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JP2000098363A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

Info

Publication number
JP2000098363A
JP2000098363A JP29250298A JP29250298A JP2000098363A JP 2000098363 A JP2000098363 A JP 2000098363A JP 29250298 A JP29250298 A JP 29250298A JP 29250298 A JP29250298 A JP 29250298A JP 2000098363 A JP2000098363 A JP 2000098363A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
spectral
display device
reflective film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP29250298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hironori Shirato
博紀 白戸
Toshiaki Yoshihara
敏明 吉原
Tetsuya Makino
哲也 牧野
Yoshinori Kiyota
芳則 清田
Akihiro Mochizuki
昭宏 望月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP29250298A priority Critical patent/JP2000098363A/en
Publication of JP2000098363A publication Critical patent/JP2000098363A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な画面輝度及びコントラスト比を達成で
き、高画質の画像表示を実現できる反射型の液晶表示素
子を提供する。 【解決手段】 視認側のガラス基板1を介して入射され
た周囲の白色光を赤,緑,青の3色光に分光し、その分
光された3色光を視認側へ反射する分光・反射膜6を、
背面側のガラス基板2に備えている。発色機能(分光機
能)と反射機能とを1つの分光・反射膜6にて果たす。
偏光フィルム3,ガラス基板1,透明電極4及び配向膜
5を介して、外部から液晶層10に入射される光は、液晶
層10に入った後、液晶層10をそのまま透過した場合に
は、分光・反射膜6で発色して反射し、この発色・反射
光がガラス基板1側から視認される。
(57) [Problem] To provide a reflection type liquid crystal display element which can achieve sufficient screen luminance and contrast ratio and can realize high-quality image display. SOLUTION: Spectral / reflection film 6 for dispersing surrounding white light incident through a glass substrate 1 on a viewing side into three color lights of red, green and blue and reflecting the separated three color lights to a viewing side. To
It is provided on the glass substrate 2 on the back side. The color forming function (spectral function) and the reflecting function are performed by one spectral / reflective film 6.
Light incident on the liquid crystal layer 10 from outside via the polarizing film 3, the glass substrate 1, the transparent electrode 4 and the alignment film 5 enters the liquid crystal layer 10 and then passes through the liquid crystal layer 10 as it is. The color is reflected and reflected by the spectral / reflection film 6, and the color / reflected light is visually recognized from the glass substrate 1 side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周囲の白色光を光
源としてカラー表示を行う反射型の液晶表示素子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal display device which performs color display using ambient white light as a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のいわゆるオフィスオートメーショ
ン(OA)の進展に伴って、ワードプロセッサ,パーソ
ナルコンピュータ等に代表されるOA機器が広く使用さ
れるようになっている。更にこのようなオフィスでのO
A機器の普及は、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯
型のOA機器の需要を発生しており、それらの小型・軽
量化が要望されるようになっている。そのような目的を
達成するための手段の一つとして液晶表示装置が広く使
用されている。特に、液晶表示装置は単に小型・軽量化
のみならず、バッテリ駆動される携帯型のOA機器の低
消費電力化のためには必要不可欠な技術である。
2. Description of the Related Art With the progress of so-called office automation (OA) in recent years, OA equipment typified by word processors, personal computers and the like has been widely used. Furthermore, O in such an office
The spread of the A devices has generated demand for portable OA devices that can be used both in offices and outdoors, and there has been a demand for reductions in their size and weight. A liquid crystal display device is widely used as one of means for achieving such an object. In particular, a liquid crystal display device is an indispensable technology not only for reducing the size and weight but also for reducing the power consumption of a portable OA device driven by a battery.

【0003】ところで、液晶表示装置は大別すると反射
型と透過型とに分類される。反射型の液晶表示装置は液
晶パネルの前面から入射した周囲の光線を液晶パネルの
背面で反射させてその反射光で画像を視認させる構成で
あり、透過型の液晶表示装置は液晶パネルの背面に備え
られた光源 (バックライト) からの透過光で画像を視認
させる構成である。
[0003] The liquid crystal display devices are roughly classified into a reflection type and a transmission type. The reflection type liquid crystal display device is configured to reflect surrounding light rays incident from the front side of the liquid crystal panel on the back side of the liquid crystal panel and visually recognize an image with the reflected light, and the transmission type liquid crystal display device is arranged on the back side of the liquid crystal panel. In this configuration, the image is visually recognized by the transmitted light from the provided light source (backlight).

【0004】前述したように、携帯型のOA機器の利用
が進む中で、液晶表示装置には省電力化が強く要求され
ている。携帯型の液晶表示装置にあってはバッテリ駆動
が前提となるので、特別の光源(バックライト)を必要
とする透過型の液晶表示装置では、バックライトの消費
電力が大きすぎて適用できない。そこで、このようなバ
ックライトを使用しない反射型の液晶表示装置が必要と
なる。そして、特に表示情報の大量化,多様化に対応で
きるように、今後の反射型の液晶表示装置には情報表示
媒体として以下の特性が要求される。
As described above, as portable OA equipment is used, there is a strong demand for liquid crystal display devices to save power. Since a portable liquid crystal display device is driven by a battery, it is not applicable to a transmission type liquid crystal display device requiring a special light source (backlight) because the power consumption of the backlight is too large. Therefore, a reflective liquid crystal display device that does not use such a backlight is required. In order to cope with the increase and diversification of display information, the following characteristics are required as information display media in future reflective liquid crystal display devices.

【0005】(1)低消費電力 (2)高画質カラー表示 (3)高精細表示(160dpi以上) (4)大容量表示(1024×768 画素以上) (5)高輝度表示画面 (6)広視野角(±40度以上) (7)低価格(1) Low power consumption (2) High-quality color display (3) High-definition display (160 dpi or more) (4) Large-capacity display (1024 × 768 pixels or more) (5) High-luminance display screen (6) Wide Viewing angle (more than ± 40 degrees) (7) Low price

【0006】これらの特性の中で、高画質カラー表示
が、反射型の液晶表示装置の技術開発において大きな課
題となっている。透過型の液晶表示装置にあっては、マ
イクロカラーフィルタとバックライトとの組合せによ
り、少なくとも静止画ではCRT表示装置に匹敵する程
度の高画質カラー表示を実現できている。しかしなが
ら、バックライトを使用しない反射型の液晶表示装置で
は、画面の絶対輝度が低くて十分な発色が得られず、高
画質カラー表示の実現が困難な状況である。
[0006] Among these characteristics, high-quality color display has become a major issue in the technical development of reflective liquid crystal display devices. In a transmission type liquid crystal display device, high quality color display comparable to a CRT display device can be realized at least for a still image by combining a micro color filter and a backlight. However, in a reflection type liquid crystal display device that does not use a backlight, the absolute luminance of the screen is low and sufficient color formation cannot be obtained, and it is difficult to realize high-quality color display.

【0007】これまでの公知技術には、カラー表示を得
るための反射型の液晶表示素子の構成として、大きく分
けて以下の4種の構成が知られている。
In the prior art, the following four types of configurations are known as configurations of a reflection type liquid crystal display element for obtaining a color display.

【0008】(従来例1)透過型のカラー液晶表示素子
で用いられるマイクロフィルタ付き液晶パネルの背面に
周囲からの入射光を反射する反射層を設けた構成。
(Conventional Example 1) A structure in which a reflection layer for reflecting incident light from the surroundings is provided on the back surface of a liquid crystal panel with a microfilter used in a transmission type color liquid crystal display element.

【0009】(従来例2)背面側に配置した一方の電極
を反射電極とし、透明電極とした他方の電極が配置され
た視認側にマイクロカラーフィルタ及び1枚の偏光フィ
ルムを設け、複屈折制御方式を採用した構成。
(Conventional example 2) A micro color filter and one polarizing film are provided on the viewing side where one electrode disposed on the back side is a reflection electrode and the other electrode which is a transparent electrode is disposed, and a birefringence control is performed. Configuration that adopts the method.

【0010】図16は、このような従来例2の反射型の液
晶表示素子の模式的断面図である。図16において、41,
42は2枚のガラス基板である。前面側(視認側)のガラ
ス基板41の外面には、偏光フィルム43が設けられてい
る。ガラス基板41の内面には、3原色の光成分を選択的
に通すマイクロカラーフィルタ44、画素部分に電界を与
えるための透明電極45、及び、表面がラビング処理され
た配向膜46がこの順に積層形成されている。一方、背面
側のガラス基板42の内面には、入射光を反射すると共に
各画素に電界を与えるための例えばアルミニウム製の反
射電極47、及び、表面がラビング処理された配向膜48が
この順に積層形成されていると共に、反射電極47をオン
/オフ制御するTFT(Thin Film Transistor)49が設
けられている。そして、配向膜46,48間に液晶物質が封
入されて液晶層50が形成される。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of such a reflection type liquid crystal display element of Conventional Example 2. In FIG. 16, 41,
Reference numeral 42 denotes two glass substrates. A polarizing film 43 is provided on the outer surface of the glass substrate 41 on the front side (viewing side). On the inner surface of the glass substrate 41, a micro color filter 44 for selectively passing light components of the three primary colors, a transparent electrode 45 for applying an electric field to the pixel portion, and an alignment film 46 having a rubbed surface are laminated in this order. Is formed. On the other hand, on the inner surface of the rear glass substrate 42, for example, a reflective electrode 47 made of aluminum for reflecting incident light and applying an electric field to each pixel, and an alignment film 48 having a rubbed surface are laminated in this order. A TFT (Thin Film Transistor) 49 which is formed and controls ON / OFF of the reflection electrode 47 is provided. Then, a liquid crystal material is sealed between the alignment films 46 and 48 to form a liquid crystal layer 50.

【0011】この液晶表示素子では、白色光として視認
側のガラス基板41を介して入射された外光を、予めマイ
クロカラーフィルタ44にて分光した後、背面側の反射電
極47で赤色光,緑色光,青色光を反射させて、各色の画
像を形成する。
In this liquid crystal display device, external light incident through the glass substrate 41 on the viewing side as white light is split in advance by the micro color filter 44, and then red light and green light are reflected by the reflective electrode 47 on the rear side. Light and blue light are reflected to form an image of each color.

【0012】(従来例3)背面側に配置した一方の電極
を反射電極とし、透明電極とした他方の電極が配置され
た視認側にマイクロカラーフィルタを設け、黒色系染料
を混合した液晶により光スイッチングする構成。
(Conventional example 3) One electrode disposed on the back side is used as a reflection electrode, a micro color filter is provided on the viewing side where the other electrode which is a transparent electrode is disposed, and light is mixed with a liquid crystal mixed with a black dye. Switching configuration.

【0013】(従来例4)複屈折効果,2色性色素によ
る色の透過・吸収効果を利用し、それぞれ少なくとも2
色の色選択性を有する液晶パネルを積層し、減色混合に
より多色カラー表示を得る構成。
(Conventional Example 4) A birefringence effect and a color transmission / absorption effect of a dichroic dye are used to make at least 2
A configuration in which liquid crystal panels having color selectivity of colors are stacked and a multicolor display is obtained by color reduction mixing.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上記に分類した従来の
反射型の液晶表示素子の夫々には、以下に述べるような
技術的な問題がある。
Each of the above-mentioned conventional reflection type liquid crystal display elements has the following technical problems.

【0015】従来例1の液晶表示素子は、最も単純な構
成であってコスト面では有利であるが、2枚の偏光フィ
ルムを用いるため、入射光は、反射光学系で4回偏光層
を通ることになり、画面輝度の低下が著しい。
The liquid crystal display device of the prior art 1 has the simplest structure and is advantageous in cost, but since two polarizing films are used, the incident light passes through the polarizing layer four times by the reflection optical system. As a result, the screen luminance is significantly reduced.

【0016】従来例2の液晶表示素子は、偏光層を2回
通るだけで光スイッチング可能であるため、従来例1に
比べて画面輝度は向上する。しかしながら、同時にマイ
クロカラーフィルタ44を2回透過する。反射電極47で反
射された光は既に分光されているので、2回目にマイク
ロカラーフィルタ44を透過する際の一定量の光量低下は
避けられない。また、反射電極47で散乱反射された光成
分も、その散乱角度に応じて、赤,緑,青の何れかのカ
ラーフィルタを透過せざるを得ないため、色純度は高ま
るが、白色散乱反射光による画面輝度の向上は見込め
ず、画面輝度の低下により色純度の向上の効果は相殺さ
れることになる。
In the liquid crystal display element of the second conventional example, the light can be switched only by passing through the polarizing layer twice, so that the screen luminance is improved as compared with the first conventional example. However, the light passes through the micro color filter 44 twice at the same time. Since the light reflected by the reflective electrode 47 has already been split, a certain amount of decrease in the amount of light when passing through the micro color filter 44 for the second time is inevitable. Also, the light component scattered and reflected by the reflective electrode 47 must pass through any of the red, green, and blue color filters in accordance with the scattering angle, so that the color purity is increased, but the white scattered light is reflected. No improvement in screen luminance due to light is expected, and the effect of improving color purity is offset by a decrease in screen luminance.

【0017】このようにマイクロカラーフィルタ44と偏
光フィルム43とを備える液晶表示素子では、コントラス
ト比は高いが、反射光の利用効率が低いので画面輝度の
向上には限界がある。特に、視認側にマイクロカラーフ
ィルタ44が設けられているので、反射電極47にて十分な
反射が行われたとしても、そのマイクロカラーフィルタ
44で光量が制限される。更に、反射型の液晶表示素子と
しては好ましく作用する多少の散乱反射光も、マイクロ
カラーフィルタ44によって遮断されるか単色化されてし
まうため、グラビア印刷紙のような光沢効果は期待でき
ず、結果的に暗い画面しか得られないことになる。
As described above, in the liquid crystal display device including the micro color filter 44 and the polarizing film 43, the contrast ratio is high, but the efficiency of using reflected light is low, so that there is a limit in improving the screen brightness. In particular, since the micro color filter 44 is provided on the viewing side, even if the reflection is sufficiently performed by the reflective electrode 47, the micro color filter
At 44 the light intensity is limited. Further, some scattered reflected light which preferably works as a reflection type liquid crystal display element is blocked or monochromatic by the micro color filter 44, so that a gloss effect like gravure printing paper cannot be expected. Only a dark screen can be obtained.

【0018】従来例3の液晶表示素子では、偏光フィル
ムを用いないため、従来例1及び2の液晶表示素子に比
べて、画面輝度は大幅に向上する。しかしながら、従来
例2では遮光性が高い複屈折制御方式を採用しているの
で、結果的に高コントラスト比を実現できるのに対し
て、黒色系染料の波長選択吸収を利用する従来例3で
は、十分な遮光が得られず、一般にコントラスト比は低
い。
In the liquid crystal display device of the third conventional example, since no polarizing film is used, the screen brightness is greatly improved as compared with the liquid crystal display devices of the first and second conventional examples. However, Conventional Example 2 employs a birefringence control method having a high light-shielding property, so that a high contrast ratio can be realized as a result, whereas Conventional Example 3 using wavelength selective absorption of a black dye has Sufficient light shielding cannot be obtained, and the contrast ratio is generally low.

【0019】従来例4の液晶表示素子では、2〜3枚の
液晶パネルを積層するため、コスト面で不利になる点、
及び、積層する液晶パネルの各基板表面で表面反射が発
生し、結果的に画面輝度,コントラスト比の低下を招い
て十分な画質が得られない点が問題である。
In the liquid crystal display device of Conventional Example 4, since two or three liquid crystal panels are stacked, there is a disadvantage in cost.
In addition, surface reflection occurs on the surface of each substrate of the liquid crystal panel to be laminated, and as a result, the screen luminance and the contrast ratio are reduced, and a sufficient image quality cannot be obtained.

【0020】以上のように、従来の反射型の液晶表示素
子では、偏光フィルムとマイクロカラーフィルタとを用
いて液晶の複屈折効果を利用するか、液晶及び2色性色
素(染料)の波長選択吸収を利用するかにより多色表示
を実現しているが、前者は高コントラスト比であるもの
の画面輝度が低く、後者は画面輝度が比較的高いものの
コントラスト比が低く、何れの液晶表示素子も十分な画
質を実現する能力を欠いている。
As described above, in the conventional reflection type liquid crystal display device, the polarizing film and the micro color filter are used to utilize the birefringence effect of the liquid crystal, or to select the wavelength of the liquid crystal and the dichroic dye (dye). Multicolor display is realized by using absorption, but the former has a high contrast ratio but a low screen luminance, and the latter has a relatively high screen luminance but a low contrast ratio. Lacks the ability to achieve high image quality.

【0021】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、十分な画面輝度及びコントラスト比を達成で
き、高画質の画像表示を実現できる反射型の液晶表示素
子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device capable of achieving a sufficient screen luminance and contrast ratio and realizing high-quality image display. I do.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る液晶表示
素子は、対向する一対の基板間に液晶が挟持され、その
一方の基板を介して入射される白色光を分光・反射する
分光・反射膜を他方の基板に備えており、その分光・反
射された光をそれぞれ液晶,前記一方の基板を通して観
察し得るようになしたことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched between a pair of opposing substrates, and a white light incident through one of the substrates is split and reflected. A reflection film is provided on the other substrate, so that the separated and reflected light can be observed through the liquid crystal and the one substrate, respectively.

【0023】請求項2に係る液晶表示素子は、透明な視
認側の基板と背面側の基板との間に複数の液晶画素がマ
トリックス状に配置され、前記背面側の基板の各画素が
形成される領域に、前記視認側の基板を介して入射され
る白色光を分光・反射する複数の分光・反射膜を備えて
おり、その分光・反射された光をそれぞれ液晶画素,前
記視認側の基板を通して観察し得るようになしたことを
特徴とする。
In the liquid crystal display device according to the present invention, a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix between a transparent substrate on the viewing side and a substrate on the back side, and each pixel of the back side substrate is formed. A plurality of spectroscopic / reflective films for spectroscopically / reflecting white light incident through the viewing-side substrate in a region to be viewed, and the spectroscopic / reflected light is applied to a liquid crystal pixel and the viewing-side substrate, respectively. Which can be observed through

【0024】請求項3に係る液晶表示素子は、請求項1
または2において、前記分光・反射膜は、少なくとも赤
色,青色,緑色を含む各色の色要素に分離して構成され
ていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device.
(2) In the method (2), the spectral / reflective film is configured to be separated into color components of at least each color including red, blue, and green.

【0025】請求項4に係る液晶表示素子は、請求項1
〜3の何れかにおいて、前記分光・反射膜は、無機顔料
を分散した膜であることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to the fourth aspect is the first aspect.
In any one of the first to third aspects, the spectral / reflective film is a film in which an inorganic pigment is dispersed.

【0026】請求項5に係る液晶表示素子は、請求項4
において、前記分光・反射膜は、前記無機顔料,バイン
ダ樹脂,溶剤を含むペースト状物質を、印刷により塗布
して乾燥して形成したものであることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to the fifth aspect is the fourth aspect.
Wherein the spectral / reflective film is formed by applying a paste-like substance containing the inorganic pigment, a binder resin and a solvent by printing and drying the paste-like substance.

【0027】請求項6に係る液晶表示素子は、請求項1
〜3の何れかにおいて、前記分光・反射膜は、有機顔料
を分散した膜であることを特徴とする。
[0027] The liquid crystal display device according to claim 6 is the liquid crystal display device according to claim 1.
In any one of the first to third aspects, the spectral / reflective film is a film in which an organic pigment is dispersed.

【0028】請求項7に係る液晶表示素子は、請求項4
〜6の何れかにおいて、前記分光・反射膜の厚さが、10
μm以下、好ましくは1〜3μmであることを特徴とす
る。
The liquid crystal display device according to claim 7 is the liquid crystal display device according to claim 4.
In any one of (a) to (d), the thickness of the spectral / reflective film is 10
μm or less, preferably 1 to 3 μm.

【0029】請求項8に係る液晶表示素子は、請求項4
〜6の何れかにおいて、前記無機顔料または前記有機顔
料の粒子の大きさが、0.1 μm以上であることを特徴と
する。
[0029] The liquid crystal display element according to claim 8 is the liquid crystal display element according to claim 4.
In any one of the above items 6, the size of the particles of the inorganic pigment or the organic pigment is 0.1 μm or more.

【0030】請求項9に係る液晶表示素子は、請求項4
〜6の何れかにおいて、前記無機顔料または前記有機顔
料の粒子の大きさの平均が、10μm以下、好ましくは1
〜2μmであることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to the ninth aspect is the fourth aspect of the invention.
The average particle size of the inorganic pigment or the organic pigment is 10 μm or less, preferably 1 μm or less.
22 μm.

【0031】請求項10に係る液晶表示素子は、請求項4
〜6の何れかにおいて、前記分光・反射膜における前記
無機顔料または前記有機顔料の体積率が40%以上である
ことを特徴とする。
The liquid crystal display device according to claim 10 is the liquid crystal display device according to claim 4.
In any one of the above items 6, the volume ratio of the inorganic pigment or the organic pigment in the spectral / reflective film is 40% or more.

【0032】請求項11に係る液晶表示素子は、請求項4
〜6の何れかにおいて、前記分光・反射膜における前記
無機顔料または前記有機顔料の混合重量比が、30〜70重
量%、好ましくは35〜55重量%であることを特徴とす
る。
[0032] The liquid crystal display device according to claim 11 is the liquid crystal display device according to claim 4.
In any one of the above, the mixed weight ratio of the inorganic pigment or the organic pigment in the spectral / reflective film is 30 to 70% by weight, preferably 35 to 55% by weight.

【0033】請求項12に係る液晶表示素子は、請求項4
〜6の何れかにおいて、前記分光・反射膜は、酸化チタ
ンを含むことを特徴とする。
The liquid crystal display device according to the twelfth aspect is the fourth aspect.
In any one of the first to sixth aspects, the spectral / reflective film contains titanium oxide.

【0034】請求項13に係る液晶表示素子は、請求項12
において、前記分光・反射膜における前記酸化チタンの
混合重量比が、1〜5重量%であることを特徴とする。
The liquid crystal display device according to claim 13 is the liquid crystal display device according to claim 12
, Wherein the mixing weight ratio of the titanium oxide in the spectral / reflective film is 1 to 5% by weight.

【0035】請求項14に係る液晶表示素子は、請求項1
〜13の何れかにおいて、アクティブマトリックス駆動型
であり、そのアクティブ駆動素子を、前記分光・反射膜
を備えた前記基板に設けたことを特徴とする。
The liquid crystal display device according to the fourteenth aspect is the first aspect.
In any one of the above, the active matrix driving type is provided, and the active driving element is provided on the substrate provided with the spectral / reflection film.

【0036】請求項15に係る液晶表示素子は、請求項1
〜13の何れかにおいて、アクティブマトリックス駆動型
であり、そのアクティブ駆動素子を、白色光入射側の前
記基板に設けたことを特徴とする。
The liquid crystal display device according to the fifteenth aspect is the first aspect.
In any of the above-mentioned, the active matrix driving type is provided, and the active driving element is provided on the substrate on the white light incident side.

【0037】請求項16に係る液晶表示素子は、請求項1
〜15の何れかにおいて、前記分光・反射膜の表面に液晶
に電界を与えるための透光性電極を備えることを特徴と
する。
The liquid crystal display device according to the sixteenth aspect is the first aspect.
In any one of the above-described embodiments, a light-transmitting electrode for applying an electric field to the liquid crystal is provided on the surface of the spectral / reflective film.

【0038】今後の反射型の液晶表示装置に要求される
前述した(1)〜(7)の特性を満足すると共に、上述
した従来例の問題を解決する液晶表示素子を実現するた
めに、本発明者等は、以下のような改良方針(A)〜
(D)を立てた。
In order to realize a liquid crystal display element which satisfies the above-mentioned characteristics (1) to (7) required for a reflection type liquid crystal display device in the future and solves the problems of the conventional example described above, The inventors have proposed the following improvement policy (A)-
(D) was set up.

【0039】(A)高コントラスト比を得るために、液
晶駆動モードとしては、複屈折制御方式、または、色素
改良による透過・吸収方式を採用する。 (B)複屈折制御方式を採用する場合には、高い画面輝
度を確保する手段として1枚の偏光フィルムを使用す
る。 (C)高い画面輝度を確保するために、従来例のような
マイクロカラーフィルタは使用しない。 (D)高い画面輝度を確保するために、発色機能と反射
機能とを単一の部材により達成する。
(A) In order to obtain a high contrast ratio, a liquid crystal drive mode employs a birefringence control system or a transmission / absorption system based on dye improvement. (B) When employing the birefringence control method, one polarizing film is used as a means for securing high screen luminance. (C) In order to secure a high screen luminance, a micro color filter as in the conventional example is not used. (D) In order to secure a high screen luminance, the coloring function and the reflecting function are achieved by a single member.

【0040】本発明では、液晶表示での画質をグラビア
印刷等の紙による情報媒体の画質に近づけるように、発
色機能と反射機能とを単一の部材により果して、高コン
トラスト比を確保する。即ち、本発明の反射型の液晶表
示装置では、画面輝度の向上と高コントラスト比の確保
という相反する2つの特性を高い次元でバランス良く実
現する。
In the present invention, a color developing function and a reflecting function are performed by a single member so that the image quality of the liquid crystal display approaches the image quality of the information medium made of paper such as gravure printing, and a high contrast ratio is secured. That is, in the reflection type liquid crystal display device of the present invention, two contradictory characteristics, that is, improvement of screen luminance and securing of a high contrast ratio, are realized with a high level of balance.

【0041】本発明では、視認側から入射された白色光
に対して、分光する機能と反射する機能とを併せて行う
分光・反射膜を備えている。本発明では、従来のように
カラーフィルタを用いたフィルタ機能によって発色させ
るのではなく、分光・反射膜にて特定の色のみを反射し
て他の色を吸収することによって発色させる。また、こ
のとき適度の散乱を伴った反射を行うことが望ましい。
このように本発明では、発色機能(分光機能)と反射機
能とを単一の分光・反射膜にて果たすようにしており、
従来のカラーフィルタのように発色,反射後の余分な光
吸収をなくすことができ、画面輝度を向上できると共に
高コントラスト比を確保できる。
According to the present invention, there is provided a spectral / reflective film that performs both a function of separating and a function of reflecting white light incident from the viewing side. In the present invention, the color is formed by reflecting only a specific color by the spectral / reflection film and absorbing other colors, instead of forming the color by a filter function using a color filter as in the related art. At this time, it is desirable to perform reflection with appropriate scattering.
As described above, in the present invention, the color-forming function (spectral function) and the reflecting function are performed by a single spectral / reflective film.
As in the conventional color filter, extra light absorption after coloring and reflection can be eliminated, and the screen brightness can be improved and a high contrast ratio can be secured.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。 (第1実施の形態)図1は、本発明の液晶表示素子の一
例の模式的断面図である。図1において、1,2は2枚
のガラス基板である。前面側(視認側)のガラス基板1
の外面には、偏光フィルム3が設けられている。ガラス
基板1の内面には、複数の画素に共通に電界を与えるた
めの透明電極4、及び、表面がラビング処理された配向
膜5がこの順に積層形成されている。一方、背面側(反
射側)のガラス基板2の内面には、本発明の特徴部分で
ある、分光機能及び反射機能を併せて行うための赤,
緑,青の個別の膜をストライプ状に複数配置して構成さ
れた分光・反射膜6、各画素に個別に電界を与えるため
の複数の透明電極(画素電極)7、及び、表面がラビン
グ処理された配向膜8がこの順に積層形成されていると
共に、画素毎の透明電極7をオン/オフ制御する複数の
TFT9が設けられている。そして、配向膜5,8間に
液晶物質が封入されて液晶層10が形成される。このよう
な構成により、視認側のガラス基板1と背面側のガラス
基板2との間に、複数の液晶画素がマトリックス状に配
置されることになる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the liquid crystal display device of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 1 and 2 denote two glass substrates. Glass substrate 1 on front side (viewing side)
Is provided with a polarizing film 3 on its outer surface. On the inner surface of the glass substrate 1, a transparent electrode 4 for applying an electric field to a plurality of pixels in common and an alignment film 5 whose surface is rubbed are laminated in this order. On the other hand, on the inner surface of the glass substrate 2 on the back side (reflection side), red and red for performing both the spectral function and the reflective function, which are characteristic parts of the present invention, are provided.
Spectral / reflective film 6 configured by arranging a plurality of individual films of green and blue in stripes, a plurality of transparent electrodes (pixel electrodes) 7 for individually applying an electric field to each pixel, and a rubbing treatment on the surface The formed alignment films 8 are laminated in this order, and a plurality of TFTs 9 for controlling on / off of the transparent electrode 7 for each pixel are provided. Then, a liquid crystal material is sealed between the alignment films 5 and 8 to form a liquid crystal layer 10. With such a configuration, a plurality of liquid crystal pixels are arranged in a matrix between the glass substrate 1 on the viewing side and the glass substrate 2 on the back side.

【0043】この透明電極4,7、配向膜5,8は夫
々、ITO(Indium Tin Oxide)製、ポリイミド製であ
る。また、液晶層10を構成する液晶物質としては、TN
(ツイストネマティック)型液晶,STN(スーパーツ
イストネマティック)型液晶,強誘電性液晶,反強誘電
性液晶,ホメオトロピック液晶,高分子分散型液晶,ゲ
ストホスト型液晶等を用いる。
The transparent electrodes 4, 7 and the alignment films 5, 8 are made of ITO (Indium Tin Oxide) and polyimide, respectively. The liquid crystal material constituting the liquid crystal layer 10 is TN
(Twisted nematic) type liquid crystal, STN (super twisted nematic) type liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal, homeotropic liquid crystal, polymer dispersed type liquid crystal, guest host type liquid crystal, etc. are used.

【0044】また、分光・反射膜6の材料としては、
「色タイル」状の物質の利用が有効であり、具体的に
は、ペースト状にした無機顔料または有機顔料を適当な
温度で焼成することにより作製する。この分光・反射膜
6は、機能的には、グラビア印刷紙と同様に、発色性と
適度な散乱を伴う高反射性とを有する。
The material of the spectral / reflective film 6 is as follows.
It is effective to use a “color tile” -like substance. Specifically, it is prepared by firing an inorganic pigment or an organic pigment in a paste form at an appropriate temperature. The spectral / reflective film 6 functionally has a color developing property and a high reflective property with appropriate scattering, similarly to gravure printing paper.

【0045】このような構成の液晶表示素子では、偏光
フィルム3,ガラス基板1,透明電極4及び配向膜5を
介して、外部から液晶層10に入射された光は、液晶層10
に入った後、液晶層10をそのまま透過した場合には、分
光・反射膜6で発色して反射し、この発色・反射光がガ
ラス基板1側から視認される。一方、液晶層10の複屈折
効果もしくは色素による吸収等によって分光・反射膜6
で発色しない場合、または、発色しても再度液晶層10を
通って液晶パネルの外に出ない場合には、「黒」状態と
してガラス基板1側から視認される。
In the liquid crystal display device having such a configuration, light incident on the liquid crystal layer 10 from the outside via the polarizing film 3, the glass substrate 1, the transparent electrode 4, and the alignment film 5 can be used.
When the light passes through the liquid crystal layer 10 as it is, the light is developed and reflected by the spectral / reflective film 6, and the developed / reflected light is visually recognized from the glass substrate 1 side. On the other hand, due to the birefringence effect of the liquid crystal layer 10 or absorption by a dye, etc.
If the color does not develop, or if the color does not come out of the liquid crystal panel again through the liquid crystal layer 10, it is visually recognized from the glass substrate 1 side as a “black” state.

【0046】図2は、上述した図1に示すような構成を
有する第1実施の形態の液晶表示素子の作製手順を示す
模式的断面図である。まず、各画素毎のTFT9がマト
リックス状に配列形成された背面側(反射側)のガラス
基板2の画素電極形成領域に、カラーペースト印刷によ
り 2.5μmの厚さでストライプ形状の分光・反射膜6を
マトリックスの列方向に延びるように形成する(図2
(a))。使用するカラーペーストは、赤,緑,青の各
原料を45部、エチルセルロースを10部、アクリル樹脂を
10部、溶剤としてのブチルセロソルブを35部ずつ混合
し、プラネタリミルで混錬した後、3本ロールミルで仕
上げ混錬したものである。ガラス基板2の所定部分に、
各カラーペーストを夫々ストライプ状に印刷後、 180
℃,60分の条件でクリーンオーブン中で乾燥させて、分
光・反射膜6を成膜する。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing the procedure for manufacturing the liquid crystal display device of the first embodiment having the structure shown in FIG. First, a 2.5 μm-thick striped spectral / reflective film 6 having a thickness of 2.5 μm is formed by color paste printing on the pixel electrode formation region of the glass substrate 2 on the back side (reflection side) in which the TFTs 9 for each pixel are arranged in a matrix. Are formed so as to extend in the column direction of the matrix (FIG. 2).
(A)). The color paste used is 45 parts of each of the red, green and blue raw materials, 10 parts of ethyl cellulose, and acrylic resin.
10 parts and 35 parts of butyl cellosolve as a solvent were mixed, kneaded with a planetary mill, and then finished and kneaded with a three-roll mill. On a predetermined portion of the glass substrate 2,
After printing each color paste in stripes,
After drying in a clean oven at 60 ° C. for 60 minutes, the spectral / reflective film 6 is formed.

【0047】次に、ITOを蒸着し、フォトプロセスに
より、ストライプ状の分光・反射膜6上の各画素形成領
域に透明電極7を画素形状にパターン形成する(図2
(b))。また、液晶配向用のポリイミドを基板の略全
面に塗布し、ラビングにより一定方向に液晶を一軸配向
させる処理を施して配向膜8を形成する(図2
(c))。
Next, ITO is vapor-deposited, and a transparent electrode 7 is formed in a pixel-like pattern in each pixel forming region on the striped spectral / reflective film 6 by a photo process (FIG. 2).
(B)). In addition, a polyimide for liquid crystal alignment is applied to substantially the entire surface of the substrate, and a process for uniaxially aligning the liquid crystal in a certain direction by rubbing is performed to form an alignment film 8 (FIG. 2).
(C)).

【0048】一方、前面側(視認側)のガラス基板1の
一方の面に、ITOからなる各画素に共通な平面状の透
明電極4及びポリイミドからなる液晶配向用の配向膜5
を形成する(図2(d))。この際、液晶がツイステッ
ドネマテティック配向となるように、配向膜8のラビン
グ方向と90度の向きになるようなラビング処理を配向膜
5に施す。そして、通常の液晶パネル作成プロセスに従
ってパネルを作成し、ガラス基板1の他方の面に、偏光
フィルム3を貼付する。このような両ガラス基板1,2
を所定のギャップを介して重ね合わせた後、そのギャッ
プ内に液晶を封入して液晶表示素子を完成する(図2
(e))。
On the other hand, a flat transparent electrode 4 common to each pixel made of ITO and an alignment film 5 made of polyimide for liquid crystal alignment are formed on one surface of the glass substrate 1 on the front side (viewing side).
Is formed (FIG. 2D). At this time, a rubbing process is performed on the alignment film 5 so that the liquid crystal has a 90 degree direction with respect to the rubbing direction of the alignment film 8 so that the liquid crystal has a twisted nematic alignment. Then, a panel is prepared according to a normal liquid crystal panel preparation process, and the polarizing film 3 is attached to the other surface of the glass substrate 1. Such two glass substrates 1 and 2
Are overlapped via a predetermined gap, and liquid crystal is sealed in the gap to complete a liquid crystal display device (FIG. 2).
(E)).

【0049】なお、液晶の複屈折率は0.11、パネルギャ
ップは4μmとする。また、液晶中にはカイラルドーパ
ントを若干量ドープし、ツイステッドネマテティック配
向におけるリバースツイストを防止する。また、配向膜
5,8のプレチルト値は約4度とする。
The liquid crystal has a birefringence of 0.11 and a panel gap of 4 μm. The liquid crystal is doped with a small amount of a chiral dopant to prevent reverse twist in twisted nematic alignment. The pretilt value of the alignment films 5 and 8 is about 4 degrees.

【0050】(第2実施の形態)第1実施の形態と同様
に、一方のガラス基板2にTFT9,分光・反射膜6,
透明電極7及び配向膜8を形成し、また、他方のガラス
基板1に透明電極4及び配向膜5を形成する。この際、
両配向膜5,8に夫々互いにラビング方向が平行となる
ようなラビング処理を施し、所謂ホモジニアス配向状態
とする。そして、通常の液晶パネル作成プロセスに従っ
てパネルを作成し、作成したパネル内に、ネマテティッ
ク液晶93部及び黒色染料7部を相溶した液晶を封入す
る。なお、この黒色染料を一旦アセトン等の溶剤に十分
溶解させた後に、ネマテティック液晶と混合し、その後
の加熱によりアセトン等の溶剤のみを蒸発させて溶解さ
せる。液晶パネルのギャップは8μm、プレチルト値は
3度とする。この液晶表示素子には、偏光フィルム3を
貼付していない。
(Second Embodiment) As in the first embodiment, a TFT 9, a spectral / reflective film 6,
The transparent electrode 7 and the alignment film 8 are formed, and the transparent electrode 4 and the alignment film 5 are formed on the other glass substrate 1. On this occasion,
Rubbing treatment is performed on both alignment films 5 and 8 so that the rubbing directions are parallel to each other, so that a so-called homogeneous alignment state is obtained. Then, a panel is prepared according to a normal liquid crystal panel preparation process, and a liquid crystal in which 93 parts of nematic liquid crystal and 7 parts of black dye are compatible is sealed in the prepared panel. The black dye is once sufficiently dissolved in a solvent such as acetone, mixed with a nematic liquid crystal, and then heated to evaporate and dissolve only the solvent such as acetone. The gap of the liquid crystal panel is 8 μm, and the pretilt value is 3 degrees. No polarizing film 3 was attached to this liquid crystal display element.

【0051】(第3実施の形態)図3は、本発明の液晶
表示素子の他の例の模式的断面図である。図3におい
て、図1と同一部分には同一番号を付している。この図
3に示す液晶表示素子は、上述した図1に示す液晶表示
素子と同様に、各画素毎にTFT9を設けるアクティブ
駆動方式の液晶表示素子であるが、図1に示す液晶表示
素子では背面側のガラス基板2にこれらのTFT9を設
けており、図3に示す液晶表示素子では視認側のガラス
基板1これらのTFT9を設けている。ガラス基板1に
は、各色の分光・反射膜6に対向して透明電極(IT
O)で構成した電極パッド11が設けられている。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a schematic sectional view of another example of the liquid crystal display device of the present invention. 3, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The liquid crystal display element shown in FIG. 3 is an active drive type liquid crystal display element in which a TFT 9 is provided for each pixel, similarly to the above-described liquid crystal display element shown in FIG. 1, but the liquid crystal display element shown in FIG. These TFTs 9 are provided on the glass substrate 2 on the side, and in the liquid crystal display element shown in FIG. 3, the TFTs 9 on the glass substrate 1 on the viewing side are provided. The glass substrate 1 has a transparent electrode (IT) facing the spectral / reflective film 6 of each color.
An electrode pad 11 made of O) is provided.

【0052】図4は、上述した図3に示すような構成を
有する第3実施の形態の液晶表示素子の作製手順を示す
模式的断面図である。背面側のガラス基板2の所定部分
に、実施例1と同様の手順で、各色の分光・反射膜6を
形成する(図4(a))。次に、ITOを蒸着し、フォ
トプロセスにより、分光・反射膜6上に各画素に共通な
平面状の透明電極7をパターン形成し、更に、液晶配向
用のポリイミドを塗布し、ラビングにより一定方向に液
晶を一軸配向させる処理を施して配向膜8を形成する
(図4(b))。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing procedure of the liquid crystal display device of the third embodiment having the configuration shown in FIG. A spectral / reflective film 6 of each color is formed on a predetermined portion of the glass substrate 2 on the back side in the same procedure as in the first embodiment (FIG. 4A). Next, ITO is vapor-deposited, a planar transparent electrode 7 common to each pixel is pattern-formed on the spectral / reflective film 6 by a photo process, and a polyimide for liquid crystal alignment is applied. Then, a process for uniaxially aligning the liquid crystal is performed to form an alignment film 8 (FIG. 4B).

【0053】各画素毎にTFT9が設けられた視認側の
ガラス基板1の、各色の分光・反射膜6に対向する位置
に、画素電極となるITOの電極パッド11を設け、更
に、液晶配向用の配向膜5を形成する(図4(c))。
この際、液晶がツイステッドネマティック配向となるよ
うに、配向膜8のラビング方向と90度の向きになるよう
なラビング処理を施す。そして、通常の液晶パネル作成
プロセスに従ってパネルを作成し、ガラス基板1の他方
の面に、偏光フィルム3を貼付した後、液晶を封入する
(図4(d))。なお、液晶の複屈折率は0.11、パネル
ギャップは4μmとする。
An ITO electrode pad 11 serving as a pixel electrode is provided on the viewing side glass substrate 1 provided with a TFT 9 for each pixel at a position facing the spectral / reflection film 6 of each color. Is formed (FIG. 4C).
At this time, a rubbing process is performed so that the orientation of the liquid crystal is 90 degrees with respect to the rubbing direction of the alignment film 8 so that the liquid crystal has a twisted nematic orientation. Then, a panel is prepared according to a normal liquid crystal panel preparation process, and after attaching the polarizing film 3 to the other surface of the glass substrate 1, the liquid crystal is sealed (FIG. 4D). The birefringence of the liquid crystal is 0.11, and the panel gap is 4 μm.

【0054】(第4実施の形態)第1実施の形態と同様
のカラーペーストを用いて、第3実施の形態と同様に、
背面側のガラス基板2に分光・反射膜6,透明電極7及
び配向膜8を形成し、TFT9が設けられた視認側のガ
ラス基板1に第3実施の形態と同様に、電極パッド11及
び配向膜5を形成する。この際、両配向膜5,8に夫々
互いに平行となるようなラビング処理を施し、所謂ホモ
ジニアス配向状態とする。そして、通常の液晶パネル作
成プロセスに従ってパネルを作成し、作成したパネル内
に、第2実施の形態と同様の手順で液晶を封入する。な
お、液晶パネルのギャップは8μm、プレチルト値は3
度とする。この液晶表示素子には、偏光フィルム3を貼
付していない。
(Fourth Embodiment) A color paste similar to that of the first embodiment is used, and a color paste similar to that of the third embodiment is used.
A spectroscopic / reflective film 6, a transparent electrode 7 and an alignment film 8 are formed on a glass substrate 2 on the back side, and an electrode pad 11 and an alignment film are formed on the glass substrate 1 on the viewing side provided with the TFT 9 as in the third embodiment. A film 5 is formed. At this time, a rubbing treatment is performed on each of the alignment films 5 and 8 so as to be parallel to each other, so that a so-called homogeneous alignment state is obtained. Then, a panel is created according to a normal liquid crystal panel creation process, and liquid crystal is sealed in the created panel in the same procedure as in the second embodiment. The gap of the liquid crystal panel is 8 μm, and the pretilt value is 3
Degree. No polarizing film 3 was attached to this liquid crystal display element.

【0055】なお、TFT9の設置位置は背面側(図1
参照),視認側(図3参照)の何れの側でも可能であ
り、本発明での本質的なことは、発色機能(分光機能)
及び反射機能を行う分光・反射膜6を背面側に設けてい
る点である。
The TFT 9 is installed on the rear side (FIG. 1).
(See FIG. 3) and the viewing side (see FIG. 3), and what is essential in the present invention is a coloring function (spectral function).
And the point that the spectral / reflective film 6 performing the reflection function is provided on the back side.

【0056】なお、図1,図3に示す液晶表示素子は、
アクティブマトリックス駆動方式の液晶表示素子である
が、単純マトリックス駆動方式の液晶表示素子について
も、本発明を適用できることは勿論である。
The liquid crystal display device shown in FIGS.
Although the liquid crystal display device is of an active matrix drive system, the present invention can be applied to a liquid crystal display device of a simple matrix drive system.

【0057】なお、上述した実施の形態では、分光・反
射膜6をストライプ状に形成したが、分光・反射膜6を
各液晶画素毎にドット状に形成しても良いことは勿論で
ある。また、液晶層10が各液晶画素毎に分画されている
ような構成も可能である。
In the above-described embodiment, the spectral / reflective film 6 is formed in a stripe shape. However, the spectral / reflective film 6 may be formed in a dot shape for each liquid crystal pixel. Further, a configuration in which the liquid crystal layer 10 is divided for each liquid crystal pixel is also possible.

【0058】なお、分光・反射膜6に使用する顔料とし
ては、後述するような十分な発色と反射率とが得られれ
ば、無機顔料,有機顔料の何れであっても良い。
The pigment used for the spectral / reflective film 6 may be either an inorganic pigment or an organic pigment as long as sufficient color development and reflectance as described later can be obtained.

【0059】(従来例)赤,緑,青の各中心波長に対応
するスペクトルのピーク強度が60〜70%を示す高透過率
のマイクロカラーフィルタ44を視認側のガラス基板41に
設け、その対向側にTFT付きのガラス基板42にアルミ
ニウム製の反射電極47を設けた図16に示す構成の従来の
液晶表示素子を比較例として準備する。なお、この比較
例の液晶分子配向は実施例1,3と同様にツイステッド
ネマテティックモードとし、パネルギャップ,液晶材料
複屈折,偏光フィルム等の条件は実施例1と同様とす
る。
(Conventional example) A high transmittance micro color filter 44 having a peak intensity of a spectrum corresponding to each of the center wavelengths of red, green and blue of 60 to 70% is provided on a glass substrate 41 on the viewing side. A conventional liquid crystal display device having a configuration shown in FIG. 16 in which a reflective electrode 47 made of aluminum is provided on a glass substrate 42 with a TFT on the side is prepared as a comparative example. Note that the liquid crystal molecular orientation of this comparative example is a twisted nematic mode as in Examples 1 and 3, and the conditions such as the panel gap, the liquid crystal material birefringence, and the polarizing film are the same as in Example 1.

【0060】ここで、本発明と従来例との差異について
説明する。図16に示した従来例では、視認側に発色機能
を果たすマイクロカラーフィルタ44を設け、背面側に反
射機能を果たす反射電極47を設けており、発光機能を果
たす層と反射機能を果たす層とが完全に分離されてい
る。そして、液晶層50に入射する光は、マイクロカラー
フィルタ44を透過することにより発色し、反射電極47で
反射され、再度マイクロカラーフィルタ44を通過する。
この過程により、透過光の強度が低下し、しかも、反射
電極47で適度な散乱反射が行われても、人間の目には認
識不可能な程度まで散乱光がマイクロカラーフィルタ44
により吸収されて、結局、十分見栄えがする反射型の液
晶表示素子の実現は不可能である。
Here, the difference between the present invention and the conventional example will be described. In the conventional example shown in FIG. 16, a micro color filter 44 that performs a coloring function is provided on the viewing side, and a reflective electrode 47 that performs a reflecting function is provided on the back side, and a layer that performs a light emitting function and a layer that performs a reflecting function are provided. Are completely separated. Then, the light incident on the liquid crystal layer 50 is colored by transmitting through the micro color filter 44, reflected by the reflective electrode 47, and passes through the micro color filter 44 again.
By this process, the intensity of the transmitted light is reduced, and even if the diffused light is appropriately reflected and reflected by the reflective electrode 47, the scattered light is reduced to a level that the human eye cannot recognize.
Therefore, it is impossible to realize a reflection type liquid crystal display element which has a good appearance after all.

【0061】これに対して、本発明では、発色機能(分
光機能)及び反射機能を果たす分光・反射膜6を背面側
に設けることにより、高画質の反射型の液晶表示素子の
実現を可能としている。
On the other hand, according to the present invention, by providing the spectral / reflective film 6 having a color developing function (spectral function) and a reflecting function on the back side, it is possible to realize a reflection type liquid crystal display device with high image quality. I have.

【0062】反射型の液晶表示素子における理想的な分
光特性、つまり、赤色光(波長 625nm),緑色光(波
長 550nm),青色光(波長 450nm)に対する反射率
の理想的な値を、下記表1に示す。
The ideal spectral characteristics of the reflection type liquid crystal display element, that is, the ideal values of the reflectance for red light (wavelength 625 nm), green light (wavelength 550 nm) and blue light (wavelength 450 nm) are shown in the following table. It is shown in FIG.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】また、その素材として無機顔料,有機顔料
を夫々使用した場合における本発明の分光・反射膜6に
おける反射率の特性を図5に示す。図5に示すデータ
は、何れの波長光も全て表面反射する完全拡散物質とし
て硫酸バリウムを使用した場合(反射率 100%)に対す
る反射率を示している。また、前述した従来例(図16)
における反射率の特性を表2に示す。
FIG. 5 shows the reflectance characteristics of the spectral / reflective film 6 of the present invention when an inorganic pigment and an organic pigment are used as the raw materials, respectively. The data shown in FIG. 5 shows the reflectance when barium sulfate is used as the perfect diffusing substance that reflects light of any wavelength on the surface (reflectance 100%). In addition, the conventional example described above (Fig. 16)
Table 2 shows the characteristics of the reflectance at.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】表2に示す従来例では、表1に示したよう
な理想的な分光特性を呈しているとは言い難い。これに
対して、特に無機顔料を素材とした本発明の分光・反射
膜6では、図5に示すように、各色光に対する反射率が
選択的に高く(90%以上)他の波長域では反射率が低く
(5%前後)なっており、表1に示したような理想的な
分光特性を呈している。
It is hard to say that the conventional example shown in Table 2 exhibits ideal spectral characteristics as shown in Table 1. On the other hand, in particular, in the spectral / reflective film 6 of the present invention using an inorganic pigment as a material, as shown in FIG. 5, the reflectance for each color light is selectively high (90% or more), and the reflectance is high in other wavelength regions. The ratio is low (around 5%) and exhibits ideal spectral characteristics as shown in Table 1.

【0067】次に、本発明の特徴部分である、発色機能
(分光機能)及び反射機能を果たすこの分光・反射膜6
について詳細に説明する。分光・反射膜6における発色
特性(分光特性)及び反射特性は、分光・反射膜6の厚
さと、分光・反射膜6内に分散される無機顔料または有
機顔料の種類,その顔料粒子の大きさ,その顔料粒子の
割合等とに依存する。
Next, the spectral / reflective film 6 which performs a color developing function (spectral function) and a reflecting function, which are characteristic parts of the present invention, is described.
Will be described in detail. The color development characteristics (spectral characteristics) and the reflection characteristics of the spectral / reflective film 6 are based on the thickness of the spectral / reflective film 6, the type of the inorganic pigment or the organic pigment dispersed in the spectral / reflective film 6, and the size of the pigment particles. , The ratio of the pigment particles, and the like.

【0068】まず、分光・反射膜6の厚さについて考察
する。上述の実施の形態において、分光・反射膜6の厚
さを、1μmから10μmまで1μm刻みで変えた液晶パ
ネルを作製し、図6に示すような測定系で画面輝度を測
定した。その測定結果を図7に示す。また、図7には、
従来例における画面輝度の測定結果も併せて示す。この
ときの測定条件は、図6に示すように、1000ルクスの白
色光環境照度の下、ほぼ拡散散乱光状態で、測定対象の
液晶パネル21から30cmの距離で液晶パネル21の法線か
ら30度傾いた位置に輝度計(例えばトプコン社製、BM-
5)22を設置し、見込み視野角 0.2度で輝度を測定し
た。
First, the thickness of the spectral / reflective film 6 will be considered. In the above-described embodiment, a liquid crystal panel in which the thickness of the spectral / reflective film 6 was changed from 1 μm to 10 μm in steps of 1 μm was manufactured, and the screen luminance was measured by a measurement system as shown in FIG. FIG. 7 shows the measurement results. Also, in FIG.
The measurement results of the screen luminance in the conventional example are also shown. As shown in FIG. 6, the measurement conditions at this time are as follows: under a white light environment illuminance of 1000 lux, almost in a diffuse scattered light state, at a distance of 30 cm from the liquid crystal panel 21 to be measured, A luminance meter (for example, BM-
5) 22 were installed, and the luminance was measured at an expected viewing angle of 0.2 degrees.

【0069】図7に示す測定結果から、分光・反射膜6
の厚さを厚くすることにより、画面輝度を向上できるこ
とが分かる。カラーペーストからなる一般的な層は、20
μm程度の厚さを有するが、本発明のように液晶パネル
内で発色させるためには、その分光・反射膜6の厚さを
数μm程度、好ましくは1〜3μmとした方が良い。液
晶のパネルギャップが数μm程度であり、TFT9の段
差等が1〜2μmであるので、有効なパネルギャップ均
一性を維持するためにも、分光・反射膜6の厚さは1〜
3μmとすることが好ましい。分光・反射膜6の厚さを
1〜3μmとした場合においても、従来例の画面輝度
(4cd/m2 程度)に比べて、大幅に画面輝度を向上
させることができている。
From the measurement results shown in FIG.
It can be seen that the screen brightness can be improved by increasing the thickness of the. A common layer of color paste is 20
Although it has a thickness of about μm, it is preferable that the thickness of the spectral / reflection film 6 be about several μm, preferably 1 to 3 μm in order to cause color development in the liquid crystal panel as in the present invention. Since the panel gap of the liquid crystal is about several μm and the step of the TFT 9 is 1 to 2 μm, the thickness of the spectral / reflection film 6 is 1 to 2 in order to maintain effective panel gap uniformity.
It is preferably 3 μm. Even when the thickness of the spectral / reflection film 6 is 1 to 3 μm, the screen luminance can be greatly improved as compared with the screen luminance of the conventional example (about 4 cd / m 2 ).

【0070】次に、顔料の粒子の大きさについて考察す
る。図8に示すように、分光・反射膜6に分散する無機
顔料または有機顔料のすべての粒子の大きさを0.1 μm
以上とする。このようにすると、所望の波長の光の反射
を増大させることができる。
Next, the size of the pigment particles will be considered. As shown in FIG. 8, the size of all particles of the inorganic pigment or the organic pigment dispersed in the spectral / reflection film 6 is set to 0.1 μm.
Above. By doing so, it is possible to increase the reflection of light having a desired wavelength.

【0071】分散する青色顔料の粒子の大きさを変えて
作成した複数の青色の分光・反射膜6の450 nmの光に
対する反射率を測定した。但し、青色の分光・反射膜6
の全体積に対するこの顔料の体積の割合は常に40%とし
た。その測定結果を図9に示す。使用する顔料の粒子の
大きさに反射率が大きく依存し、顔料の粒子の大きさが
小さい場合には反射率は小さく、顔料の粒子の大きさが
大きい場合には反射率が増大することが分かる。特に、
反射率60%を実現できる顔料の粒子の大きさが0.1 μm
である場合を境にして、反射率が急激に変化している。
これは、顔料の粒子の大きさが可視光の波長の半分以下
になると、一般の光の反射,屈折と異なる光の散乱,回
折が起きたためと考えられる。
The reflectance of a plurality of blue spectral / reflective films 6 prepared by changing the size of dispersed blue pigment particles to 450 nm light was measured. However, the blue spectral / reflective film 6
The ratio of the volume of this pigment to the total volume of was always 40%. FIG. 9 shows the measurement results. The reflectance greatly depends on the size of the pigment particles used, and the reflectance is small when the size of the pigment particles is small, and may increase when the size of the pigment particles is large. I understand. In particular,
Pigment particle size of 0.1 μm that can achieve 60% reflectance
The reflectance changes abruptly after the case of.
This is presumably because, when the size of the pigment particles was less than half the wavelength of visible light, light scattering and diffraction different from ordinary light reflection and refraction occurred.

【0072】青色の分光・反射膜6の450 nmの光に対
する理想的な反射率は、表1に示すように、90%以上で
あるが、反射率が60%以上であれば最低限のコントラス
ト比を得ることができる。450 nmの光に対する反射率
を、青色の分光・反射膜6で60%、緑色の分光・反射膜
6で5%、赤色の分光・反射膜6で5%とした場合、全
画素の液晶を透過モードにした白表示のときに23%の反
射率となる。全画素の液晶を吸収モードにした黒表示の
ときに5%の反射率となるので、コントラスト比が4.6
となる。新聞紙のコントラスト比が5であることを考え
ると、反射型表示のコントラスト比としては十分な値が
得られている。
As shown in Table 1, the ideal reflectance of the blue spectral / reflection film 6 for 450 nm light is 90% or more, but the minimum contrast is 60% or more when the reflectance is 60% or more. Ratio can be obtained. When the reflectance for 450 nm light is 60% for the blue spectral / reflective film 6, 5% for the green spectral / reflective film 6, and 5% for the red spectral / reflective film 6, the liquid crystal of all pixels is When displaying white in the transmission mode, the reflectance is 23%. Since the reflectance becomes 5% when black display is performed with the liquid crystal of all pixels in the absorption mode, the contrast ratio is 4.6.
Becomes Considering that the contrast ratio of newspaper is 5, a sufficient value is obtained as the contrast ratio of the reflective display.

【0073】以上のような青色の分光・反射膜6におけ
る反射特性と同様の反射特性が、緑色の分光・反射膜
6,赤色の分光・反射膜6でも得られた。よって、使用
する顔料のすべての粒子の大きさを0.1 μm以上とする
ことにより、高い反射率を得ることができる。
The same reflection characteristics as those of the blue spectral / reflective film 6 were obtained with the green spectral / reflective film 6 and the red spectral / reflective film 6. Therefore, high reflectance can be obtained by setting the size of all particles of the pigment to be used to 0.1 μm or more.

【0074】ところで、分光・反射膜6の表面に透明電
極をパターニング形成する後工程を考慮すると、分光・
反射膜6の表面を平坦化する必要がある。また、前述し
たように、分光・反射膜6の厚さは1〜3μmとするこ
とが好ましい。よって、使用する顔料粒子の大きさの上
限は2μm以下にした方が良い。
By the way, considering the post-process of patterning and forming a transparent electrode on the surface of the spectral / reflective film 6, the spectral
It is necessary to flatten the surface of the reflection film 6. Further, as described above, the thickness of the spectral / reflective film 6 is preferably set to 1 to 3 μm. Therefore, the upper limit of the size of the pigment particles used is preferably set to 2 μm or less.

【0075】次に、顔料の粒子の大きさの平均について
考察する。分光・反射膜6に分散する無機顔料または有
機顔料の粒子の大きさの平均は、10μm以下、特に1〜
2μmであることが好ましい。
Next, the average size of the pigment particles will be considered. The average size of the particles of the inorganic pigment or the organic pigment dispersed in the spectral / reflective film 6 is 10 μm or less, especially 1 to 10 μm.
It is preferably 2 μm.

【0076】上述の実施の形態において、分光・反射膜
6の厚さは5μmで一定とし、その分光・反射膜6に使
用するカラーペーストに含まれる顔料の粒子の大きさの
平均を 500nm,1μm,2μm,3μm,4μm,5
μmと変化させた液晶パネルを作製し、図6に示すよう
な測定系で画面輝度を測定した。その測定結果を図10に
示す。
In the above-described embodiment, the thickness of the spectral / reflective film 6 is fixed at 5 μm, and the average size of the pigment particles contained in the color paste used for the spectral / reflective film 6 is 500 nm, 1 μm. , 2 μm, 3 μm, 4 μm, 5
A liquid crystal panel having a thickness of μm was prepared, and the screen luminance was measured using a measurement system as shown in FIG. FIG. 10 shows the measurement results.

【0077】図10に示す測定結果から、顔料の粒子の大
きさの平均を大きくすることにより、画面輝度を向上で
きることが分かる。じかし、前述したように、分光・反
射膜6の厚さは1〜3μmとすることが好ましいので、
これに合わせて顔料の粒子の大きさの平均は1〜2μm
が好ましい。その平均を1〜2μmとした場合において
も、従来例に比べて画面輝度の大幅な向上を実現できて
いる。
From the measurement results shown in FIG. 10, it can be seen that the screen brightness can be improved by increasing the average of the particle size of the pigment. Since the thickness of the spectral / reflective film 6 is preferably 1 to 3 μm as described above,
According to this, the average size of pigment particles is 1-2 μm.
Is preferred. Even when the average is 1 to 2 μm, the screen luminance can be greatly improved as compared with the conventional example.

【0078】次に、分光・反射膜6に分散する無機顔料
または有機顔料の割合(体積率,重量率)について考察
する。
Next, the ratio (volume ratio, weight ratio) of the inorganic pigment or the organic pigment dispersed in the spectral / reflective film 6 will be considered.

【0079】図11に示すように、分光・反射膜6に分散
する無機顔料または有機顔料の体積が分光・反射膜6の
全体積に占める割合を40%以上とする。このようにする
と、所望の波長の光の反射を増大させることができる。
As shown in FIG. 11, the ratio of the volume of the inorganic pigment or the organic pigment dispersed in the spectral / reflective film 6 to the total volume of the spectral / reflective film 6 is set to 40% or more. By doing so, it is possible to increase the reflection of light having a desired wavelength.

【0080】分散する青色顔料の体積率(分光・反射膜
6の全体積に対する体積の割合)を変えて作成した複数
の青色の分光・反射膜6の450 nmの光に対する反射率
を測定した。但し、使用する青色顔料の粒子の大きさは
0.08μm以上とした。その測定結果を図12に示す。顔料
の体積率に反射率が大きく依存し、顔料の体積率が小さ
い場合には反射率は小さく、顔料の体積率が大きい場合
には反射率が大きくなることが分かる。これは、体積率
が大きければ大きいほど、顔料の表面で反射された所望
の波長の光が分光・反射膜6の表面から出射される割合
が大きくなるためと考えられる。そして、体積率が40%
である場合に、反射型表示のコントラスト比としては十
分な値が得られる、反射率60%を実現している。
The reflectance of 450 nm light of a plurality of blue spectral / reflective films 6 prepared by changing the volume ratio of the blue pigment to be dispersed (the ratio of the volume to the total volume of the spectral / reflective film 6) was measured. However, the size of the blue pigment particles used is
0.08 μm or more. FIG. 12 shows the measurement results. It can be seen that the reflectance largely depends on the volume ratio of the pigment, and the reflectance is low when the volume ratio of the pigment is small, and the reflectance increases when the volume ratio of the pigment is large. This is presumably because the larger the volume ratio, the higher the ratio of light having a desired wavelength reflected by the surface of the pigment and emitted from the surface of the spectral / reflection film 6. And the volume ratio is 40%
In this case, a reflectivity of 60%, which is a sufficient value for the contrast ratio of the reflective display, is realized.

【0081】以上のような青色の分光・反射膜6におけ
る反射特性と同様の反射特性が、緑色の分光・反射膜
6,赤色の分光・反射膜6でも得られた。よって、顔料
の体積率を40%以上とすることにより、高い反射率を得
ることができる。
The same reflection characteristics as those of the blue spectral / reflective film 6 were obtained with the green spectral / reflective film 6 and the red spectral / reflective film 6. Therefore, a high reflectance can be obtained by setting the volume ratio of the pigment to 40% or more.

【0082】分光・反射膜6内に分散する無機顔料また
は有機顔料の重量率(分光・反射膜6の全重量に対する
重量の割合)は、分光・反射膜6の厚さと相対関係があ
るが、厚さ1〜3μmの場合には、30〜70重量%、特に
35〜55重量%が好ましい。顔料の重量率が小さすぎると
分光・反射膜6の透明性が高くなりすぎ、反射特性が低
下する。一方、顔料の重量率が高すぎても、散乱性が強
くなりすぎ、特に複屈折方式ではコントラスト比の低下
に繋がる。
The weight ratio of the inorganic pigment or the organic pigment dispersed in the spectral / reflective film 6 (the ratio of the weight to the total weight of the spectral / reflective film 6) is related to the thickness of the spectral / reflective film 6. In the case of a thickness of 1 to 3 μm, 30 to 70% by weight, especially
35-55% by weight is preferred. If the weight ratio of the pigment is too small, the transparency of the spectral / reflective film 6 becomes too high, and the reflection characteristics are reduced. On the other hand, if the weight ratio of the pigment is too high, the scattering properties become too strong, and particularly in the case of the birefringence method, the contrast ratio is reduced.

【0083】次に、分光・反射膜6に添加する物質につ
いて考察する。分光・反射膜6における発色特性は、専
ら顔料に依存するが、反射率に関しては、若干の散乱反
射を誘起するために、例えば酸化チタン(SiO2 )等
の微粒子を混合することが有効である。散乱反射率を向
上させるためにこのような微粒子を混合する場合には、
特に、複屈折制御方式の液晶表示素子では、コントラス
ト比とのバランスを考慮する必要がある。微粒子の混合
比率が低いと効果がなく、混合比率が高すぎると散乱光
によるコントラスト比の低下が発生する。その微粒子の
混合比率は、顔料の重量率との相対関係もあるが、1〜
5重量%が適当である。なお、画面輝度、特に散乱光に
よる見た目の輝度向上を図るために微粒子の混合比率が
5重量%を超えても、高い効果が得られる。
Next, the substance added to the spectral / reflective film 6 will be considered. Although the color development characteristics of the spectral / reflection film 6 depend exclusively on the pigment, it is effective to mix fine particles of, for example, titanium oxide (SiO 2 ) with respect to the reflectance in order to induce some scattering reflection. . When mixing such fine particles to improve the scattering reflectance,
In particular, in a birefringence control type liquid crystal display element, it is necessary to consider the balance with the contrast ratio. If the mixing ratio of the fine particles is low, there is no effect. If the mixing ratio is too high, the contrast ratio is reduced due to scattered light. The mixing ratio of the fine particles also has a relative relationship with the weight ratio of the pigment,
5% by weight is suitable. Note that a high effect can be obtained even if the mixing ratio of the fine particles exceeds 5% by weight in order to improve the screen brightness, particularly the apparent brightness due to the scattered light.

【0084】上述の実施の形態において、分光・反射膜
6に酸化チタン微粒子を混合しない液晶パネル、混合し
た液晶パネルを作製し、図6に示すような測定系で夫々
の画面輝度を測定した。その測定結果を表3に示す。表
中の本発明A及びBは何れも、分光・反射膜6の厚さを
5μm、使用する顔料の粒子の大きさの平均を2μmと
し、本発明Aは酸化チタン微粒子を混合しておらず、本
発明Bは酸化チタン微粒子を4重量%だけ混合してい
る。また、表3には、従来例における画面輝度の数値も
併せて示す。
In the above embodiment, a liquid crystal panel in which titanium oxide fine particles were not mixed in the spectral / reflection film 6 and a liquid crystal panel in which titanium oxide particles were mixed were manufactured, and the screen luminance was measured using a measurement system as shown in FIG. Table 3 shows the measurement results. In each of the present inventions A and B in the table, the thickness of the spectral / reflective film 6 was 5 μm, the average size of the pigment particles used was 2 μm, and the present invention A did not contain titanium oxide fine particles. In the present invention B, 4% by weight of titanium oxide fine particles are mixed. Table 3 also shows numerical values of the screen luminance in the conventional example.

【0085】[0085]

【表3】 [Table 3]

【0086】表3の結果から、従来例に比べて、大幅に
画面輝度を向上できていることが分かる。また更に、分
光・反射膜6に酸化チタン微粒子を4重量%含有させる
ことにより、画面輝度を23cd/m2 から6cd/m2
だけ向上させて29cd/m2まで高めていることが分か
る。
From the results shown in Table 3, it can be seen that the screen luminance was significantly improved as compared with the conventional example. Further, by adding 4% by weight of titanium oxide fine particles to the spectral / reflective film 6, the screen luminance is reduced from 23 cd / m 2 to 6 cd / m 2.
It can be seen that the height was increased only to 29 cd / m 2 .

【0087】以下、本発明の具体例における特性につい
て説明する。 (実施例1)上述の実施の形態において、分光・反射膜
6の厚さを5μm、使用する顔料の粒子の大きさの平均
を2μmとし、図6に示すような測定系で液晶パネル21
をオン/オフした場合のコントラスト比(オン・オフ
比)を測定した。その測定結果を表4に示す。また、表
4には、グラビア印刷紙及び従来例における同様の測定
結果も併せて示す。
The characteristics of the specific example of the present invention will be described below. (Example 1) In the above embodiment, the thickness of the spectral / reflective film 6 was set to 5 μm, the average size of the pigment particles used was set to 2 μm, and the liquid crystal panel 21 was measured by a measuring system as shown in FIG.
Were turned on / off, the contrast ratio (on / off ratio) was measured. Table 4 shows the measurement results. Table 4 also shows similar measurement results for gravure printing paper and the conventional example.

【0088】[0088]

【表4】 [Table 4]

【0089】本発明では、従来例に比べて大幅にコント
ラスト比が向上しており、グラビア印刷紙と比較しても
半分以上のコントラスト比を実現できている。
In the present invention, the contrast ratio is greatly improved as compared with the conventional example, and a contrast ratio of more than half as compared with the gravure printing paper can be realized.

【0090】(実施例2)上述の実施の形態において、
分光・反射膜6の厚さを5μm、使用する顔料の粒子の
大きさの平均を2μmとし、図13に示すような測定装置
を用いて、液晶パネル21の法線方向からの角度(θ)と
液晶パネル21の輝度との関係を測定した。その測定結果
を図14に示す。グラビア印刷紙及び従来例における同様
の測定結果も図14に併せて示す。なお、図13において、
図6と同一部分には同一番号を付している。
(Example 2) In the above embodiment,
The thickness of the spectral / reflective film 6 is 5 μm, the average size of the pigment particles used is 2 μm, and the angle (θ) from the normal direction of the liquid crystal panel 21 is measured using a measuring device as shown in FIG. And the luminance of the liquid crystal panel 21 were measured. FIG. 14 shows the measurement results. Similar measurement results for gravure printing paper and the conventional example are also shown in FIG. In FIG. 13,
The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.

【0091】従来例では、視野角が狭く、入射する光を
拡散光ではなく平行光にして正反射方向で測定した場合
にのみ、高い画面輝度(反射率)を得ることができる。
入射光が平行光でないため、この測定系では、θ=0〜
80°の範囲で画面輝度が4cd/m2 以下となってい
る。これに対して、本発明にあっては、θが変化しても
画面輝度はあまり変動せず、グラビア印刷紙と同様に視
野角が広くなっている。
In the conventional example, a high screen brightness (reflectance) can be obtained only when the viewing angle is narrow and the incident light is measured in the specular direction with parallel light instead of diffused light.
Since the incident light is not parallel light, in this measurement system, θ = 0 to
The screen luminance is 4 cd / m 2 or less in the range of 80 °. On the other hand, in the present invention, the screen brightness does not change so much even if θ changes, and the viewing angle is widened as in the case of gravure printing paper.

【0092】(実施例3)100 mm×100 mmのガラス
基板2に、赤色,緑色,青色の塗料インキの乾燥皮膜を
分光・反射膜6として幅100 μm,ピッチ300 μmで、
それぞれ厚さ2〜3μmになるようにストライプ状に形
成した。各色の塗料インキは顔料の粒子の大きさが0.1
〜0.2 μmであり、分光・反射膜6の全体積に対する顔
料の体積の割合が40%であった。そして、分光・反射膜
6に多少段差があるので、透明平坦化膜で平坦化した
後、透明電極7としてITOを成膜し、各色の分光・反
射膜6に重なるようにパターニングした。更に、日産化
学製のポリイミドSE-7792 を厚さ約1000Åとなるように
転写印刷して配向膜8を形成し、乾燥後洗浄した後、配
向膜8に所定のラビング処理を施して、液晶表示素子用
の反射側基板を作製した。
(Example 3) On a glass substrate 2 of 100 mm x 100 mm, a dried film of a red, green, and blue paint ink was used as a spectral / reflective film 6 with a width of 100 µm and a pitch of 300 µm.
Each was formed in a stripe shape so as to have a thickness of 2 to 3 μm. Each color paint ink has a pigment particle size of 0.1
0.20.2 μm, and the ratio of the volume of the pigment to the entire volume of the spectral / reflective film 6 was 40%. Since the spectral / reflective film 6 has some steps, it was flattened with a transparent planarizing film, and then ITO was formed as the transparent electrode 7 and patterned so as to overlap the spectral / reflective film 6 of each color. Furthermore, a polyimide SE-7792 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. is transferred and printed to a thickness of about 1000 mm to form an alignment film 8, and after drying and washing, the alignment film 8 is subjected to a predetermined rubbing treatment to obtain a liquid crystal display. A reflection-side substrate for an element was manufactured.

【0093】このような反射側基板を、500 ルクスの照
度の環境下、テーブルの上に置いて、反射側基板の法線
から30°の位置で輝度計(例えばトプコン社製,SR-1)
を用いて輝度を測定すると、30cd/m2 であった。
The reflection-side substrate is placed on a table under an environment of illuminance of 500 lux, and a luminance meter (for example, SR-1 manufactured by Topcon Corporation) is placed at a position 30 ° from the normal line of the reflection-side substrate.
Was 30 cd / m 2 when the luminance was measured by using.

【0094】(実施例4)顔料の粒子の大きさを0.5 〜
0.6 μmとする点以外は実施例3と同じ条件で、液晶表
示素子用の反射側基板を作製した。この反射側基板を、
実施例3と同一条件で輝度を測定すると、50cd/m2
であった。
Example 4 The size of pigment particles was 0.5 to
A reflection-side substrate for a liquid crystal display element was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the thickness was 0.6 μm. This reflection side substrate,
When the luminance was measured under the same conditions as in Example 3, it was 50 cd / m 2.
Met.

【0095】(実施例5)顔料の粒子の大きさを1.0 〜
1.2 μmとする点以外は実施例3と同じ条件で、液晶表
示素子用の反射側基板を作製した。この反射側基板を、
実施例3と同一条件で輝度を測定すると、70cd/m2
であった。
(Example 5) The size of the pigment particles was set to 1.0 to
A reflection-side substrate for a liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the thickness was changed to 1.2 μm. This reflection side substrate,
When the luminance was measured under the same conditions as in Example 3, 70 cd / m 2
Met.

【0096】(実施例6)分光・反射膜6の全体積に対
する顔料の体積の割合を60%とする点以外は実施例3と
同じ条件で、液晶表示素子用の反射側基板を作製した。
この反射側基板を、実施例3と同一条件で輝度を測定す
ると、40cd/m2 であった。
Example 6 A reflection-side substrate for a liquid crystal display element was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the ratio of the volume of the pigment to the total volume of the spectral / reflective film 6 was 60%.
When the luminance of this reflection-side substrate was measured under the same conditions as in Example 3, it was 40 cd / m 2 .

【0097】(実施例7)分光・反射膜6の全体積に対
する顔料の体積の割合を80%とする点以外は実施例3と
同じ条件で、液晶表示素子用の反射側基板を作製した。
この反射側基板を、実施例3と同一条件で輝度を測定す
ると、45cd/m2 であった。
Example 7 A reflection-side substrate for a liquid crystal display element was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the ratio of the volume of the pigment to the entire volume of the spectral / reflective film 6 was 80%.
The luminance of this reflection-side substrate measured under the same conditions as in Example 3 was 45 cd / m 2 .

【0098】(実施例8)顔料の粒子の大きさを0.5 〜
0.6 μmとし、分光・反射膜6の全体積に対する顔料の
体積の割合を80%とする点以外は実施例3と同じ条件
で、液晶表示素子用の反射側基板を作製した。この反射
側基板を、実施例3と同一条件で輝度を測定すると、60
cd/m2 であった。
(Example 8) The size of the pigment particles was 0.5 to
A reflection-side substrate for a liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the thickness was 0.6 μm and the ratio of the volume of the pigment to the entire volume of the spectral / reflection film 6 was 80%. When the luminance of this reflection-side substrate was measured under the same conditions as in Example 3, it was found to be 60%.
cd / m 2 .

【0099】(実施例9)顔料の粒子の大きさを1.0 〜
1.2 μmとし、分光・反射膜6の全体積に対する顔料の
体積の割合を80%とする点以外は実施例3と同じ条件
で、液晶表示素子用の反射側基板を作製した。この反射
側基板を、実施例3と同一条件で輝度を測定すると、75
cd/m2 であった。
(Example 9) The size of the pigment particles was 1.0 to
A reflection-side substrate for a liquid crystal display device was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the thickness was 1.2 μm and the ratio of the volume of the pigment to the entire volume of the spectral / reflection film 6 was 80%. When the luminance of this reflection-side substrate was measured under the same conditions as in Example 3, 75
cd / m 2 .

【0100】(比較例1)顔料の粒子の大きさを0.5 〜
0.6 μmとし、分光・反射膜6の全体積に対する顔料の
体積の割合を35%とする点以外は実施例3と同じ条件
で、液晶表示素子用の反射側基板を作製した。この反射
側基板を、実施例3と同一条件で輝度を測定すると、10
cd/m2 であった。この場合、白表示の反射板という
よりは灰色っぽい反射板であった。
(Comparative Example 1) The size of the pigment particles was 0.5 to
A reflection-side substrate for a liquid crystal display element was manufactured under the same conditions as in Example 3 except that the thickness was 0.6 μm and the ratio of the volume of the pigment to the total volume of the spectral / reflection film 6 was 35%. When the luminance of this reflection-side substrate was measured under the same conditions as in Example 3, 10
cd / m 2 . In this case, the reflector was grayish rather than a reflector for white display.

【0101】(比較例2)500 ルクスの照度の環境下、
白のグラビア印刷紙をテーブルの上に置いて、実施例3
と同一条件で輝度を測定すると、50cd/m2 であっ
た。
(Comparative Example 2) Under an environment of illuminance of 500 lux,
Example 3 Place white gravure printing paper on the table
When the luminance was measured under the same conditions as described above, it was 50 cd / m 2 .

【0102】実施例3〜5,7〜9及び比較例1,2に
おける測定結果を、図15のグラフに示す。実施例3〜9
では、顔料の粒子の大きさを0.1 μm以上とし、分光・
反射膜6の全体積に対する顔料の体積の割合を40%以上
とすることにより、グラビア印刷紙などの物体色に近い
表示が可能であり、明るい表示、特に全画素の液晶を透
過モードにした場合の明るい白表示を実現できる。
The measurement results in Examples 3 to 5, 7 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in the graph of FIG. Examples 3 to 9
Let the pigment particle size be 0.1 μm or more,
By setting the ratio of the volume of the pigment to the total volume of the reflective film 6 to be 40% or more, it is possible to perform display close to the object color such as gravure printing paper, and to obtain a bright display, particularly when the liquid crystal of all pixels is set to the transmission mode. Bright white display can be realized.

【0103】上述したような特性の測定結果から、本発
明の液晶表示素子では、従来例の液晶表示素子に比べ
て、画面輝度,コントラスト比,散乱反射が極めてバラ
ンス良く得られており、反射型の液晶表示素子として十
分な画質を得ることができている。
From the results of the measurement of the characteristics as described above, the liquid crystal display device of the present invention can obtain a very good balance of the screen brightness, the contrast ratio, and the scattered reflection as compared with the conventional liquid crystal display device. Sufficient image quality can be obtained as a liquid crystal display device.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上のように、本発明による反射型の液
晶表示素子では、分光機能及び反射機能を1つの膜で果
たすようにしたので、従来例の問題点を解決して、画面
輝度の向上と高コントラスト比の確保という相反する2
つの特性を高い次元でバランス良く実現することができ
る。
As described above, in the reflection type liquid crystal display device according to the present invention, the spectral function and the reflection function are performed by one film, so that the problems of the prior art can be solved and the screen brightness can be reduced. Conflict 2 of improvement and ensuring high contrast ratio
The two characteristics can be realized in a high level in a well-balanced manner.

【0105】このように十分な画面輝度,コントラスト
比及び適度な散乱反射を持った、グラビア印刷紙のよう
な表示が可能である本発明の反射型の液晶表示素子の利
用により、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型
情報処理装置の連続使用時間を大幅に向上できる。最も
低い消費電力で駆動できる透過型の液晶表示装置(SV
GA(Super Video Graphics Array),12インチ程度)
において、液晶表示装置本体の消費電力が 300〜400 m
Wであるのに対してバックライトの消費電力は1200mW
も要する。従って、同じバッテリを、この透過型の液晶
表示装置と本発明による反射型の液晶表示装置とに使用
する場合、同様な高画質状態を実現する場合でも、前者
に比べて後者ではその連続使用時間が3倍以上となる。
The use of the reflective liquid crystal display device of the present invention, which can provide a display such as gravure printing paper, having a sufficient screen luminance, contrast ratio, and appropriate scattering reflection, enables a notebook personal computer to be used. , Etc., the continuous use time of the portable information processing device can be greatly improved. A transmissive liquid crystal display device (SV
GA (Super Video Graphics Array), about 12 inches)
The power consumption of the main body of the liquid crystal display is 300-400 m
The power consumption of the backlight is 1200 mW compared to W
It also takes. Therefore, when the same battery is used for the transmission type liquid crystal display device and the reflection type liquid crystal display device according to the present invention, even if a similar high image quality state is realized, the continuous use time is longer in the latter than in the former. Is three times or more.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液晶表示素子の一例の模式的断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子の一例の作製手順を示す
模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing procedure of an example of the liquid crystal display element of the present invention.

【図3】本発明の液晶表示素子の他の例の模式的断面図
である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of another example of the liquid crystal display device of the present invention.

【図4】本発明の液晶表示素子の他の例の作製手順を示
す模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a manufacturing procedure of another example of the liquid crystal display device of the present invention.

【図5】本発明の液晶表示素子における分光・反射膜の
反射率特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the reflectance characteristics of the spectral / reflective film in the liquid crystal display device of the present invention.

【図6】液晶パネルの画面輝度及びコントラスト比を測
定するための測定系の模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of a measurement system for measuring a screen luminance and a contrast ratio of a liquid crystal panel.

【図7】分光・反射膜の厚さを変化させた液晶パネルの
画面輝度の測定結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the measurement results of the screen luminance of the liquid crystal panel when the thickness of the spectral / reflective film is changed.

【図8】分光・反射膜における顔料の粒子の大きさを示
す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the size of pigment particles in a spectral / reflective film.

【図9】顔料の粒子の大きさを変化させた分光・反射膜
の反射率の測定結果を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the measurement results of the reflectance of the spectral / reflective film when the size of the pigment particles is changed.

【図10】顔料の粒子の大きさの平均を変化させた液晶
パネルの画面輝度の測定結果を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the measurement results of the screen luminance of a liquid crystal panel in which the average of the pigment particle sizes is changed.

【図11】分光・反射膜の全体積に対する顔料の体積の
割合を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the ratio of the volume of a pigment to the total volume of a spectral / reflective film.

【図12】顔料の体積の割合を変化させた分光・反射膜
の反射率の測定結果を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the measurement results of the reflectance of the spectral / reflective film when the proportion of the volume of the pigment is changed.

【図13】液晶パネルの法線方向からの角度と液晶パネ
ルの画面輝度との関係を測定するための測定系の模式図
である。
FIG. 13 is a schematic diagram of a measurement system for measuring the relationship between the angle from the normal direction of the liquid crystal panel and the screen brightness of the liquid crystal panel.

【図14】液晶パネルの法線方向からの角度と液晶パネ
ルの画面輝度との関係の測定結果を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing a measurement result of a relationship between an angle of a liquid crystal panel from a normal direction and a screen luminance of the liquid crystal panel.

【図15】本発明の具体例における特性の測定結果を示
すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing measurement results of characteristics in a specific example of the present invention.

【図16】従来の液晶表示素子の模式的断面図である。FIG. 16 is a schematic sectional view of a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 ガラス基板 3 偏光フィルム 4,7 透明電極 5,8 配向膜 6 分光・反射膜 9 TFT 10 液晶層 11 電極パッド 1, 2 glass substrate 3 polarizing film 4, 7 transparent electrode 5, 8 alignment film 6 spectral / reflective film 9 TFT 10 liquid crystal layer 11 electrode pad

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 清田 芳則 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 望月 昭宏 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 2H048 BA04 BA57 BB02 BB14 BB44 2H091 FA02Y FA14Y FB02 FB06 FB12 FB13 FC12 FC22 GA03 GA06 GA13 HA07 HA08 HA10 HA12 JA02 KA04 LA16 LA17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuya Makino 4-1-1, Kamidadanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Yoshinori Kiyota 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 Fujitsu Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Mochizuki 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term within Fujitsu Co., Ltd. FC12 FC22 GA03 GA06 GA13 HA07 HA08 HA10 HA12 JA02 KA04 LA16 LA17

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する一対の基板間に液晶が挟持さ
れ、その一方の基板を介して入射される白色光を分光・
反射する分光・反射膜を他方の基板に備えており、その
分光・反射された光をそれぞれ液晶,前記一方の基板を
通して観察し得るようになしたことを特徴とする液晶表
示素子。
1. A liquid crystal is sandwiched between a pair of substrates facing each other, and white light incident through one of the substrates is separated and analyzed.
A liquid crystal display device, comprising a spectral / reflective film for reflecting light on the other substrate, wherein the spectral / reflected light can be observed through a liquid crystal and the one substrate, respectively.
【請求項2】 透明な視認側の基板と背面側の基板との
間に複数の液晶画素がマトリックス状に配置され、前記
背面側の基板の各画素が形成される領域に、前記視認側
の基板を介して入射される白色光を分光・反射する複数
の分光・反射膜を備えており、その分光・反射された光
をそれぞれ液晶画素,前記視認側の基板を通して観察し
得るようになしたことを特徴とする液晶表示素子。
2. A liquid crystal display device comprising: a plurality of liquid crystal pixels arranged in a matrix between a transparent substrate on the viewing side and a substrate on the back side; A plurality of spectral / reflective films for spectrally / reflecting white light incident through the substrate are provided, and the spectrally / reflected light can be observed through the liquid crystal pixels and the substrate on the viewing side, respectively. A liquid crystal display device characterized by the above.
【請求項3】 前記分光・反射膜は、少なくとも赤色,
青色,緑色を含む各色の色要素に分離して構成されてい
る請求項1または2記載の液晶表示素子。
3. The spectroscopic / reflective film is at least red,
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is configured to be separated into color components of each color including blue and green.
【請求項4】 前記分光・反射膜は、無機顔料を分散し
た膜である請求項1〜3の何れかに記載の液晶表示素
子。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the spectral / reflective film is a film in which an inorganic pigment is dispersed.
【請求項5】 前記分光・反射膜は、前記無機顔料,バ
インダ樹脂,溶剤を含むペースト状物質を、印刷により
塗布して乾燥して形成したものである請求項4記載の液
晶表示素子。
5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the spectral / reflective film is formed by applying a paste-like substance containing the inorganic pigment, a binder resin, and a solvent by printing and drying.
【請求項6】 前記分光・反射膜は、有機顔料を分散し
た膜である請求項1〜3の何れかに記載の液晶表示素
子。
6. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the spectral / reflective film is a film in which an organic pigment is dispersed.
【請求項7】 前記分光・反射膜の厚さが、10μm以
下、好ましくは1〜3μmである請求項4〜6の何れか
に記載の液晶表示素子。
7. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the thickness of the spectral / reflective film is 10 μm or less, preferably 1 to 3 μm.
【請求項8】 前記無機顔料または前記有機顔料の粒子
の大きさが、0.1 μm以上である請求項4〜6の何れか
に記載の液晶表示素子。
8. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the size of the particles of the inorganic pigment or the organic pigment is 0.1 μm or more.
【請求項9】 前記無機顔料または前記有機顔料の粒子
の大きさの平均が、10μm以下、好ましくは1〜2μm
である請求項4〜6の何れかに記載の液晶表示素子。
9. An average particle size of the inorganic pigment or the organic pigment is 10 μm or less, preferably 1-2 μm.
The liquid crystal display device according to any one of claims 4 to 6, wherein
【請求項10】 前記分光・反射膜における前記無機顔
料または前記有機顔料の体積率が40%以上である請求項
4〜6の何れかに記載の液晶表示素子。
10. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein a volume ratio of the inorganic pigment or the organic pigment in the spectral / reflective film is 40% or more.
【請求項11】 前記分光・反射膜における前記無機顔
料または前記有機顔料の混合重量比が、30〜70重量%、
好ましくは35〜55重量%である請求項4〜6の何れかに
記載の液晶表示素子。
11. The mixing weight ratio of the inorganic pigment or the organic pigment in the spectral / reflective film is 30 to 70% by weight,
The liquid crystal display device according to any one of claims 4 to 6, wherein the content is preferably 35 to 55% by weight.
【請求項12】 前記分光・反射膜は、酸化チタンを含
む請求項4〜6の何れかに記載の液晶表示素子。
12. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein said spectral / reflective film contains titanium oxide.
【請求項13】 前記分光・反射膜における前記酸化チ
タンの混合重量比が、1〜5重量%である請求項12記
載の液晶表示素子。
13. The liquid crystal display device according to claim 12, wherein a mixing weight ratio of the titanium oxide in the spectral / reflective film is 1 to 5% by weight.
【請求項14】 アクティブマトリックス駆動型であ
り、そのアクティブ駆動素子を、前記分光・反射膜を備
えた前記基板に設けた請求項1〜13の何れかに記載の
液晶表示素子。
14. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is of an active matrix drive type, and the active drive element is provided on the substrate provided with the spectral / reflection film.
【請求項15】 アクティブマトリックス駆動型であ
り、そのアクティブ駆動素子を、白色光入射側の前記基
板に設けた請求項1〜13の何れかに記載の液晶表示素
子。
15. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is of an active matrix drive type, and the active drive element is provided on the substrate on the white light incident side.
【請求項16】 前記分光・反射膜の表面に液晶に電界
を与えるための透光性電極を備える請求項1〜15の何
れかに記載の液晶表示素子。
16. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a translucent electrode for applying an electric field to the liquid crystal on the surface of the spectral / reflective film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866446A (en) * 2012-08-15 2013-01-09 友达光电股份有限公司 Optical touch display device and color filter thereof

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