专利名称：反射型液晶显示元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及反射型液晶显示元件。
液晶显示元件很薄且重量轻，因此，被广泛应用在诸如携带型的信息终端设备的终端机等的各种用途中。液晶显示元件本身不会发光，而是改变光线的穿过强度以进行显示的受光型元件，仅几个伏特的有效电压便可以驱动，因此，如果在液晶显示元件的下侧配备反射板，利用反射外部光线进行显示，当作反射型显示元件使用，便能够成为不需要背照光的电力，消耗电力非常低的显示元件。
传统的反射型的彩色液晶显示元件，由具有彩色滤光层的液晶单元和夹着液晶单元配置的一对偏振膜所构成。彩色滤光层设在上述液晶单元的一个基板上，在基板上形成彩色滤光层，并在其上面进而形成透明电极。向此液晶单元施加电压，使液晶分子的取向状态变化，由各彩色滤光层控制光线的透光率，进行彩色显示。
一片偏振膜的透光率再多也只有45％左右，平行于偏振膜的吸收轴的偏振光的透光率大致上是0％，垂直于吸收轴的偏振光的透光率则大致是90％。因此，使用两片偏振膜的反射型的液晶显示元件，光线会通过4次偏振膜而射出，因此，不考虑彩色滤光层及其他吸收时的最大反射率为(0.9)4×50％=32.8％如此，不使用彩色滤光层的黑白显示面板，其反射率顶多是33％。引进彩色滤光层后，反射率会降到它的1/3左右。
因此，为了使显示较明亮，有几个提案是，用一片偏振膜与反射板夹装液晶单元的结构(例如，日本国特开平7-146469号公报，特开平7-84252号公报)。这时，光线仅通过偏振膜两次，因此，不考虑彩色滤光层及其他吸收时的最大反射率为
(0.9)2×50％=40.5％对使用两片偏振膜的结构，最多可望把反射率提高大约23％。
然而，在使用一片偏振膜的液晶单元中，若使用彩色滤光层进行彩色显示，希望提高反射率确保明亮度，便会很容易发生色彩的偏差，很难进行黑白的无彩色显示，尤其是会有反射率低，无彩色的黑色显示很困难的问题。
另外，有不使用彩色滤光层，而通过扭曲取向的向列液晶层的复折射率及偏振膜进行多色显示的反射型彩色液晶显示装置(日本国特开平6-308481号公报)，或利用液晶层与相位差薄膜的复折射率的彩色液晶显示装置(日本国特开平6-175125号公报，特开平6-301006号公报)的提案。这些装置因为没有彩色滤光层，因此使用两片偏振膜仍可确保足供实用的亮度的反射率。然而，因为是利用复折射率着色的彩色显示，在原理上，16色调4096色的显示，或64色调全彩色显示等的多色调多色显示很困难，而且有色纯度和颜色重现范围也很狭窄的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供白色显示很明亮，很高的对比度，能够进行无彩色的黑白显示和多色调的多色显示的反射型液晶显示元件。
本发明的反射型液晶显示元件特征在于，具有在一对基板间封装向列液晶的液晶单元；配置在上述液晶单元的一个基板一侧的偏振膜；配置在上述偏振膜与上述液晶单元间的相位差板；以及配置在另一个基板一侧的光反射构件，上述一对基板间的向列液晶的扭转角度为0°～90°，上述向列液晶的复折射率ΔnLC与液晶层厚度dLC的积ΔnLC·dLC=0.20～0.30μm，若将角度规定为从上述一个基板侧观察，上述向列液晶由上述一个基板侧向另一个基板侧扭转的方向为正，最接近上述相位差板的迟相轴的方向为φF，上述偏振膜的吸收轴或透光轴的方向为φP，则φF-φLC在-40°～-25°，φP-φF在+50°～+80°的范围内，或φF-φLC在+65°～+105°，φP-φF在-60°～-90°的范围内，由上述积ΔnLC·dLC与上述相位差板的阻滞作用RF定义的等于RF-ΔnLC·dLC的复折射率差ΔR为-0.20μm～0.05μm。
在此，φP取偏振膜的吸收轴的方向和透光轴的方向，在光学上是等效的，因此那一方向均可。
同时，在本发明的反射型液晶显示元件，优选地，向列液晶的扭转角度为30°～65°，RF为0.10μm～0.30μm。在优选例中，可获得更良好的特性。
通过此结构，可以获得明亮、可进行无彩色的黑白显示及多色调的多色显示的正常白色型的反射型液晶显示元件。
图1表示本发明第1实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。
图2是图1的反射型液晶显示元件的光学结构图。
图3表示图1的反射型液晶显示元件的反射率与施加电压的关系的例子的特性图。
图4表示本发明第2实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。
图5表示本发明第3实施形态的反射型液晶显示元件的反射率与施加电压的关系的例子的特性图。
图6表示对于右方向(a)或上方向(b)的视角变化，施加ON电压时的黑色的反射率变化的例子的特性图。
图7表示本发明第5实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。
图8表示本发明第6实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。
1,4,7,8…液晶单元；10…偏振膜；11…相位差板；12…散射薄膜层；13…上侧透明基板；14…彩色滤光层；15a、15b…取向层；16…透明电极；17…液晶层；18、48、88…金属反射电极；19…下侧基板；20…基准线；21…最接近下侧基板的液晶分子的取向方向；22…最接近上侧基板的液晶分子的取向方向；23…相位差板的迟相轴方向；24…上侧偏振膜光薄膜的吸收轴方向；72…扩散反射板；78…透明电极；79…下侧透明基板；90…栅电极；91…源极线；92…TFT元件；93…漏电极；94…平坦化膜；95…接触孔。
现在参照附图，说明本发明的实施形态如下。
(第1实施形态)图1表示第1实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。以下说明其制作方法。
首先，上侧透明基板13及下侧基板19使用无碱玻璃基板(例如1737康宁公司制)，在上侧基板13上，通过由光平版印刷形成颜料分散型的红、绿、蓝的条纹排列的彩色滤光层14，在其上用铟锡氧化物形成作为像素电极的透明电极16。而在下侧基板19上则蒸着300nm钛，之后再在其上蒸着200nm的铅，形成镜面反射型的金属反射电极18。
在透明电极16及金属反射电极18上印刷，5wt％(重量百分比)的聚酰亚胺的γ-丁内酯溶液，250℃硬化后，通过使用人造丝布的旋转摩擦法的取向处理实现一定的扭转角度，形成取向层15a、15b。
在上侧基板13上的周边部印刷混合有一定粒径的玻璃纤维1.0wt％的热硬化性封闭树脂(例如Structbond三井东压化学株式会社制)，在下侧基板19上以100～200个/mm2的比例散布一定粒径的树脂珠，将上侧透明基板13与下侧基板19相互粘贴在一起，在150℃下使封闭树脂硬化后，真空注入在复折射率ΔnLC为0.09的氟素酯系向列液晶混合对称液晶中使对称间距成为80μm的液晶，用紫外线硬化性树脂封口后，照射紫外线使其硬化。液晶的厚度以dLC表示。
在如此形成的液晶单元1的上侧透明基板13上，粘贴作为散射薄膜层12的各向同性的前方散射薄膜，在其上再粘贴作为相位差板11的由聚碳酸酯构成的一片高分子薄膜，并使迟相轴成为后述的角度。再在其上粘贴，对中性灰色的偏振膜(住友化学工业株式会社制SQ-1852AP)施加抗眩光(AGanti-glare)和抗反射(ARanti-reflection)处理，使其吸收轴或透光轴的方向为后述的角度，作为偏振膜10。
另外，下侧基板19不一定要透明。
图2是说明此反射型液晶显示元件的光学结构的平面图。21是最接近下侧基板的液晶分子的取向方向，即下侧基板的摩擦方向，22是最接近上侧透明基板的液晶分子的取向方向，即上侧基板的摩擦方向，23是相位差板的迟相轴方向，24是上侧偏振膜的吸收轴方向，而20是基板面内的假想的基准线。基准线20可以随意设定，但为了方便，取二等分两个摩擦方向21及22的线段。分别从基准线20测量的最接近下侧基板19的液晶分子的取向方向21的角度为φLC0，最接近上侧透明基板13的液晶分子的取向方向22的角度为φLC，相位差板11的迟相轴方向23的角度为φF，偏振膜10的吸收轴或透光轴的方向24的角度为φP。另外，角度的正负是，以QLC所示液晶的扭转方向(液晶分子由上侧透明基板向下侧基板扭转的方向)为正。因φF与φP没有极性，定义为0～180°的范围。在偏振膜的吸收轴的方向取φP或在透光轴的方向取φP在光学上是等效的，因此那一方向均可。
此反射型液晶显示元件在未施加电压时，呈反射率最高的白色显示，随着电极的增加反射率逐渐降低，而在施加“ON”电压时，成为反射率最低的黑色显示，即以所谓正常时白色模式动作。
本实施形态所用的相位差板，具有正的折射率异方性的单轴性，其光轴(迟相轴)与相位差板在平面内平行。迟相轴方向的折射率(异常光折射率)为nx，进相轴方向的折射率(正常光折射率)为ny，相位差板的厚度为dF时，表示正常光线与异常光线的相位差的阻滞作用(Retardation)用RF=(nx-ny)·dF表示。而在液晶层充分施加电压，使液晶分子理想地朝向垂直于基板的方向时，液晶层的阻滞用ΔnLC·dLC表示。
下面，说明将此液晶显示装置的光学结构作各种改变时的光学特性。
首先，使液晶层的取向条件、及相位差板与偏振膜的光学配置为φLC0=-67.5°，φLC=67.5°，ΩLC=45.0°，φF=33.0°，φP=96.0°并将阻滞作用的差ΔR恒保持在ΔR=RF-ΔnLC·dLC=-0.10μm，而使ΔnLC·dLC改变，亦即将所使用的液晶的复折射率的大小及液晶层的厚度作各种改变，而制成试料，以反射模式测量它们的光学特性。其结果确认，可以实现ΔnLC·dLC在0.20μm～0.30μm的范围内时，可获得反射率低而无彩色的黑色和反射率高而无彩色的白色的正常时白色模式的反射型液晶显示元件。这是因为有能够充分取得白色与黑色的液晶的复折射率差，且在能够以相位差板补偿液晶的复折射率造成的着色的范围内。
再者，上述例子是为了固定实验条件而将阻滞作用的差ΔR保持在-0.1μm，但若ΔR满足-0.20μm～-0.05μm，则施加电压使其从显示白色移至显示黑色时，也确认显示的颜色在实用上无彩色的范围内变化。这是因为，通过使ΔR在-0.20μm～0.05μm，φP-φLC在-40～-25°(-32.5°±7.5°)的范围内，可消除从白色变化到黑色之间，特别是施加ON电压而显示黑色时的液晶层的复折射率引起的着色。由此可以实现可进行反射率低的无彩色的黑色显示、和反射率高的无彩色的白色显示的、对比度很高的反射型液晶显示元件。
接着再检查液晶的扭转角度ΩLC改变时的特性，结果确认本发明第1实施形态在扭转角度0-90°的范围内可获得良好的特性。使扭转角度ΩLC为30°～65°时，可获得更良好的特性。
并确认，RF满足0.10μm～0.30μm时，尤其能够降低施加ON电压时的黑色的反射率。
若将偏振膜的吸收轴的方向φP-φF设定成45°，穿过偏振膜的直线偏振光的偏振光变换会成为最大，但以该设定使用时，视感度最大波长(550nm)附近的成分会增加，因此，透过的光的色彩在显示白色时偏移至黄色方向，显示黑色时会偏移到其补色的蓝色方向。因此通过实验加以分析的结果确认，要同时将白色显示与黑色显示予以无彩色化，要将此色度φP-φF设定在50°～80°(65°±15°)的范围，将偏振光变换的中心波长移至短波长侧即可。
在此表示了ΔnLC·dLC=0.270μm、RF=0.170μm、φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45.0°、φF=33.0°、φP=96.0°时的光学特性的测量结果。这时ΔR=RF-ΔnLC·dLC=-0.100μm，φF-φLC=-34.5°，φP-φF=+63.0°，满足上述确认的条件。
图3是表示该场合下的反射型液晶显示元件的反射率与施加电压的关系的特性图。在此，反射率是以标准白色板的反射率为100％，并把液晶显示元件显示白色时的亮度换算成XYZ着色的Y值来表示的。
如图3所示，正面特性的反射率为18.2％，对比度为15.8。因为是从黑到白，无彩色变化，因此确认可以显示64色调全彩色。
另外，制作在以上所述结构中去除彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，获得正面特性的对比度15.3、反射率34.9％。
在以上的结构中是将散射薄膜层12配置在相位差板11与上侧透明基板13之间，但将散射薄膜层12配置在偏振膜10上时，亦可获得与配置在偏振膜10与相位差板11之间时同样的特性。
再者，本实施形态的相位差板使用聚碳酸酯，但本发明的效果并不限定如此，例如使用聚芳基化合物或聚砜，也已确认可获得相同的效果。
同时，本实施形态的反射电极是使用由铝构成的金属反射电极，但本发明的效果并不限定如此，例如使用由银构成的金属反射电极等，也可获得同样的效果。
(第2实施形态)图4是表示第2实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。具有与图1同样功能的要素标以同一符号。与第1实施形态不同之处在于，不使用散射薄膜12，而用散射反射型的金属反射电极48取代镜面反射型的金属反射电极18。扩散(散射)型的金属反射电极是在下侧基板19上蒸着300nm的钛，并在其上蒸着200nm的铝，且使其表面成为平均倾斜角度3°～12°的粗糙面而制成。除此之外的液晶单元的制作过程与实施形态1相同，说明从略。
第2实施形态的光学结构与图2所示的第1实施形态相同。使该液晶显示装置的液晶层的取向条件、及相位差板与偏振膜的光学配置与第1实施例相同，即φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45.0°、φF=33.0°、φP=96.0°，并将阻滞作用的差ΔR恒常保持在ΔR=RF-ΔnLC·dLC=-0.10μm，使ΔnLC·dLC改变，亦即，制成使所用的液晶的复折射率的大小，及液晶层的厚度作各种变化的试料，用反射模式测量它们的光学特性。
其结果，可实现能够在ΔnLC·dLC为0.20μm～0.30μm的范围内，获得反射率低而无彩色的黑色、及反射率高而无彩色的白色的正常时白色模式的反射型液晶显示元件。这是因为液晶有能够充分获得白色与黑色的复折射率差，并且在能够以相位差板补偿因液晶的复折射率造成的着色的范围内。
同时也确认，ΔR满足-0.20μm～-0.50μm的条件时，施加电压使其从白色显示变化到黑色显示时，显示的颜色在实用上无彩色的范围内变化。这是因为，使ΔR在-0.20μm～-0.05μm的范围，φF-φLC在-40°～-25°(-32.5°±7.5°)的范围内，可以消除在从白色向黑色变化之间，尤其是施加ON电压时的黑色显示时，因液晶层的复折射率引起的着色。由此可以实现反射率低的无彩色黑色显示与反射率高的无彩色的白色显示的、对比度很高的反射型液晶显示元件。
接着检查改变扭转角度ΩLC时的特性的结果，确认本发明的第2实施形态可在扭转角度0°～90°的范围内获得良好的特性。而在扭转角度30°～65°时，获得特别良好的特性。
并确认，RF满足0.10μm～0.30μm时，尤其是在施加ON电压时，可以降低黑色的反射率。
同时确认，若将偏振膜的吸收轴的方向φF-φF设定在50°～80°65°±15°)的范围，便可以抑制显示白色及显示黑色时的着色，将其无彩色化。
在此特别表示了ΔnLC·dLC=0.270μm、RF=0.170μm、φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45.0°、φF=33.0°、φP=96.0°时测量其光学特性的结果。这时，ΔR=RF-ΔnLC·dLC=-0.10μm，φF-φLC=-34.5°，φP-φF=+63.0°，满足上述条件。
这时的正面特性，反射率为17.1％，对比度为15.4。并且是从黑色到白色以无彩色变化，因此确认可以作64色调全彩色的显示。
另外，用上述结构制作去除彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，获得的正面特性为，对比度15.1，反射率33.4％。
再者，本实施形态的相位差板使用聚碳酸酯，但发明的效果不受其限定，例如使用聚芳基化合物或聚砜，也确认会获得同样的效果。
本实施形态的反射电极使用由铝构成的金属反射电极，但发明的效果不受其限定，例如，使用由银构成的金属反射电极等，也可获得同样的效果。
(第3实施形态)第3实施形态的反射型液晶显示元件的构造及制作方法与第1实施形态相同，具有与图1所示的反射型液晶显示元件的截面，及与图2一样的反射型液晶显示元件的光学结构。
本实施形态将相位差板的迟相轴的角度φF设定成与上述实施形态不同的值。亦即，第1及第2实施形态是将φF-φLC设定成-40～-25°(-32.5±7.5°)获得可取的结果，但本实施形态中将φF-φLC设定成为+65°～+105°(85°±20°)，同样获得可取的结果。
再使液晶层的取向条件、及相位差板与偏振膜的光学配置为φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45.0°、φF=155.0°、φP=90.0°，并将阻滞作用的差值ΔR=RF-ΔnLC·dLC恒常保持在-0.10μm，而令ΔnLC·dLC变化，亦即，制作使所用的液晶的复折射率大小、及液晶层的厚度作各种改变的试料，用反射模式测量这些试料的光学特性。其结果可以实现，ΔnLC·dLC在本实施形态也在0.20μm～0.30μm的范围内，能够获得反射率低而无彩色的黑色及反射率高而无彩色的、白色的正常时白色模式的反射型液晶显示元件。
可以确认ΔR满足-0.20μm～-0.05μm的范围，施加电压使其由显示白色到显示黑色时，显示的颜色在实用上无彩色的范围内变化。这是因为，使ΔR在-0.20μm～-0.05μm的范围，使φF-φLC在+65°～+105°(85°±20°)的范围内，即可在从白色到黑色的变化期间，特别是施加ON电压的显示黑色时，通过相位差板消除因液晶层的复折射率造成的着色。通过此可实现，反射率低而无彩色的黑色显示与反射率高而无彩色的白色显示的、对比度很高的反射型液晶显示元件。
其次，再检查改变液晶的扭转角度ΩLC时的特性，其结果确认，本发明的第3实施形态可在扭转角度0°～90°的范围内获得良好的特性。而扭转角度ΩLC为30°～65°时，获得特别良好的特性。
还确认RF满足0.10μm～0.30μm时，尤其可以降低施加ON电压时的黑色的反射率。
并确认，将偏振膜的吸收轴的方向和相位差板的迟相轴方向φF的夹角φP-φF设定在-60°～-90°(-75°±15°)的范围，便可抑制显示白色及显示黑色时的着色，使其无彩色化。
在此特别表示使ΔnLC·dLC=0.270μm、RF=0.170μm、φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45.0°、φF=155.0°、φP=90.0°时的光学特性的测量结果。这时，ΔR=RF-ΔnLC·dLC=-0.10μm，φF-φLC=-87.5°，φP-φF=-65.0°，满足上述的条件。
图5是表示第3实施形态的反射型液晶显示元件的反射率与施加电压的关系的特性图。其正面特性为，反射率18.1％，对比度为15.6。因从黑到白以无彩色变化，因此也确认能够达成64色调全彩色的显示。
用上述结构制成去除彩色滤光层14的反射型液晶显示元件，获得的正面特性为，对比度15.1，反射率34.3％。
上述结构是将散射薄膜层12配置在相位差板11与上侧透明基板13之间，但是，将散射薄膜层12配置在偏振膜10上时，也可获得与配置在偏振膜10与相位差板11之间时同样的特性。
再者，本实施形态的相位差板使用聚碳酸酯，但本发明的效果不受此限定，例如使用聚芳基化合物或聚砜，也可获得同样的效果。
同时，本实施形态的反射电极使用铝构成的金属反射电极，但本发明的效果不受此限定，例如，使用银构成的金属反射电极等，也可获得同样的效果。
(第4实施形态)第4实施形态的反射型液晶显示元件，其制作及构造基本上与第1实施形态相同，具有图1所示反射型液晶显示元件的截面，及与图2相同的反射型液晶显示元件的光学结构。
不同之处在于，相位差板11使用具有两个轴的光学各向异性的相位差板。相位差板的法线方向为z轴，面内的迟相轴的方向为x轴，进轴的方向为y轴时，这些方向的折射率分别为nz，nx，ny时，导入以Qz=(nx-nz)/(nx-ny)定义的Z系数Qz。Z系数Qz是表示在相位差板的z轴方向的光学各向异性的大小的指标。
Qz=1时，相当于一轴的光学异方性。射入液晶显示元件的光线的角度若偏离法线方向，光线所受到的阻滞作用会变化，而出现视野角度依赖性，因此，为了补偿此项阻滞作用的变化，减轻视野角度依赖性，本实施形态使用显示二轴性的光学各向异性的相位差板。
本实施形态中使ΔnLC·dLC=0.270μm、RF=0.170μm、φLCO=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45°、φF=33.0°、φP=96.0°，改变相位差板11的Z系数Qz，由进行检查的结果获知，Qz=1.0～3.0时，针对视角变化的反射率变化最少，可获得良好的特性。
另外，尤其详细检查了Qz=0.3，0.5，1.0，1.5时的黑色显示由视角造成的反射率变化。图6a表示，本实施形态的对显示元件右方(沿图2的基准线20向右的方向)的视角变化在施加ON电压时黑色的反射率变化的特性图，图6b表示，对上方(垂直于图2的基准线20的朝上的方向)的视觉变化在施加ON电压时的黑色的反射率变化的特性图。
从图6a及图6b可以看出，相位差板11对视觉特性变化有影响，Qz大时，可获得视角依赖性很小的良好的黑色反射率特性。依此结果，确认尤其是Qz满足1.0～2.0时，可以获得更理想的视觉特性。
再者，本例使用一片呈现二轴的光学各向异性的相位差板，但也可使用光轴朝向x轴方向的显示正的光学各向异性的一轴性相位差板、与光轴朝向z轴方向的显示负的光学各向异性的一轴性相位差板的组合。这时，组合的相位差板在Q为1.0～3.0时也可获得良好的视野角度特性。
(第5实施形态)图7是表示第5实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。具有与上述图1或图4相同功能的要素标以同一符号。本实施形态的结构与第2实施形态的不同之处是，将下侧电极从扩散反射型的金属反射电极改成ITO的透明电极78，下侧基板用透明基板79，在其外侧配置银的扩散反射板72。其他构成要素与第2实施形态相同。
而反射型液晶显示元件的光学结构与图2一样。本实施例的形态中ΔnLC·dLC=0.270μm、RF=0.170μm、φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45°、φF=33.0°、φP=96.0°。
如此，上下基板用透明基板和透明电极，下侧使用扩散反射板时，多少有些因视差的影响造成影像模糊，但确认可获得视角特性变化很自然的反射型液晶显示元件。
测量正面特性的结果，反射率为16.1％，对比度为14.3。
用上述结构制作去除彩色滤光层74的反射型液晶显示元件，获得的正面特性为，反射率32.1％，对比度14.0。
并确认，将扩散反射板72设置在下侧透明基板79之下时，不用粘接剂完全接合，在中间留下空气层，便可以借助树脂的折射率约1.6与空气的折射率1.0的差所造成的扩散效果的扩大，获得更为自然的视角特性。
再者，本实施形态的扩散反射板使用银，但确认，铝的扩散反射板也有同样的发明效果。
(第6实施形态)图8是表示第6实施形态的反射型液晶显示元件的示意结构的截面图。与说明上述实施形态的图1或图4有同一功能的要素标以同一符号。
本实施形态中，在下侧基板19上配置栅电极90、源极线91、薄膜晶体管元件(TFT)92、漏电极93、平坦化膜94等的所谓有源矩阵阵列。金属反射电极88经由接触孔95、与平坦化膜94下的非线性开关元件(TFT)92导通。金属反射电极88具有按每一像素分离开的构造，因各像素以有源方式驱动，因此可以得到对比度很高的显示。
本实施形态的反射型液晶显示装置的光学配置，与图2相同。
上侧透明基板13及下侧基板19使用无碱玻璃基板(例如1737康宁公司制)，在上侧透明基板13上，通过光平版印刷形成颜料分散型的红、绿、蓝条纹排列的彩色滤光层14，在其上面用铟锡氧化物形成像素电极的透明电极16。
在下侧基板19上则以一定的方法形成矩阵状配置的由铝与钽构成的栅电极90、钛与铝构成的源电极91及漏电极93，并在栅电极90与源电极91的各交叉部形成由非晶体硅构成的TFT元件92。
在如此形成的非线形元件的下侧基板19的整个表面上，涂敷正型的感光性丙烯酸树脂(例如，FVR富士药品工业株式会社制)，形成平坦化膜94后，使用规定的光掩模，照射紫外线，在漏电极93上形成接触孔95。然后，在其上蒸着300nm的钛，再在其上蒸着200nm的铅，由此形成镜面反射型的金属反射电极88。
在透明电极16及金属反射电极88上，印刷5重量％聚酰亚胺的γ-丁内酯溶液，在250℃下硬化后，通过使用人造丝布的旋转摩擦法的取向处理，形成取向层15a，15b，使其能实现一定的扭转角度。
在上述透明基板13上的周边部印刷混合有1.0wt％的一定粒径的玻璃纤维的热硬化性封闭树脂(例如struct-bond三井东压化学株式会社制)，在下侧基板19上则以100～200个/mm2的比例，散布一定粒径的树脂珠，将上侧透明基板13与下侧基板19相互贴在一起，再在150℃下使封闭树脂硬化，之后，真空注入在ΔnLC=0.09的氟酯系向列液晶中混合有一定量的对称液晶的液晶，用紫外线硬化性树脂封口后，用紫外线使其硬化。
在如此形成的液晶单元8的上侧透明基板13上，粘贴作为散射薄膜层12的各向同性的前方散射薄膜，在其上面粘贴用聚碳酸酯形成的迟相轴为后述角度的相位差板11，再粘贴施加了抗眩光(AG)及抗反射(AR)处理的中性灰色的偏振膜(住友化学工业株式会社制SQ-1852AP)，作为偏振膜10，使其吸收轴或透光轴的方向呈后述的角度。
本实施例的光学结构与第1实施例一样，ΔnLC·dLC=0.270μm、RF=0.170μm、φLC0=-67.5°、φLC=67.5°、ΩLC=45.0°、φF=33.0°、φP=96.0°由此可获得64色调的全彩色显示。因为在平坦化膜上形成金属反射电极，可获得97％的开口率，因此其正面特性为，反射率17.9％，对比度15.9。
再者，不仅是本实施形态，在以上所述的所有实施形态中，若在下侧基板上形成TFT等的非线性元件，便可以依本实施形态所述的方法，获得有源驱动的反射型液晶显示元件。而非线性元件则不限定为非晶硅的TFT，使用二端子元件(MIM及薄膜二极管等)或多晶硅TFT等，也可收到同样的效果。
如上所述，根据本发明的反射型液晶显示元件，可获得明亮、高对比度、可以有无彩色的黑白变化的、正常时白色型的反射型液晶显示元件。而且也可以获得能够通过使用彩色滤光层达成多色调显示的反射型液晶显示元件。
其结果，能够提供消耗电力极少、高品质的液晶显示装置，可在携带式信息装置及其他的广大领域中促进液晶显示装置的利用。
权利要求
1．一种反射型液晶显示元件，其特征在于，具有在一对基板间封装向列液晶的液晶单元；配置在上述液晶单元的一个基板一侧的偏振膜；配置在上述偏振膜与上述液晶单元间的相位差板；以及配置在另一个基板一侧的光反射构件，上述一对基板间的向列液晶的扭转角度为0°～90°，上述向列液晶的复折射率ΔnLC与液晶层厚度dLC的积ΔnLC·dLC=0.20～0.30μm，若将角度规定为从上述一个基板侧观察，上述向列液晶由上述一个基板侧向另一个基板侧扭转的方向为正，最接近上述相位差板的迟相轴的方向为φF，上述偏振膜的吸收轴或透光轴的方向为φp，则φF-φLC在-40°～-25°，φP-φF在+50°～+80°的范围内，或φF-φLC在+65°～+105°，φp-φF在-60°～-90°的范围内，由上述积ΔnLC·dLC与上述相位差板的阻滞作用RF定义的等于RF-ΔnLC·dLC的复折射率差ΔR为-0.20μm～0.05μm。
2．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中上述向列液晶的扭转角度为30°～65°。
3．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中上述RF为0.10μm～0.30μm。
4．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中上述相位差板由聚碳酸酯，聚芳基化合物、聚砜中选择的至少一种所构成。
5．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中上述相位差板的Z系数Qz为1.0～3.0，该Qz是用面板的法线方向为Z轴所定的空间座标系(x，y，z)的各轴方向的折射率nx、ny及nz(nx是迟相轴方向的折射率，ny是进相轴方向的折射率)，以Qz=(nx-nz)/(nx-ny)所示的系数。
6．如权利要求5所述的反射型液晶显示元件，其中上述Qz为1.0～2.0。
7．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中在上述的一个基板侧配置散射薄膜。
8．如权利要求7所述的反射型液晶显示元件，其中将上述散射薄膜配置在上述相位差板与上述的一个基板之间。
9．如权利要求7所述的反射型液晶显示元件，其中上述散射薄膜是前方散射薄膜。
10．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中上述光反射构件是由从铝和银中选择的至少一种金属构成的金属电极。
11．如权利要求10所述的反射型液晶显示元件，其中上述金属电极的表面呈镜面状。
12．如权利要求10所述的反射型液晶显示元件，其中在上述金属电极上配置散射膜。
13．如权利要求10所述的反射型液晶显示元件，其中上述金属电极的表面有平均倾斜角度3°～12°的凹凸，使入射光扩散反射。
14．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中上述另一个基板是透明基板，在此透明基板的外侧配置光反射构件。
15．如权利要求14所述的反射型液晶显示元件，其中在上述透明基板与上述光反射构件之间夹有空气层。
16．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中在上述一个基板侧配置彩色滤光层。
17．如权利要求1所述的反射型液晶显示元件，其中在上述另一个基板侧配置有非线性开关元件。
18．如权利要求17所述的反射型液晶显示元件，其中在上述非线性开关元件上形成绝缘性的平坦化膜，通过形成在该平坦化膜的接触孔，上述非线性开关元件与上述另一个基板侧的电极成导通状态。
全文摘要
在仅使用一片偏振膜的反射型液晶显示元件中,使向列液晶的扭转角度为0°～90°,液晶的复折射率差△n
文档编号G02F1/139GK1297539SQ9980511
公开日2001年5月30日 申请日期1999年4月9日 优先权日1998年4月17日
发明者山口久典, 关目智明, 岩井义夫, 小川铁 申请人:松下电器产业株式会社