(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配された一対の透光性基板と、該一対の透光性基板の対向面間に挟装された液晶材料とを有してなる反射型液晶表示素子において、
上記透光性基板のいずれか一方の対向面と液晶材料との間に光反射層が設けられているとともに、該液晶材料と光反射層との間に透光性の光散乱層が設けられ、
上記光反射層と、透光性の光散乱層とが、光散乱層によって光反射層が被覆されるように積層されてなり、
上記光反射層が形成された透光性基板に対向する透光性基板の対向面側に、カラーフィルター層が形成されてなり、
上記一対の透光性基板が透光性プラスチック基板であり、上記カラーフィルター層の液晶材料と対向する側に、該カラーフィルター層を平坦化するための平坦化樹脂層が積層されており、さらに、上記光散乱層が光散乱粒子が分散されてなる透光性樹脂層であって、
上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記透光性樹脂層の層厚との差がほぼゼロであることを特徴とする反射型液晶表示素子。
【請求項２】
上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記透光性樹脂層の層厚との差が−０．６μｍを超え０．６μｍ未満の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項３】
上記透光性樹脂層の層厚が、５μｍ〜１５μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項４】
上記カラーフィルター層、平坦化樹脂層、および光散乱層に基材として含まれる樹脂は、同じ系統に属する樹脂、または、同一種の樹脂であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の反射型液晶表示素子。
【請求項５】
上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記光散乱層の層厚とが、６μｍであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の反射型液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯用電子機器の表示装置等に用いられる液晶表示素子、特に反射型液晶表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子は様々な分野で使用されているが、携帯用電子機器の表示装置に用いられる表示素子の分野においては、薄型、軽量、低消費電力、屋外視認性、並びに、低価格化への要求が近年特に強くなってきている。例えば、反射型液晶表示素子は、表示を行うためにバックライトユニット等を設ける必要がなく上記要求を満たすものとして注目され、さらなる成長が期待されている。
【０００３】
上記の反射型液晶表示素子は、電子ディスプレイフォーラム(Electronic Display Forum:EDF) '９９  講演集（フォーラム開催日：１９９９年４月１４日）の２−２２頁〜２−２５頁にも紹介されているように、その構造の違いにより、Ａ）液晶セル外反射板方式の反射型液晶表示素子（以下、単に液晶セル外反射板方式と称する）と、Ｂ）液晶セル内反射板方式の反射型液晶表示素子（以下、単に液晶セル内反射板方式と称する）との二つに大別されている。
【０００４】
上記の液晶セル外反射板方式とは、反射板を液晶セルの外面側に設ける方式であり、白黒表示の携帯用電子機器などに広く実用化されている。しかしながら、偏光板を二枚設ける必要があるため光利用効率が悪くなるという問題点を有している。また、反射板と液晶セル内（換言すれば液晶層）との間に透光性基板（以下、単に基板と称する）や偏光板等が介在しているため視差が生じる。さらにカラー表示に適用された場合には、混色による色純度低下がおこるという問題もある。
【０００５】
そのため上記の液晶セル外反射板方式は、高精細表示、多諧調表示、カラー表示等に適用された場合には視認性が著しく低下する等の問題を招来し、高性能を要求される分野での実用化が困難である。一方、液晶セル内反射板方式は、反射板を液晶セルの内面側に設ける方式であり、前述したような高性能を要求される分野に用いられる反射型液晶表示素子として提案されている。
【０００６】
上記説明の液晶セル内反射板方式は、その構造の違いにより、さらに、いくつかに細分類されている（電子ディスプレイフォーラム '９９  講演集参照）。一例として、液晶セルを構成する一方の基板の内面側（すなわち、液晶層側）に鏡面反射板等の反射板（反射層）を形成するとともに、他方の基板の外面側に光散乱フィルム等の光散乱層を設けた構造を有するものが挙げられる。この構造では、反射板が設けられない基板（すなわち他方の基板）の内面側にカラーフィルター層を形成することにより容易にカラー表示に適用可能となる。また、他の例として、液晶セルを構成する一方の基板の内面側に鏡面反射板等の反射板を形成するとともに、他方の基板の内面側に光散乱フィルム等の光散乱層を設けた構造を有するものが挙げられる。この構造では、上記他方の基板の内面側に始めにカラーフィルター層を形成し、続いて、このカラーフィルター層上に上記光散乱層を形成することにより容易にカラー表示に適用可能となる。尚、上記説明のように反射板と光散乱層とが液晶層を挟むべく、異なる基板上に形成されている構造の液晶セル内反射板方式を、説明の便宜上、機能分離方式の反射型液晶表示素子（単に、機能分離方式と称することもある）と称するものとする。
【０００７】
さらに、反射板自体に光散乱機能を持たせる構造を採用してなる液晶セル内反射板方式も提案されている。この構造は例えば、液晶セルを構成する一方の基板の内面側に、所定の微細な凹凸形状を有する樹脂層（光散乱層：以下、凹凸樹脂層と称する）を予め形成し、該凹凸樹脂層上にその凹凸形状に沿って反射層を形成して光散乱・反射板とするものである。この構造では、いずれか一方の基板の内面側にカラーフィルター層を形成することにより容易にカラー表示に適用可能となる。尚、上記説明のように反射板自体に光散乱機能を持たせる構造の液晶セル内反射板方式を、説明の便宜上、散乱・反射機能方式の反射型液晶表示素子（単に散乱機能方式と称する場合もある）と称するものとする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記説明の構造を有する液晶セル内反射板方式はそれぞれ、以下に説明する問題点を有している。例えば、上記説明の機能分離方式は、反射板を液晶駆動用電極の一方として用いることができ、液晶パネル構造を簡素化できること等から生産性や価格面においては優れているが、コントラストや視野角などの光学特性面においては問題がある。この問題は、反射板と光散乱層とが液晶層を挟むべく異なる基板上に形成されている構造に起因する。より具体的には、１）液晶セルに入射した光が液晶層を通過する前に上記光散乱層を通過すること、および、２）反射板と光散乱層との間に存在する液晶層により光学的なロスが生じること、等が原因となって発生する。加えて、カラー表示に適用するために、上記説明のようにカラーフィルター層上に光散乱層を形成する場合には、該カラーフィルター層の表面段差の影響を受けるため、光散乱層を面内均一に形成することは困難であり、光散乱特性の面内分布悪化により視認性を低下させる虞がある。
【０００９】
一方、上記説明の散乱・反射機能方式は、光散乱機能と光反射機能とを一つの層である光散乱・反射板に持たせている。そのため、液晶セルに入射した光が液晶層を通過する前に光散乱層を通過することがなく、上記光学特性面の問題も改善される。しかしながら、この構造では、生産性、品質安定性、並びに価格面での問題点を有する。より具体的には、散乱・反射機能方式では、反射層を形成する前に所定の微細な凹凸形状を有する凹凸樹脂層を形成し、これによって光を散乱させている。そして、優れた散乱特性を得るためには、上記凹凸樹脂層に形成される凹凸の高低差を０．５μｍ〜１．５μｍの範囲内とする必要がある。しかしながら、液晶層の配向制御や厚み制御においてこの凹凸は致命的であり、実際の液晶パネル構造においては、反射層と液晶駆動用電極との絶縁化も兼ねた平坦化樹脂層を上記反射層上にさらに形成することが必要となる。すなわち、目的とする光散乱・反射板を形成するために三つの層を形成する必要があり、生産性低下とコストアップとを避けることができない。
【００１０】
また、上記反射層はスパッタリング等の化学蒸着法により形成する一方、樹脂層はスピンコーティング等の塗布法により形成するのが一般的である。したがって、反射層を二つの樹脂層（凹凸樹脂層および平坦化樹脂層）で挟み込んだこの構造では、製造工程を複雑化させることとなり、さらなる生産性の低下を招来する。すなわち、散乱・反射機能方式では、生産性や価格面での問題を有する。加えて、所定の凹凸形状を面内分布よく、かつ、基板間分布よく（同一の製造ラインで製造される液晶表示素子間での品質均一性に優れていることを指す）形成することは困難であるため光散乱特性等の品質安定性の点でも問題を有することとなる。
【００１１】
散乱・反射方式をカラー表示に適用する場合には、上記反射層上にカラーフィルター層を形成する構造とすることで凹凸形状を平坦化することができ、上記平坦化樹脂層を削減することが可能である。しかしこの場合には、基板上に形成すべき層が、一方の基板側に集中してしまう。そのため、液晶表示素子の製造工程の大半がもっぱら一方の基板側にかかる工程となり、リードタイム延長や該製造工程の複雑化を招来することとなる。したがって、生産性や価格面での問題は解決されない。また、カラーフィルター層や液晶駆動用電極の形成工程における不良発生のリスクが大きくなる。さらに、凹凸樹脂層の面内分布および基板間分布の悪化に起因する品質安定性の低下についても問題となる。加えて、高低差が約０．５μｍ〜１．５μｍの範囲内である微細な凹凸形状の上に、約１〜２μｍ厚のカラーフィルター層を面内分布よく形成することは困難であり、色ムラなどが発生して視認性を低下させる虞もある。
【００１２】
また、反射型液晶表示素子等の液晶表示素子においてプラスチック材料を用いた基板（以下、プラスチック基板と称する）を使用する場合には、ガラス基板と比較して大きな寸法変化をおこすという問題が上記説明の問題に加えて発生する。より具体的には、ヒートシール処理等の熱系（加熱または冷却）処理、洗浄処理等の水系（液体を使用する）処理、あるいはプラスチック基板の置かれている温度・湿度の影響を受けて、該プラスチック基板には±０．１％もの寸法変化がおこる。しかも、プラスチック基板上にミクロン（マイクロメートル）単位の層厚（膜厚）で形成される樹脂層の合計層厚が該プラスチック基板ごとに異なる場合には、この寸法変化が強調される場合がある。
【００１３】
例えば、反射型液晶表示素子を白黒表示に適用する場合、該液晶表示素子を構成する一対の基板上のそれぞれに形成される樹脂層の数は比較的少なく、寸法変化の制御が比較的容易である。また、厳密な位置あわせが要求されるのは、基本的に、それぞれの基板上に形成される液晶駆動用電極同士の位置関係だけであるため寸法変化に対する許容度が比較的広い。それ故、白黒表示の分野では、プラスチック基板を用いてなる反射型液晶表示素子は実用化されている。
【００１４】
しかしながら、反射型液晶表示素子をカラー表示に適用する場合、１）該液晶表示素子を構成する一対の基板上に形成される樹脂層の数は、白黒表示に適用する場合と比較して多くなり、さらに、２）厳密な位置あわせが要求される位置関係として、上記液晶駆動用電極同士の位置関係に加え、液晶駆動用電極とカラーフィルター層との位置関係が加わることとなる。したがって、上記基板としてプラスチック基板を使用する場合、それぞれの基板上に形成される樹脂層の合計層厚の差を無視することはできなくなる。すなわち、上記した樹脂層の合計層厚の差に起因して、二枚のプラスチック基板それぞれの寸法変化の変動具合に大きな差が生じる。それ故、例えば、液晶駆動用電極とカラーフィルター層との位置ずれ、並びに液晶駆動用電極同士の位置ずれが数十μｍ単位のオーダーで発生し、光学特性が著しく低下するために実用化には至っていないのが現状である。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コントラストや視野角等の光学特性面、生産性、並びに価格面、のいずれにも優れた反射型液晶表示素子を提供することにある。さらに、プラスチック材料を用いてなる基板を使用し、かつ、光学特性面に優れた反射型液晶表示素子を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、上記の課題を解決するために、対向して配された一対の透光性基板と、該一対の透光性基板の対向面間に挟装された液晶材料とを有してなる反射型液晶表示素子において、上記透光性基板のいずれか一方の対向面と液晶材料との間に光反射層が設けられているとともに、該液晶材料と光反射層との間に透光性の光散乱層が設けられ、上記光反射層と、透光性の光散乱層とが積層されてなり、上記光反射層が形成された透光性基板に対向する透光性基板の対向面側に、カラーフィルター層が形成されてなり、上記一対の透光性基板が透光性プラスチック基板であり、上記カラーフィルター層の液晶材料と対向する側に、該カラーフィルター層を平坦化するための平坦化樹脂層が積層されており、さらに、上記光散乱層が光散乱粒子が分散されてなる透光性樹脂層であって、上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記透光性樹脂層の層厚との差がほぼゼロであることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、表示に利用される光は、光反射層および光散乱層が形成されていない透光性基板側から入射される。すなわち、この光は液晶材料を透過する前に光散乱層を通過することがないので、光学的ロスが改善されてなる反射型液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００１８】
また、必要に応じて光反射層と光散乱層との間に、光の増反射効果をもたらすべくその光学特性が制御された透光性の薄膜（以下、増反射層と称する）を形成することもでき、光反射特性がさらに向上された反射型液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００１９】
尚、上記光反射層が透光性基板の対向面上に薄膜として形成された場合、この光反射層は該対向面と同等の平坦性を有すると考えられる。すなわち、増反射層は、高い平坦性を有する光反射層上に形成されることとなり、面内分布および基板間分布よく形成可能となる。よって、高品質な光散乱・反射板を備えた反射型液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００２０】
上記の構成によれば、光反射層と光散乱層との間に介在する層がないため、表示に利用される光の光学的なロスをさらに抑制することが可能である。また、光反射層と、その上に形成される光散乱層との二層のみで光散乱・反射板を形成することができる。したがって、コントラストや視野角等の光学特性に極めて優れた反射型液晶表示素子を生産性よく、低コストで提供することが可能となる。
【００２１】
尚、上記光反射層が透光性基板の対向面上に薄膜として形成された場合、この光反射層は該対向面と同等の平坦性を有すると考えられる。すなわち、光散乱層は、高い平坦性を有する光反射層上に形成されることとなり、面内分布および基板間分布よく形成可能となる。よって、高品質な光散乱・反射板を備えた反射型液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００２２】
上記の構成によれば、光散乱粒子が分散されてなる透光性樹脂を塗布・硬化することで所定の光散乱特性を有する光散乱層を形成することができる。すなわち、簡素な製造プロセスで反射型液晶表示素子を製造することが可能となる。また、光散乱層の光散乱特性を所望する値に容易に制御可能である。
【００２３】
上記の構成によれば、透光性基板のいずれか一方に、形成すべき層が集中することがない。すなわち、二枚の透光性基板それぞれに、形成すべき層を振り分けて反射型液晶表示素子を製造することができるので、該製造工程の簡素化や、リードタイム短縮を図ることが可能となる。よって、カラー表示に適用可能な反射型液晶表示素子を効率的に提供することが可能となる。
【００２４】
さらに、カラーフィルター層が形成される側の基板製造においては、従来の透過型液晶表示素子と同一の製造プロセスを流用することにて対応可能である。加えて、カラーフィルター層や液晶駆動用電極の形成工程等の下流工程での不良発生に対するリスクを低減することも可能となる。
【００２５】
上記の構成によれば、透光性プラスチック基板それぞれの寸法変動の程度をほぼ同等に押さえ込むことが容易となる。これにより、例えば、液晶駆動用電極とカラーフィルター層との位置ずれ、並びに液晶駆動用電極同士の位置ずれが防止されてなり、光学特性面に優れたカラー表示用の反射型液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００２６】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、上記の構成に加えて、上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記透光性樹脂層の層厚との差が−０．６μｍを超え０．６μｍ未満の範囲内であることを特徴としている。
【００２７】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、上記の構成に加えて、上記透光性樹脂層の層厚が、５μｍ〜１５μｍの範囲内であることを特徴としている。
【００２８】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、上記の構成に加えて、上記カラーフィルター層、平坦化樹脂層、および光散乱層に基材として含まれる樹脂は、同じ系統に属する樹脂、または、同一種の樹脂であることを特徴としている。
【００２９】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、上記の構成に加えて、上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記光散乱層の層厚とが、６μｍであることを特徴としている。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔参考例１〕
本発明の参考例について、図１、図３、並びに、図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、これによって、本発明が限定されるものではない。
【００３１】
本参考例にかかる反射型液晶表示素子は、対向して配される一対の透光性基板と、該一対の透光性基板の対向面間に挟装される液晶材料とを有し、該液晶材料の有する電気光学効果を用いて表示を行う液晶表示素子であって、上記一対の透光性基板のいずれか一方の対向面側に、光反射層と、透光性の光散乱層とがこの順に積層されてなる構造を有している。より具体的には、液晶表示素子（反射型液晶表示素子）３０ａは図１に示すように、透光性基板１１の一方の面（対向面）上に、反射層（光反射層）１２、透光性の光散乱層１３、平行に配された複数の信号電極（液晶駆動用電極）１５、並びに液晶配向膜１６が順に形成されてなる信号電極側基板１０と、透光性基板２１の一方の面（対向面）上に、平行に配された複数の走査電極（液晶駆動用電極）２２および液晶配向膜２３が順に形成されてなる走査電極側基板２０ａとが、それぞれの対向面により液晶材料１７を挟装するべく対向配置された液晶パネル構造を有している。また、上記信号電極１５と走査電極２２とは互いに直行するように配されている。
【００３２】
尚、それぞれの「透光性基板の対向面側」とは、透光性基板１１（または透光性基板２１）の対向面側と液晶材料１７との間を指すものとする。また、「対向面側にＡ層とＢ層とがこの順に積層される」とは、Ａ層とＢ層とが積層構造になっているとともに、該Ａ層がＢ層より対向面近傍に位置していることを指す。したがって、場合によっては、上記対向面とＡ層との間に、他の層が介在していてもよい。
【００３３】
この液晶表示素子３０ａは白黒表示に適用された単純マトリクス型の液晶表示素子であり、上記信号電極１５と走査電極２２との交差部間に所定の電圧を印加し、液晶材料１７の有する電気光学効果を用いて表示を行う反射型液晶表示素子である。尚、この液晶パネル構造において、透光性基板１１・２１それぞれの「対向面」は液晶セル内面を形成するものであり、場合によっては「内面」と称するものとする。また、透光性基板１１・２１それぞれの「内面」の背向面を、「外面」と称するものとする。
【００３４】
以下、上記液晶表示素子３０ａの製造工程の概略について説明を行う。まず、液晶表示素子３０ａを構成する信号電極側基板１０の製造工程を説明する。はじめに、透光性基板１１の一方の面（対向面）上にアルミニウム等の高反射特性を有する材料よりなる薄膜、すなわち反射層１２をスパッタリング法により面内均一に形成する。反射層１２の層厚（膜厚）は特に限定されるものではないが、本参考例では約１０００・である。また、反射層１２をなす材料は所望される反射特性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銀などを使用することもできる。
【００３５】
続いて、基材としてのアクリル系樹脂に粒径２μｍの粒状シリカ（光散乱粒子）１４がほぼ均一に分散されてなる透光性樹脂材料をスピンコーティングにより反射層１２上に均一に塗布し、例えば紫外線硬化することで層厚６μｍの光散乱層（透光性樹脂層）１３を形成した。尚、本参考例では、図１に示すように、反射層１２が完全に被覆されるべく光散乱層１３を形成している。また、光散乱層１３の層厚は特に限定されるものではないが、平面平坦性を確保しながら、膜厚分布による散乱特性の面内分布を抑えるという理由により、５μｍ〜１５μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００３６】
上記透光性樹脂材料をなす基材は、透光性を有し、かつ、光散乱粒子を変質させることなく分散できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、などをアクリル系樹脂に代えて使用することができる。ただし、平坦な薄膜を容易に形成することが可能である（平面平坦性が良好である）という観点からはアクリル系樹脂がより好ましい。また光散乱粒子１４は、上記基材とは異なる屈折率を有する粒子状物質であって、光散乱層１３の層厚以下の粒子径を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ガラスビーズ、プラスチックビーズ、等を使用することができる。
【００３７】
続いて、上記光散乱層１３上にＩＴＯ（Indium Tin oxide) 等の透明（透光性）導電性材料よりなる透明導電膜をスパッタリング法により面内均一に形成した。そして、該透明導電膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングすることで、互いに略平行に配された複数の信号電極（一つのみ図示される）１５が形成される。そして、この信号電極１５を被覆し、かつ、凹凸を平坦化するように、ポリイミド材料等の透光性材料よりなる薄膜が印刷法によりパターン形成され、該薄膜にラビング処理を施すことにより液晶配向膜１６が形成される。上記説明のようにして信号電極側基板１０は製造される。
【００３８】
次に、走査電極側基板２０ａの製造工程の概略について以下に説明を行う。はじめに、透光性基板２１の一方の面（対向面）上にＩＴＯ（Indium Tin oxide) 等の透明（透光性）導電性材料よりなる透明導電膜をスパッタリング法により面内均一に形成する。そして、該透明導電膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングすることで、互いに略平行に配された複数の走査電極２２…が形成される。そして、この走査電極２２を被覆し、かつ、凹凸を平坦化するように、ポリイミド材料等の透光性材料よりなる薄膜が印刷法によりパターン形成され、該薄膜にラビング処理を施すことにより液晶配向膜２３が形成される。
【００３９】
続いて、液晶配向膜１６・２３の一方（場合によっては両方）に対しスペーサー１８…を分散するとともに、信号電極側基板１０または走査電極側基板２０ａの周縁部に、接着材および封止材としてのシール樹脂層１９を形成する。尚、シール樹脂層１９は図示しない液晶注入口に相当する部分には形成しない。
【００４０】
そして、信号電極側基板１０と走査電極側基板２０ａとがシール樹脂１９を介して貼り合わされる。次いで、液晶セル内部に対し液晶注入口より液晶材料１７を注入・充填し、液晶注入口を封止することで液晶表示素子３０ａが製造される。尚、上記のスペーサー１８…は、上記液晶表示素子３０ａのセル間隔を一定に保持するべく機能する。また、上記信号電極１５が走査電極として、かつ、走査電極２２が信号電極として機能する構成であってもよい。
【００４１】
上記の製造工程でも説明したように、反射層１２と光散乱層１３とはいずれも平面状に均一に形成されている。したがって、凹凸形状を有する樹脂層上にその形状に沿って反射層（光反射層）を形成して光散乱・反射板とする従来の反射型液晶表示素子（従来型液晶表示素子と称する）と比較すれば、該凹凸形状平坦化のために平坦化樹脂層を設ける必要がない。よって、目的とする光散乱・反射板（すなわち、本参考例における反射層１２と光散乱層１３との積層構造板）を備えた反射型液晶表示素子を効率よく製造することが可能である。
【００４２】
また、本参考例において、反射層１２は１０００・と極めて薄い層厚で透光性基板１１内面上に形成されており、該内面と同等の平坦性を有すると考えられる。すなわち、光散乱層１３は、高い平坦性を有する反射層１２上に形成されるので、面内分布および基板間分布よく（すなわち、品質安定性よく）形成可能である。本参考例では光散乱層１３の層厚は６μｍであるが、面内分布と基板間分布との双方に優れるとともに、その表面平坦性も水平面を基準として±０．１μｍ以内と極めて優れた値を示した。さらに、この構造では、反射層１２と光散乱層１３との間に介在する層がないため光学的なロスを抑制することが可能であり、上記従来型液晶表示素子と同等の極めて優れた光学特性（コントラストや視野角等）を有する反射型液晶表示素子を品質安定性良く製造することが可能である。
【００４３】
図３に示すように、製造された液晶表示素子３０ａが反射型のみに適用される液晶表示素子（反射型液晶表示素子）３０’として機能する場合、表示に利用される光は透光性基板２１の外面側（図中、観測者のいる側）にある反射用光源３１より該液晶表示素子３０ａ内に入射される。この光は、例えば、偏光板と位相差板とを積層してなるフィルム（以下、偏光位相差板２７と称する）を透過させた光として液晶表示素子３０ａに与えられ、透光性基板２１、透明導電性材料よりなる走査電極２２（光の一部は走査電極２２・２２間を透過する）、液晶配光膜２３、液晶材料１７、液晶配向膜１６、透明導電性材料よりなる信号電極１５（光の一部は信号電極１５・１５間を透過する）、並びに、透光性樹脂層である光散乱層１３、を順に透過して反射層１２に到達し、該反射層１２において透光性基板２１方向に反射される。
【００４４】
反射層１２において反射された上記光は、直ちに光散乱層１３に入射され、該光散乱層１３中に均一に分散された光散乱粒子１４…により、液晶セル内部に均一に拡散されて表示に利用される。尚、光散乱層１３の光散乱特性（光拡散特性）は、例えば、基材と光散乱粒子１４との組合せ；光散乱粒子の粒子径；光散乱粒子１４の含有量；層厚；基材中における光散乱粒子１４の分散均一性度合い；等の要素を変更することにより所望するように制御可能である。
【００４５】
上記偏光位相差板２７は、反射用光源３１と液晶表示素子３０ａとの間に配置されていればよく、透光性基板２１の外面上に貼り付けられて液晶表示素子３０ａと一体化されたものであってもよい。偏光位相差板２７を設けることにより、反射用光源３１の存在下で良好な表示品位を得ることが可能となる。また、上記光を発する反射用光源３１は特に限定されるものではなく、自然光源または人工光源（補助光源等）より任意に選択すればよい。
【００４６】
図４に示すように、本参考例にかかる液晶表示素子３０ａは半透過方式反射型の液晶表示素子（反射型液晶表示素子）３０”として使用することも可能である。半透過方式反射型の液晶表示素子３０”とは、反射用光源３１および透過用光源３２双方の表示用光学システムが適用可能な液晶表示素子を指すものである。この場合、液晶表示素子３０”を挟んで観測者と反対側（すなわち、透光性基板１１の外面側）に設けられた透過用光源３２からの光が、液晶セル内に到達できることが必要とされる。したがって、例えば、１）アルミニウム等の高反射性材料により反射層１２を２００・程度（光が透過可能な程度）の薄膜で形成し、該反射層１２に適度の光透過性と反射性とを持たせる、または、２）反射層１２の一部に光透過用の開口部を設ける、等の設計変更を加えて液晶表示素子３０ａを形成すればよい。
【００４７】
透過用光源３２より発せられた光は、例えば、偏光板と位相差板とを積層してなるフィルム（偏光位相差板２８と称する）を透過させた光として液晶表示素子３０”に与えられ、透光性基板１１および反射層１２を順に透過して光散乱層１３に入射され、該光散乱層１３中に均一に分散された光散乱粒子１４…により液晶セル内部に均一に拡散されて表示に利用される。このような構造とすることで、反射用光源３１の非存在下、または、反射用光源３１の光量が不十分な条件下でも、液晶表示素子３０”の表示を行うことができる。
【００４８】
上記偏光位相差板２８は、透過用光源３２と液晶表示素子３０ａとの間に配置されていればよく、透光性基板１１の外面上に貼り付けられて液晶表示素子３０ａと一体化されたものであってもよい。偏光位相差板２８を設けることにより、透過用光源３２の存在下で良好な表示品位を得ることが可能となる。尚、反射用光源３１からの光に関しては、液晶表示素子３０’の場合と同様であり説明を省略する。尚、言うまでもないが、上記偏光位相差板２７は反射型液晶表示素子用に、また、偏光位相差板２８は透過型液晶素子用に製造されたものであり、一般には互いに異なる構造を有するものである。
【００４９】
上記液晶材料１７の種類やその動作モードは特に限定されるものではないが、単純マトリクス型の液晶表示素子の場合、動作モードとしてＳＴＮ(Super Twisted Nematic) モードが最も好ましい。また、上記説明の光散乱・反射板（反射層１２と光散乱層１３との積層構造板）は、アクティブマトリクス型の液晶表示素子にも適用することが可能である。
【００５０】
透光性基板１１・２１としては、寸法安定性に優れている等の理由でガラス基板が一般に使用されるが、透光性プラスチック基板（透光性プラスチック材料からなる基板）を使用することも可能である。この理由として、本参考例にかかる液晶表示素子３０ａは白黒表示に適用されるものゆえ、１）透光性基板１１・２１のそれぞれに形成される樹脂層の数は比較的少なく、寸法変化の制御が比較的容易であること、２）厳密な位置あわせが要求されるのは、基本的に、液晶駆動用電極（信号電極１５および走査電極２２）同士の位置関係だけであるため寸法変化に対する許容度が比較的広いこと、等が挙げられる。
【００５１】
ガラス基板にかえて透光性プラスチック基板を使用すれば、本発明にかかる反射型液晶表示素子の薄型化、軽量化が可能となるとともに、割れ・ひびなどの破損が生じにくい等の利点がある。透光性基板１１・２１として透光性プラスチック基板を使用した場合でも、図３・図４に示す表示用光学システムを適用することで良好な表示品位を得ることができた。
【００５２】
本参考例にかかる液晶表示素子３０ａの用途は特に限定されるものではないが、例えば、携帯電話等の携帯用電子機器に組み込んで、その表示装置として使用することができる。
【００５３】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図２、図３、並びに、図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、これによって、本発明が限定されるものではない。また、説明の便宜上、上記参考例１の部材と、同一の機能・構造を有する部材については、同一の番号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５４】
本実施の形態にかかる反射型液晶表示素子は、カラー表示に適用される単純マトリクス型の液晶表示素子である。より具体的には、本実施の形態にかかる液晶表示素子（反射型液晶表示素子）３０ｂは図２に示すように、透光性基板１１の一方の面（対向面）上に、反射層（光反射層）１２、透光性の光散乱層１３、平行に配された複数の信号電極（液晶駆動用電極）１５、並びに液晶配向膜１６が順に形成されてなる信号電極側基板１０と、透光性基板２１の一方の面（対向面）上に、カラーフィルター形成用透明電極２４、カラーフィルター層２５、平坦化樹脂層２６、平行に配された複数の走査電極（液晶駆動用電極）２２、並びに液晶配向膜２３が順に形成されてなる走査電極側基板２０ｂとが、それぞれの対向面により液晶材料１７を挟装するべく対向配置された液晶パネル構造を有している。また、上記信号電極１５と走査電極２２とは互いに直行するように配されている。尚、信号電極１５が走査電極として、また、走査電極２２が信号電極として機能する構成であってもよい。
【００５５】
すなわち上記参考例１にかかる反射型液晶表示素子の構成と比較して、透光性基板２１側に、カラーフィルター形成用透明電極２４、カラーフィルター層２５、並びに平坦化樹脂層２６がさらに形成される点で相違している。以下、この相違点に重点をおいて説明を行う。
【００５６】
本実施の形態において、走査電極側基板２０ｂは、例えば、以下に示すように製造される。はじめに、透光性基板２１の一方の面（対向面）上にＩＴＯ等の透明（透光性）導電性材料よりなる透明導電膜をスパッタリング法により面内均一に形成し、これをカラーフィルター形成用透明電極２４とする。続いて、レジスト電着法により、上記カラーフィルター形成用透明電極２４上にカラーフィルター層２５を所望のパターンで形成する。
【００５７】
本実施の形態においてカラーフィルター層２５は、Ｒ・Ｇ・Ｂに対応する複数の着色部２５ｂ・２５ｃ・２５ｄと、複数のブラックマトリクス部２５ａとから構成されるが、特にこれに限定されるものではない。また、上記カラーフィルター層２４の形成方法は、特に上記例示のレジスト電着法に限定されるものではなく、例えば、スピン法、印刷法（三色同時印刷法等）、フィルム転写法、インクジェット法、銀塩写真法、パターニング電着法、など従来公知の方法を採用することができる。これらの形成方法のうち電着法以外のものでは、カラーフィルター形成用透明電極２４の形成工程が不要となることはいうまでもない。
【００５８】
続いて、このカラーフィルター層２５上の凹凸（図示せず）を平坦化するために、該カラーフィルター層２５を完全に被覆すべく平坦化樹脂層２６が形成される。平坦化樹脂層２６は、透光性樹脂材料からなるものであればその材質や層厚等は特に限定されるものではない。該平坦化樹脂層２６は通常、スピンコーティングにより塗布・形成される。
【００５９】
次に、上記平坦化樹脂層２６上にＩＴＯ等の透明（透光性）導電性材料よりなる透明導電膜をスパッタリング法により面内均一に形成する。そして、該透明導電膜をフォトリソグラフィー法によりパターニングすることで、互いに略平行に配された複数の走査電極２２…が形成される。そして、この走査電極２２を被覆し、かつ、凹凸を平坦化するように、ポリイミド材料等の透光性材料よりなる薄膜が印刷法によりパターン形成され、該薄膜にラビング処理を施すことにより液晶配向膜２３が形成される
このように製造された走査電極側基板２０ｂと信号電極側基板１０とを貼り合わせることで、本実施の形態にかかる液晶表示素子３０ｂが製造される。尚、信号電極側基板１０の製造工程は、上記参考例１と同様であり、説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態にかかる液晶表示素子３０ｂは、換言すれば、上記参考例１の液晶表示素子３０ａの構成を前提として、反射層１２が形成される透光性基板１１に対向する透光性基板２１の対向面側に、カラーフィルター層２５と、該カラーフィルター層２５上に積層されてなる平坦化樹脂層２６とがさらに設けられている構成である。この構成によれば、形成すべき層が透光性基板１１・２１のいずれか一方に集中することがなく、カラー表示に適用可能な液晶表示素子３０ｂを効率的に提供することが可能となる。すなわち、液晶表示素子３０ｂの製造工程を、二枚の透光性基板１１・２１それぞれに振り分けることができるので、該製造工程の簡素化や、リードタイム短縮を図ることが可能となる。さらに、カラーフィルター層２５が形成される走査電極側基板２０ｂの製造においては、従来の透過型液晶表示素子と同一の製造プロセスを流用することにて対応可能である。加えて、例えば、カラーフィルター層２５や液晶駆動用電極の形成工程等の下流工程での不良発生に対するリスクを低減することも可能となる。
【００６１】
ところで、カラー表示に適用される液晶表示素子３０ｂにおいて、透光性基板１１・２１として透光性プラスチック基板（以下、プラスチック基板と称する）を使用する場合、プラスチック基板の寸法変化に対する対策を講じることがより好ましい。この対策とは具体的には、透光性基板２１側に形成されるカラーフィルター層２５および平坦化樹脂層２６の合計層厚と、透光性基板１１側に形成される光散乱層（透光性樹脂層）１３の層厚との差を−０．６μｍを超え０．６μｍ未満の範囲内とすることである。
【００６２】
プラスチック基板は、例えば、ヒートシール処理等の熱系（加熱または冷却）処理、洗浄処理等の水系（液体を使用する）処理、あるいは該プラスチック基板の置かれている温度・湿度の影響を受けて、ガラス基板と比較して大きな寸法変化をおこす。しかしながら、上記対策のように、透光性基板１１・２１のそれぞれに形成される樹脂層の合計膜厚の差を−０．６μｍを超え０．６μｍ未満の範囲内に制御することで、信号電極（液晶駆動用電極）１５を形成する際の透光性基板１１および走査電極（液晶駆動用電極）２２を形成する際の透光性基板２１それぞれの寸法変化の程度を同等とすることが可能となる。したがって、それぞれの液晶駆動用電極を位置精度よく形成することができる。
【００６３】
上記対策を施して得られた走査電極側基板２０ｂと信号電極側基板１０とを貼り合わせることで、プラスチック基板を用いてなる液晶表示素子３０ｂが得られる。この液晶表示素子３０ｂにおいては、液晶駆動用電極とカラーフィルター層２５との位置ずれ、並びに液晶駆動用電極同士の位置ずれを、確実に数μｍ単位のオーダー以内に押さえ込むことが可能である。尚、本実施の形態では、例えば、カラーフィルター層２５をなす着色部２５ｂ・２５ｃ・２５ｄの層厚を１．５μｍ、平坦化樹脂層２６の層厚を４．５μｍ、光散乱層１３の膜厚を６μｍとすることで、該カラーフィルター層２５および平坦化樹脂層２６の合計層厚（６μｍ）と、光散乱層１３の層厚（６μｍ）との差をほぼゼロとしている。
【００６４】
カラーフィルター層２５および平坦化樹脂層２６の合計層厚と、光散乱層１３の層厚との差を−０．６μｍを超え０．６μｍ未満の範囲内に制御する方法は特に限定されるものではなく、任意に選択されるいずれかの層の厚さを変更することで容易に実現できる。しかしながら、光散乱層１３の層厚はその光散乱特性に大きな影響を与える点、および、カラーフィルター層の層厚は色再現性に大きな影響を与える点、等を考慮すれば、平坦化樹層２６の層厚を変更して上記層厚の差を調整することがより好ましい。
【００６５】
また、カラーフィルター層２５、平坦化樹脂層２６、並びに光散乱層１３に基材として含まれる樹脂は異なる系統に属するものであってもよいが、透光性基板１１・２１の寸法変化の程度を同等とする観点からは同じ系統に属するものがより好ましく、同一種の樹脂であることがさらに好ましい。
【００６６】
さらに、カラーフィルター層２５の形成工程では、着色部２５ｂ・２５ｃ・２５ｄそれぞれの相対的な位置ずれが生じないように、三色同時印刷法、インクジェット法、パターニング電着法、銀塩写真法、等の方法を採用することがより好ましい。
【００６７】
尚、透光性基板２１側に形成されるカラーフィルター層２５および平坦化樹脂層２６の合計層厚と、透光性基板１１側に形成される光散乱層１３の層厚との差の絶対値を０．６μｍ以上とした場合には、液晶駆動用電極とカラーフィルター層２５との位置ずれ、並びに液晶駆動用電極同士の位置ずれを数μｍ単位のオーダー以内に押さえ込むことが不可能となり、光学特性が著しく低下することが実験的に確認された。
【００６８】
本実施の形態にかかる液晶表示素子３０ｂに対しても、図３または図４に示す表示用光学システムを適用することで、反射型のみに適用される液晶表示素子（より具体的には、反射型カラー液晶表示素子）３０’または、半透過方式反射型の液晶表示素子（反射型液晶表示素子）３０”として良好な表示品位を得ることができた。
【００６９】
本実施の形態にかかる液晶表示素子３０ｂの用途は特に限定されるものではないが、例えば、携帯電話等の携帯用電子機器に組み込んで、その表示装置として使用することができる。
【００７０】
以上のように、本発明にかかる反射型液晶表示素子は、液晶駆動用電極を対向させて貼り合わせた一対の基板と、該基板間に挟装された液晶材料とからなる液晶表示素子であって、上記基板の一方の内面に光を反射させる反射層（光反射層）が形成されているとともに、該反射層上に光散乱機能を有する透明樹脂層（以下、光散乱透明樹脂層と称する）が形成されている構成であってもよい。
【００７１】
さらに、上記構成を前提として、上記反射層を形成しないもう一方の基板の内面上にカラーフィルター層が形成されているとともに、該カラーフィルター層上に平坦化樹脂層が形成されている構成であってもよい。
【００７２】
また、本発明にかかる反射型液晶表示素子は、対向して配された一対の透光性基板と、該一対の透光性基板の対向面間に挟装された液晶材料とを有してなる反射型液晶表示素子であって、上記透光性基板のいずれか一方の対向面と液晶材料との間に光反射層が設けられているとともに、該液晶材料と光反射層との間に透光性の光散乱層が設けられている構成であればよい。
【００７３】
この構成において、上記の光反射層と光散乱層とは、１）上記参考例１・実施の形態１で例示したように積層構造であってもよく、２）光反射層と光散乱層との間に、例えば、光の増反射効果をもたらすようにその光学特性が制御された増反射層を形成することも可能である。このような増反射層は、ＳｉＯx （酸化ケイ素）やＳｉＮx （窒化ケイ素）等の材質で形成することができる。増反射層を設けることにより、光反射特性のさらなる向上が可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、以上のように、一対の透光性基板と、該一対の透光性基板間に挟装された液晶材料とを有してなる反射型液晶表示素子において、上記透光性基板のいずれか一方の対向面と液晶材料との間に光反射層が、該液晶材料と光反射層との間に光散乱層が設けられ、上記光反射層と、透光性の光散乱層とが積層されてなり、上記光反射層が形成された透光性基板に対向する透光性基板の対向面側に、カラーフィルター層が形成されてなり、上記一対の透光性基板が透光性プラスチック基板であり、上記カラーフィルター層の液晶材料と対向する側に、該カラーフィルター層を平坦化するための平坦化樹脂層が積層されており、さらに、上記光散乱層が光散乱粒子が分散されてなる透光性樹脂層であって、上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記透光性樹脂層の層厚との差がほぼゼロである構成である。
【００７５】
上記の構成によれば、表示に利用される光は、液晶材料を透過する前に光散乱層を通過することがなく、光学的ロスが改善されてなる反射型液晶表示素子を提供することが可能となるという効果を奏する。
【００７６】
上記の構成によれば、光反射層と光散乱層との間に介在する層がないため、表示に利用される光の光学的なロスを抑制することが可能である。また、光反射層と、その上に形成される光散乱層との二層のみで光散乱・反射板を形成することができる。したがって、コントラストや視野角等の光学特性に極めて優れた反射型液晶表示素子を生産性よく、低コストで提供することが可能となるという効果を併せて奏する。
【００７７】
上記の構成によれば、光散乱粒子が分散されてなる透光性樹脂を塗布・硬化することで光散乱層を形成することができ、簡素な製造プロセスで反射型液晶表示素子を製造することが可能となるという効果を併せて奏する。
【００７８】
上記の構成によれば、二枚の透光性基板それぞれに、形成すべき層を振り分けて液晶表示素子を製造することができるので、該製造工程の簡素化や、リードタイム短縮を図ることが可能となる。よって、カラー表示に適用可能な反射型液晶表示素子を効率的に提供することが可能となるという効果を併せて奏する。
【００７９】
上記の構成によれば、プラスチック基板それぞれの寸法変動の程度をほぼ同等に押さえ込むことが容易となり、液晶駆動用電極とカラーフィルター層との位置ずれ等が防止されてなり、光学特性面に優れたカラー表示用の反射型液晶表示素子を提供することが可能となるという効果を併せて奏する。
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、以上のように、上記の構成に加えて、上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記透光性樹脂層の層厚との差が−０．６μｍを超え０．６μｍ未満の範囲内である構成である。
【００８０】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、以上のように、上記の構成に加えて、上記透光性樹脂層の層厚が、５μｍ〜１５μｍの範囲内である構成である。
【００８１】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、以上のように、上記の構成に加えて、上記カラーフィルター層、平坦化樹脂層、および光散乱層に基材として含まれる樹脂は、同じ系統に属する樹脂、または、同一種の樹脂である構成である。
【００８２】
本発明にかかる反射型液晶表示素子は、以上のように、上記の構成に加えて、上記カラーフィルター層および平坦化樹脂層の合計層厚と、上記光散乱層の層厚とが、６μｍである構成である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例にかかる反射型液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図２】  本発明の実施の一形態にかかる反射型液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図３】  図１または図２に示す反射型液晶表示素子に適用される表示用光学システムの一例を示す説明図である。
【図４】  図１または図２に示す反射型液晶表示素子に適用される表示用光学システムの
他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１１      透光性基板
１２      反射層（光反射層）
１３      光散乱層（透光性樹脂層）
１４      光散乱粒子
１７      液晶材料
２１      透光性基板
２５      カラーフィルター層
２６      平坦化樹脂層
３０ａ    液晶表示素子（反射型液晶表示素子）
３０ｂ    液晶表示素子（反射型液晶表示素子）
３０’    液晶表示素子（反射型液晶表示素子）
３０”    液晶表示素子（反射型液晶表示素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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