が配置されている。以下の説明においては、第１基板１０の配置している側を下側、第２基板２０の配置している側を上側として、各構成の上下関係、積層関係を示すこととする。以下、各構成要素について順に説明する。
【００２１】
第１基板１０は基板本体１０Ａを備えている。基板本体１０Ａには、透明性を備える基板を用いることができ、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子（樹脂）が使用可能である。また、光透過性を備えるならば、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。本実施形態では、基板本体１０Ａの材料としてガラスを用いる。
【００２２】
基板本体１０Ａの上には素子層１２が形成されている。素子層１２は、液晶表示装置１を駆動させるための駆動素子１４や、前述した走査線３ａおよびデータ線６ａ等の各種配線、更には層状に積層される無機物または有機物の絶縁膜などを備えている。駆動素子１４や各種配線はフォトリソグラフィによりパターニングした後エッチングすることにより、また、絶縁膜は蒸着法やスパッタ法など通常知られた方法により適宜形成することができる。基板本体１０Ａと素子層１２は基板１０Ｌを構成している。
【００２３】
基板１０Ｌの上の反射表示領域Ｒと平面的に重なる領域には、反射膜３０が形成されている。反射膜３０は、銀やアルミニウム等の光反射性の金属膜や、屈折率の異なる誘電体膜（ＳｉＯ２とＴｉＯ２等）を積層した誘電体積層膜（誘電体ミラー）を備えて構成されており、例えばマスクを介して蒸着法やスパッタ法により選択的に成膜することで得られる。本実施形態では銀を用いて反射膜３０を形成する。
【００２４】
反射膜３０を覆って全面に、透光性絶縁膜３２が形成されている。透光性絶縁膜３２は無機絶縁膜が好適に用いられ、例えば酸化シリコンや窒化シリコンなどの酸化物を好適に用いることができる。透光性絶縁膜３２は、少なくとも反射膜３０を覆って形成されていれば良く、選択的に反射膜３０上に形成する場合には、公知のフォトリソグラフィ技術によりパターニングすることで得られる。本実施形態では、酸化シリコン膜を基板１０Ｌの表面全面に形成する。反射膜３０を絶縁膜で覆って全面に形成しているため、銀で形成する反射膜３０が、他の配線等と短絡するおそれが無い。
【００２５】
透光性絶縁膜３２上であって反射膜３０と平面的に重なる領域には、液晶ポリマーからなる散乱層４０が形成されている。散乱層４０は、第２基板２０側から装置内に差し込む外光、および反射膜３０で反射した外光を散乱させる機能を備えている。散乱層４０で光を散乱させることにより、反射表示領域Ｒでの視野角を広げ、良好な表示が可能となる。散乱層４０の構造については後で詳述する。
【００２６】
透光性絶縁膜３２上には、更に、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとに重なる共通電極５０が形成されている。共通電極５０は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料で形成されており、隣接するサブ画素に形成された共通電極と例えば配線等によって電気的に接続されている。
【００２７】
共通電極５０上には、表面を覆って全面に酸化シリコン等の無機絶縁膜からなる層間絶縁膜５２が形成されており、層間絶縁膜５２上には、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとに重なる画素電極６０が形成されている。画素電極６０はＩＴＯ等の透明導電材料からなるものであり、平面視した状態では梯子（開口スリット）形状或いは櫛歯形状を備えている。また、層間絶縁膜５２、透光性絶縁膜３２及び素子層１２の一部を貫通して駆動素子１４に達するコンタクトホール６２が形成されており、画素電極６０と駆動素子１４とが電気的に接続されている。更に、層間絶縁膜５２上には、画素電極６０の表面を覆ってポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。
【００２８】
第２基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２０Ａを基体としてなり、基板本体２０Ａの内面側（液晶層７０側）には、カラーフィルタ層２２が形成されている。本実施形態では、カラーフィルタ層２２は、赤、緑、青のそれぞれに対応した着色部を有しており、これら着色部は、赤、緑、青に対応するものが周期的に並ぶように配置されている。また、サブ画素２００の一つと着色部の一つが対応するようになっている。
【００２９】
カラーフィルタ層２２の内面側には保護膜２４が設けられている。保護膜２４は、アクリル樹脂等の有機物や酸化シリコン等の無機物で形成されている。本実施形態では酸化シリコンで形成する。また、保護膜２４の内面側には、ポリイミド等からなる配向膜２６が設けられている。
【００３０】
その他、第１基板１０および第２基板２０は、不図示の偏光板を備えている。また、透過表示領域Ｔの画像と反射表示領域Ｒの画像との位相差を補償するための位相差層を備えることとしても、また、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとで液晶層７０の層厚を異ならせる絶縁層を備えることとしても良い。
【００３１】
（散乱層）
散乱層４０は、スメクチック液晶相を示す光重合性の液晶材料（液晶モノマーまたは液晶オリゴマー）の重合体である液晶ポリマーで形成されている。散乱層４０の内部では、重合前の液晶材料が局所的に配向してなる複数の液晶ドメインが形成されており、液晶材料が該液晶ドメインを保持したまま重合体となっている。
【００３２】
一般に、異なる屈折率を備える２つの物質の界面では、屈折率差に起因する光の屈折・反射が生じる。また液晶材料は、長軸方向と短軸方向とで異なる屈折率を備える。本発明では、この液晶材料が備える屈折率の異方性を利用し、液晶材料により透過光を散乱させる散乱層４０を形成している。すなわち、液晶材料の形成する液晶ドメインの配向方向の違いを利用して、屈折率差を備える界面を散乱層内部に多数形成し、内部に多数の散乱源を有する散乱層４０を形成することとしている。
【００３３】
ここで、散乱層４０が所望の機能を十分に発揮するための構造を説明する。散乱層４０が次に挙げる構造を備えていると、光の散乱機能を十分に発揮することが可能なものとなる。すなわち、（１）各々の液晶ドメインに含まれる液晶材料が液晶相（可視光線を散乱する配向）を形成している（液晶ドメインの相状態）、（２）散乱層中に分布する液晶ドメインの大きさが、可視光線を散乱する大きさとなっている（液晶ドメインの大きさ）、（３）各々の液晶ドメインが互いに不均一な向きに配置されている（液晶ドメインの配向）、という３点について、散乱層４０にふさわしい状態であることが重要である。
【００３４】
そこで、以下図３および図４を参照しながら、液晶ドメインと散乱層４０について説明する。なお、以下に説明する液晶ドメインの構造や数値は、個々の液晶ドメインのものではなく、複数の液晶ドメインの平均値として得られる値である。
【００３５】
（液晶ドメインの相状態）
まず、使用する液晶材料が、所望の散乱層４０を形成するのに適した相状態（液晶相）を保持して散乱層４０を形成することが必要である。例えば、用いる液晶材料の向きが無秩序であり光学的異方性が失われた相状態（等方相状態）で散乱層を形成しても、その様な相状態では光を透過してしまうため、散乱層としての機能を果たさない。したがって、散乱層４０を形成する液晶材料は、ある程度の配向で液晶相を形成することが散乱層の機能発現のために重要となる。
【００３６】
液晶材料がどれほどよく整列して液晶相を形成するかは、配向の秩序度（オーダーパラメータ）Ｓで表すことができる。本発明で使用するオーダーパラメータＳは、熱的に揺らぎを受ける液晶材料の分子長軸が、配向方向に対して時間平均でずれ角θ傾いているとしたときに、Ｓ＝（３ｃｏｓ２θ−１）／２ で定義される。Ｓ＝０．０の場合、分子は全く秩序がない状態（等方相）であることを示し、Ｓ＝１．０の場合、分子は分子長軸が配向方向に一致して配列している状態であることを示す。
【００３７】
オーダーパラメータＳは偏光吸収測定により求めることができる。例えば、互いに平行な配向方向の配向膜を備えた一対の基板間に液晶材料を配置し、配向方向と平行および垂直な偏光を各々照射し、それぞれ配向方向と並行な偏光の吸光度Ａ‖、およびラビング方向と垂直な偏光の吸光度Ａ⊥を分光光度計にて測定する。そして、可視光領域での極大吸収波長λmax（ｎｍ）におけるＡ‖およびＡ⊥から、オーダーパラメータＳを式Ｓ＝（Ａ‖−Ａ⊥）／（Ａ‖＋２×Ａ⊥）に従い算出することができる。このような偏光吸収測定による吸収２色性の測定の他にも、例えばＮＭＲ測定やＥＰＲ測定などの測定結果の角度依存性から、オーダーパラメータＳを求めることができる。
【００３８】
このように測定されるオーダーパラメータＳが０．３から１．０の範囲に含まれる値であれば、可視光線に影響するだけの光学的な異方性を備えていることとなるため、散乱層４０に適した相状態であるといえる。また、このような相状態の液晶材料では、液晶材料が形成する各々の液晶ドメインの内部でも同様の配向状態を備えていると考えられるため、光学的異方性を備えた液晶ドメインを備えた散乱層４０とすることができる。本実施形態の散乱層４０のオーダーパラメータＳは０．８である。
【００３９】
（液晶ドメインの大きさ）
次いで、液晶ドメインが可視光線を散乱する大きさを備えていることが重要である。図３は、液晶材料ＬＣおよび液晶材料ＬＣが形成する液晶ドメインＤの概略図である。液晶材料ＬＣは、液晶材料ＬＣが備える分子間力や水素結合等により、ある領域内で局所的に配向した状態である液晶ドメインＤを形成している。
【００４０】
図３（ａ）では、液晶材料ＬＣを長い棒状の形と考え、楕円形で表している。図３（ｂ）に示すように、液晶材料ＬＣは、厳密には、液晶材料の長軸方向に並行な回転軸の周りを回転運動（振動）しており、一定の排除体積Ｖを備えている。そのため、液晶材料ＬＣは排除体積Ｖを備えた長い棒状の形と考えることができる。また、先述したように液晶ドメインＤには複数の液晶材料ＬＣが含まれており、図３（ｃ）に示すように液晶ドメインＤに含まれる液晶材料ＬＣは、各々が排除体積Ｖを備えている。そのため、液晶ドメインＤの体積は、液晶材料ＬＣの分子体積ではなく、排除体積Ｖを考慮した体積となる。
【００４１】
その様な体積を有する液晶ドメインＤに内接する直方体を想定した場合に、想定粒子の最も長い辺の長さＷが液晶ドメインＤの大きさであると仮に規定する。その際、長さＷが可視光線の波長を散乱可能な大きさを備えていると、液晶ドメインＤは可視光線に干渉し可視光線を散乱させることができる。長さＷとしては、可視光線の波長の１０分の１程度の大きさ以上の長さであって、可視光線の波長と同程度以下の長さであることが望ましい。この長さＷは、可視光線をいわゆるレイリー散乱させる大きさ以上の長さであって、可視光線をいわゆるミー散乱させる大きさ以下の長さとなっている。液晶ドメインＤの大きさがレイリー散乱させる大きさより小さいと可視光線を散乱させずに透過させてしまう。またミー散乱させる大きさより大きいと、反射する光の割合が増えるため、透明性が不足して表示画像の画質が劣化する。
【００４２】
（液晶ドメインの配向）
更には、複数の液晶ドメインＤが互いに不均一な向きに配置されていることが重要である。図３（ａ）に示すように、楕円形で示す液晶材料ＬＣの向き（配向方向）は、配向ベクトルｕによって方向付けることができる。また、図３（ｂ）に示すように、液晶材料ＬＣは、液晶材料の長軸方向に並行な回転軸の周りを回転運動しているため、配向ベクトルｕの向きは該回転軸の方向に平均化される。更には図３（ｃ）に示すように、液晶ドメインＤに含まれる各々の液晶材料ＬＣは、全てが同一方向を向いているわけではないため、液晶ドメインＤに含まれる液晶材料ＬＣ全体の配向方向（液晶ドメインＤの配向方向）は、含まれる液晶材料ＬＣの配向ベクトルｕの平均によって得られる。この液晶ドメインＤの平均配向に平行な単位ベクトルはダイレクタｎと呼ばれ、ダイレクタｎの向きは液晶ドメインＤの配向方向を示す。図では液晶ドメインＤを楕円形で表し、ダイレクタｎを矢印で表している。
【００４３】
図４は複数の液晶ドメインＤを備えた散乱層４０における液晶ドメインＤの配向を説明する模式図である。液晶材料ＬＣを用いて散乱層４０を形成すると、散乱層４０中には複数の液晶ドメインＤが含まれることになり、複数のダイレクタｎを備える。しかし図４（ａ）に示すように、隣接する液晶ドメインＤの配向方向（ダイレクタｎの方向）が同じ方向に揃うと、隣接する液晶ドメインＤを透過する光Ｌに対して、液晶ドメインＤの界面での屈折率差がなくなる。したがって、液晶ドメインＤ同士の配向方向が均一な配向状態であるモノドメイン構造の場合、光Ｌの散乱源となる液晶ドメイン間の界面の数が減少し、良好な散乱特性が得られない。
【００４４】
一方で、図４（ｂ）に示すように、散乱層４０の内部構造が、ダイレクタｎの方向が不均一で多数存在するポリドメイン構造である場合、隣接する液晶ドメインＤを透過する光Ｌに対して、屈折率差を備え光Ｌの散乱源となる液晶ドメイン間の界面が多数存在することとなる。そのため、散乱層４０を透過する光Ｌは、屈折率差のある多数の界面で散乱を起こし、良好な散乱特性が得られる。本実施形態の散乱層４０は、ポリドメイン構造を備えている。
【００４５】
ここで、散乱層４０における液晶ドメインＤの配向状態を、巨視的オーダーパラメータＳＬを想定して表すことでポリドメイン構造を定義することができる。巨視的オーダーパラメータＳＬは、液晶材料ＬＣの配向秩序度をオーダーパラメータＳで表したのと同様に、液晶ドメインＤの配向秩序度を表す値である。Ｓ＝０．０の場合、液晶ドメインＤは全く秩序がない状態であることを示し、Ｓ＝１．０の場合、液晶ドメインＤはダイレクタｎが配向方向に一致して配列している状態であることを示す。この巨視的オーダーパラメータＳＬが０．０から０．７の範囲に含まれる値であれば、液晶ドメインＤ同士が可視光線に影響するだけの不均一な配向となっているため、散乱層４０に適したポリドメイン構造であるといえる。また、ダイレクタｎの向きと配向ベクトルｕの向きとが揃わないために、巨視的オーターパラメータＳＬは、オーダーパラメータＳよりも小さいことが望ましい。本実施形態の散乱層４０の巨視的オーダーパラメータＳＬは０．４である。以上のような構造の散乱層４０を備えた反射表示領域Ｒでは、優れた散乱特性を備え視野角の広い良好な表示が可能となる。
【００４６】
（散乱層の製造方法）
次に、液晶表示装置１の製造方法について説明する。本発明の液晶表示装置１は散乱層４０を液晶ポリマーで形成すること以外は従来知られた液晶表示装置と同じであるため、散乱層４０の製造方法について詳しく説明する。
【００４７】
散乱層４０は、酸化シリコン膜からなる透光性絶縁膜３２上に光重合性の液晶材料の溶液を塗布し、従来公知のフォトリソグラフィ技術を用いて反射表示領域Ｒに重なる液晶材料を重合させて形成している。液晶材料の溶液を塗布する前に、Ｏ２プラズマ処理を行い塗布面を親液処理しても良い。
【００４８】
ここで、透光性絶縁膜３２を構成する材料が液晶材料の溶液に対して撥液性であるならば、液晶材料は、透光性絶縁膜３２の表面との接触面積が少なくなるような配向をしやすくなる。つまり、液晶材料の長軸が透光性絶縁膜３２の法線方向に並行となる配向をしやすくなる。このような場合、隣接する液晶ドメインを構成する液晶材料同士も、互いに同じく法線方向に並行に配向するため、液晶ドメイン同士が合一して液晶ドメイン間の界面が消失し、散乱面が減少してしまう。しかし本実施形態の透光性絶縁膜３２は、液晶材料の溶液に対して親液性を示すため、個々の液晶材料の配向方向が不均一となり、散乱源となる液晶ドメイン間の界面を多数備える散乱層４０を容易に形成することができる。
【００４９】
また、透光性絶縁膜３２上の散乱層４０を形成する領域に、噴霧等の方法によりまだらに撥液材料を塗布し、まだらな親撥液パターンを形成した後に散乱層４０を形成することとしても良い。このようにすると、親液部に塗布される液晶材料と撥液部に塗布される液晶材料とは、確実に互いに異なる方向に配向する。したがって、散乱層４０をポリドメイン構造とすることが容易となる。個々の撥液部の大きさは、好適な液晶ドメインの大きさである０．１μｍ程度であるとなお良い。
【００５０】
この散乱層４０の形成の際、液晶材料の重合前に液晶材料が固体になる（結晶化する）温度にまで冷却した後、徐々に昇温する処理を行うと良い。一度固体にして結晶化させることで、まず液晶材料を一方向に配向させ、その後徐々に昇温して液晶相にすることで、多数の液晶ドメインを形成した散乱層４０を確実に形成することができる。
【００５１】
以上のような構成の液晶表示装置１によれば、散乱層４０に入射した光は、散乱層４０内部に形成された液晶ドメインＤ間の界面で強く散乱されるため、散乱層４０の表面に凹凸を形成しなくても、良好な散乱反射機能を得ることができる。したがって、凹凸形状で散乱機能を持たせる従来の構造と異なり、電極を形成する面を平坦な面とすることができ、凹凸による断線の発生や、セル厚ムラに起因する表示品質の低下を回避することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、個々の液晶ドメインＤのダイレクタｎの配向方向が、互いに不均一となっている。そのため、光を散乱する散乱面として機能する液晶ドメイン間の界面が確実に形成され、良好な散乱能を備える散乱層４０とすることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、液晶材料の配向秩序度を示すオーダーパラメータＳの値は０．８となっている。そのため、液晶ドメインＤでは散乱層４０に差し込む光を好適に散乱させることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、散乱層４０をスメクチック相を形成する液晶材料で形成する。スメクチック相では液晶材料は層状構造に配向するため、同じ層内で液晶材料同士が隣接し液晶ドメインＤを形成しやすい。そのため、液晶材料が液晶ドメインＤを容易に形成し、良好な散乱層４０を容易に形成することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、散乱層４０を形成する透光性絶縁膜３２の形成材料は、液晶材料の溶液に対して親液性を有する無機材料の酸化シリコンであり、透光性絶縁膜３２の表面に液晶材料を塗布し散乱層４０を形成している。そのため、個々の液晶材料の配向方向が不均一となり、散乱源となる液晶ドメイン間の界面を多数備える散乱層４０を容易に形成することができる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、反射膜３０の形成材料は銀であることとしたが、アルミニウムも好適に用いることができる。アルミニウムで反射膜３０を形成すると、反射膜３０の表面は酸化され、アルミニウムの酸化物である透明なＡｌ２Ｏ３を容易に形成する。このような場合、反射膜３０の表面のＡｌ２Ｏ３が、反射膜３０の上に形成する透光性絶縁膜の機能を果たす。そのため、図５に示す液晶表示装置２のように、別途透光性絶縁膜を形成する必要がなく、反射膜３０の上に直接散乱層４０を積層して形成することができ、製造プロセス上有利な構成となる。尚、上記説明では、共通電極５０の上に形成された層間絶縁膜５２を介してその上に更に梯子（開口スリット）形状或いは櫛歯形状の画素電極６０を形成したが、共通電極５０と画素電極６０との上下の積層される配置を入れ替えて、画素電極６０の上に層間絶縁膜５２を形成し、その上に開口スリット形状或いは櫛歯形状を有した共通電極５０を形成してもよい。
【００５７】
［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置３の説明図である。本実施形態の液晶表示装置３は、第１実施形態の液晶表示装置と一部共通している。異なるのは、散乱層４０が第１基板１０に無く、第２基板２０に形成されていることである。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５８】
液晶表示装置３が備える第２基板２０には、カラーフィルタ層２２の内面側に酸化シリコンなどの無機物からなる保護膜２４が形成されている。また、保護膜２４の内面側には反射表示領域Ｒに重なる散乱層４０が形成されている。更に、保護膜２４の内面側には、散乱層４０の表面を覆ってポリイミド等からなる配向膜２６が設けられている。
【００５９】
この構成によれば、保護膜２４が、カラーフィルタ層２２の保護機能と、散乱層４０形成時の下地層としての機能とを兼ね備えている。そのため、形成する層が１層少なくてすみ、製造プロセスが簡略化できる。
【００６０】
［電子機器］
次に、本発明の電子機器の実施形態について説明する。図７は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。図７に示す携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。これにより、本発明の液晶表示装置により構成された表示品質に優れる表示部を具備した携帯電話１３００を提供することができる。
【００６１】
上記各実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、表示品質が高く、信頼性に優れた液晶表示部を備えた電子機器を提供できる。
【００６２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１の回路構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置１の断面図である。
【図３】液晶材料ＬＣおよび液晶材料ＬＣが形成する液晶ドメインＤの概略図である。
【図４】液晶ドメインＤの配向を説明する模式図である。
【図５】第１実施形態の変形例である液晶表示装置２の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置３の断面図である。
【図７】本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１〜３…液晶表示装置、１０…第１基板（基板）、２０…第２基板（基板）、２２…カラーフィルタ層、３０…反射膜、３２…透光性薄膜、４０…散乱層、７０…液晶層、１３００…電子機器、Ｄ…液晶ドメイン、ＬＣ…液晶材料、ｎ…ダイレクタ（液晶材料の配向方向を平均した方向）、ｕ…配向ベクトル（液晶材料の配向方向）
【図１】
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【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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