WO2001004695A1 - Dispositif d'affichage a cristaux liquides translucide - Google Patents

Description

か ら の光透過率 を 向 上 さ せ る こ と がで き る 。 尚 、 具体 的な作用 効果 に つ いて は、 下記請求項 2 の作用 効果 に お い て 説明す る 。

請求項 2 に 記載 の発 明 は、 請求項 1 記載 の 発 明 に お い て 、 前記平 坦な部分 の 前期 凹 凸構造が有す る 傾斜角 が、 0 ° 以上 2 ° 以下で あ る こ と を 特徴 と す る 。

凹 凸構造 を 有す る 半透過層 の 反 射性能 は 、 反 射部の 凹 凸構造が有 す る 傾斜角 で決定 さ れ る 。 こ の と き 、 周 囲 か ら 入射す る 光 を効率的 に観察者方向 に集光す る に は、 傾斜角 は 2 ° か ら 1 0 ° 程度 を特定 の分布で配置す る 必要が あ る 。 こ の と き 、 傾斜角 が 2 ° 以下 と 小 さ い 凹 凸は鏡面反射 に近 く な り 光 を 集光す る 効果が小 さ い。 ま た鏡面 反射 に よ り 階調反転が発生 し視認性が極端 に低下す る 。し たがっ て、

2 ° 以下 と 小 さ い 傾斜角 を 有す る 箇所 は、 パ ネ ル反射率 に寄与 し な いか、 鏡面反射の た め か え っ て表示性能が低下す る 原因 と な る 。 こ の た め 、 従来は、 傾斜角が小 さ い 部分 を 設 けな い よ う に反射層 を形 成する こ と に 重点 がお かれて い た 。 し カゝ し 、 本発明者 ら はバ ッ ク ラ ィ ト を有す る 半透過型ディ ス プ レ イ で は、 傾斜角 が小 さ い部分 を透 過部 とす る こ と で鏡面反射 を 防 ぐ と 共 に 、 パ ネ ル反 射率の 向 上 を 図 る こ と がで き る こ と を見出 し た。

そ こ で、 本究明 の 具体的な作用 効果 を 、 従来 の技術 と の比 にお い て、 以下 に 説明す る 。

図 1 は従来の半透過型液晶表示装置 の液晶パ ネル に お け る ア レイ 基板の 上 面 図、 図 2 は従来の 半透過型液晶表示装置の 液晶パ ネ ルに お け る ア レ イ 基板 の 断面図 で あ る 。 従来 は、 レ ジス ト で凹 凸構造 2 0 4 を 形成す る 際 に 、 平坦部が極 力 発生 し な い構成 と する こ と に よ り 反射層 2 0 2 の傾斜角 が小 さ く な る の を 防止 し て い た。 但 し 、 ど の よ う に 凹 凸構造 2 0 4 を 形成 し て も 、 凸部 の 頂点 は平坦 と な る た め 、平坦部 に も 反射 層 2 0 2 が形成 さ れ る 構造で あ っ た 。そ の 一方 、 画素 の 中央部 に 反射層 2 0 2 を 設 け な い透過部 2 0 5 を大 き く 設 け る こ と に よ り 半透過型 と し て い た た め 、 透過部 に お け る 凹 凸構造 2 0 4 は全 く 反射率 に 寄与 し て い な か っ た 。

図 3 ( a ) は従来 の 半透過型液 晶 パ ネル の反射層で の光線軌跡の 一例 を 示す説明 図で あ る 。 凹 凸構造 の傾斜部での 反射光 2 1 0 は輝 度向上 に寄与す る が、 凸部頂点付近で の正反射光 2 1 1 は階調反転 の一 因 と な っ て い る 。 ま た、 透過部 2 1 3 の 凸部の傾斜部に は透明 電極 2 1 4 の みが形成 さ れてお り 凹 凸構造 に 係わ ら ず透過光 2 1 5 が発生す る 。 こ の た め 透過部 2 1 3 の 凸部の傾斜部はパ ネル反 射率 に全 く 寄与 し な い構造で あ っ た。

こ れ に対 し て、 本発明 の半透過型液晶表示装置 は、 反射層 の 凹 凸 構造で の 平坦な部分 を透過部 と す る こ と で、 パ ネル反射率の低下 を 防 ぐ と と も に 透過時の輝度向上 を 図 る 。 そ し て、 こ の よ う に ノヽ ' ネル 反射率 に 寄与 し な い部分 を透過部 と す る こ と で、 反射率 と 透過率 と の 向上 の 両立 を 図 る こ と がで き る 。

図 3 ( b ) は本発明 の半透過型液晶パ ネルの反射層 での光線軌跡 の一例 を 示す説明 図で あ る 。 凸部 の頂点付近 に は透明電極 3 0 0 を 有す る 透過部 3 0 1 が形成 さ れて い る 。 本構成 を 用 い る こ と で、 反 射性能 に寄与する 傾斜面で の反射光 3 0 2 は画素全面で発生 し 、 パ ネル反 射率が向上す る 。 一方、 従来構成で は階調反 転が発生 し て い た 凸部頂点付近 を透過部 3 0 1 と す る こ と で階調反転が低減 し 、 な おかつ バ ッ ク ラ イ 卜 の透過率 も確保す る こ と が可能 と な る 。 こ の よ う な作用 効果が発揮 さ れ る の は、 パ ネ ル透過率 は透過部の ト ー タ ル の 面積で決 ま る た め であ る 。

請求項 3 に 記載の発 明 は、 請求項 1 記載 の発 明 に お い て、 前記平 坦な部分 の 前記 凹 凸構 造が有す る 傾斜角 が、 0 ° 以上 4 ° 以下で あ る こ と を 特徴 と する 。

こ の よ う に 、 傾斜角 4 ° 以下 を 平坦 な 領域 と 定義す る と 、 正反 射 方向 に近 い位置での 反 射率 は低下す る が、 正反射方向か ら 離れた視 認方向でのパ ネル反 射率 は変わ ら ず、 透過率が一層 向上 し たパ ネル が得 ら れ る 。

請求項 4 に 記載の発明 は、 請求項 1 記載の発明 にお い て、 前記透 過部の少な く と も 一部が透明電極 を 有 し な い こ と を特徴 と す る 。 前記透過部 の 面積が小 さ けれ ば、 透過部 に透明電極が無 く て も 周 囲 の反射層 と 対向間 の電界で透過部上 の液晶 の電界応答が可能 と な る た め 、 上記 と 同様 の作用 効果が発揮 さ れ る 。

請求項 5 に記載の発明 は、 請求項 1 記載の発明 に お いて、 前記透 過部が透明電極 を有す る こ と を特徴 と す る 。

上記の如 く 、 透過部の面積が小 さ けれ ば、 透過部 に透明電極が無 く て も 良 いが、 透過部の 面積が大 き けれ ば、 透過部 に透明電極が存 在する のが望 ま し レ と レ う 理 由 に よ る 。

請求項 6 に 記載 の発明 は、 反射部 と 透過部 を有す る 凹 凸構造か ら 成る 半透過層 が形成 さ れた半透過型液晶表示装置 にお い て、 前記透 過部が、 少な く と も 前記凹 凸構造の 凸部の 一部 を含む領域 に 形成 さ れた こ と を特徴 と す る 。

凸部中 に は平坦な部分が存在す る の で、 そ の部分 を含む領域 を透 過部 と すれ ば、 請求項 1 と 同様 の作用 効果 を発揮す る 。

請求項 7 に記載 の 発明 は、 請求項 6 記載 の発明 にお い て 、 前記透 過部が、 前記 凸部の 頂点 を含み、 更 に 前記頂点 を 中心 と し て対称 に 形成さ れた こ と を特徴 と す る 。

上記構成 の 如 く 、 透過部 を 凹 凸構造 の 少な く と も 凸部 の 頂点 を含 む領域 に 形成す る と 、 頂点 は 凹 凸構造 に お け る 平坦な部分 と な る の で、 ノ ネル反射率 の 低下 を 防 ぐ と と も に 透過時 の輝度向上 を 図 る こ と がで き る 。 即 ち 、 凸 部 の頂点 の 如 く 、 パ ネル反射率 に寄与 し な い 部分 を 透過部 と す る こ と で、 反 射率 と 透過率 と の 向上 の両立 を 図 る こ と がで き る 。

請求項 8 に 記載 の発 明 は、 請求項 6 記載 の発明 に お い て 、 前記透 過部が、 前記凸部の頂点 を 含み、 更 に 前記頂部 に対 し て非対称 に 形 成 さ れた こ と を特徴 と す る 。

請求項 9 に記載 の発 明 は、 請求項 6 記載の発 明 に お い て 、 前記透 過部が、 凸部の半 面 に 設 け ら れて い る こ と を特徴 と す る 。

上記構成 の如 く 、 透過部が凸部の 半面 に設 け ら れて いれ ば （具体 的 に は、 観察者側 に位置す る 凸部の 半面 に主 と し て透過部 を 設 け る 一方、 そ の反対側の 凸部 の 半面 に 反射層 を設 けて いれ ば）、 観察者の 体で外光が反射 し 、 観察者側か ら パ ネル に 入射 し て も 、 外光 は透過 部か ら 裏面側 に 出射す る た め 、 映 り こ みが減少 し 、 こ の結果、 視認 性が向上する 。

請求項 1 0 に記載の発 明 は、 請求項 6 記載の発 明 に お い て、 前記 凸部の 断面が複数 の 傾斜面か ら 成 る 非対称形状 を 有 し 、 前記透過部 が前記非対称形状の急 峻な傾斜面 に 設 け ら れて い る こ と を特徴 と す る 。

上記構成で あれば、 観察者側 に急峻な傾斜面 を位置 さ せた場合 に は、 ノ、' ッ ク ラ イ 卜 光が凸部 の透過部か ら 斜め に 入射す る こ と で 、 透 過時 の輝度が向上す る 。 ま た 、 上面か ら 見 る と ほ ぼ全面が反射層 と な る た め 、 反 射率 も 向上す る と い う 効果が あ る 。

請求項 1 1 に記載の発明 は、 反 射部 と 透過部 と を有する 凹 凸構造 か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装置 に お いて 、 前 記凹 凸構造 の 凸部の 断 面形状が台形状で あ り 、 前記透過部が、 少な く と も 前記台形形状 の 上 面 の 一部 を 含 む領域 に 形成 さ れた こ と を 特 徴 と す る 。

台形形状の上面 は平坦で あ る の で、 そ の 一部 を 含む領域 に透過部 を形成すれば上記 と 同 様 の 作用 効果が得 ら れ る 。

請求項 1 2 に 記載 の 発明 は、 請求項 1 1 記載の発明 に お い て 、 前 記凸部の上面形状が、 多角 形で あ る こ と を 特徴 と する 。

凸部の平面形状 を 多角 形 にす る と 、 傾斜面 の方位角 が任意 に設定 で き 、 視角方位 を 容易 に調整す る と い う 作用 効果があ る 。

請求項 1 3 に記載 の 発明 は、 反 射部 と 透過部 と を有す る 凹 凸構造 か ら 成る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装置 に お い て、 前 記透過部が、 少な く と も 前記凹 凸構造 の 凹部の底部 を含む領域 に形 成 さ れた こ と を特徴 と す る 。

請求項 1 4 に 記載の発明 は、 請求項 1 3 記載 の発明 に お い て 、 前 記凹 凸構造の 凹 部が底部 を 有 し 、 更 に 凹部の底部が平坦で あ る こ と を特徴 とす る 。

少な く と も 凹 部 の平坦部 を含む領域 に 透過部が形成 さ れて いれ ば、 凹部の平坦部 はパ ネル反射率 に寄与 し な い と い う こ と 力ゝ ら 、 上記 と 同搽 にパ ネル反 射率 と 透過率 と の 向上 を 図 る こ と がで き る 。 具体的 に 、 図 4 を 用 い て説明する 。 図 4 は、 本発明 の半透過型液晶パ ネル の反射層で の光線軌跡の 一例 を示す説明 図 で あ る 。 凸部 4 0 0 間 の 部分 4 0 1 を ほ ぼ平坦 と し 、 当 該部分 4 0 1 を 透過部 と す る こ と に よ り 、 反射率 と 透過率 と の 向上 を 図 る こ と がで き る 。

請求項 1 5 に 記載の発明 は、 請求項 1 3 記載 の発明 に お い て 、 前 記反 射部が、 前記 凸部の 頂部 に対 し て非対称 に 形成 さ れた こ と を特 徵 と す る 。 請求項 1 6 に 記載 の 発 明 は、 請 求項 1 5 記載 の発明 に お い て 、 前 記反射部が、 前記凸部の 半 面 に 設 け ら れた こ と を 特徴 と す る 。

図 5 に 示す よ う に 、 前記反 射部が前記凸 部の頂部 に非対称 に 設 け ら れる と 、 上述 し た の と 同様 の原理 で 、 外光 を効果的 に観察者方向 に集光す る こ と がで き る 。 こ の と き 、 図 5 ( a ) の よ う に 、 反射部 を観察者 と 反対側 に 広 く 設 け る と 、 観察者 と 反対側か ら 入射す る 外 光 を効果的 に集光で き る 。 一方 、 図 5 ( b ) の よ う に 、 反射部 を 観 察者側 に広 く 設け る と 、 観察者 の体で反射 し た外光や観察者 の背後 か ら 入射す る 光 を効果的 に集光で き る 。 ま た、 図 5 ( a ) と 図 5 ( b ) と のパ タ ー ン を 、 適量混在 さ せ る と 、 それぞれの集光特性 を 混在率 に よ り 平均化 さ せる こ と がで き 、 よ り 効果 的 に集光特性 を調整す る こ と がで き る 。

請求項 1 7 に記載の発明は、 反射部 と 透過部 を 有す る 凹 凸構造か ら 成る 半透過層 が形成 さ れた半透過型液晶表示装置 に お いて、 前記 透過部が、 少な く と も 前記 凹 凸構造 の 凸部の頂点 を含む領域 と 、 凹 部の底部 を含む領域 と に形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 。

こ の よ う な構成であ れば、 反 射率 と 透過率 と を よ り 一層 向上 さ せ る こ と がで き る 。

請求項 1 8 に記載の発明 は、 請求項 1 7 記載の発明 にお いて、 前 記凸部の頂点 と 、 透過部が形成 さ れた前記 凹部 と の領域が、 ほ ぼ平 坦で あ る こ と を特徴 と す る 。

請求項 1 9 に記載の発明 は、 請求項 8 記載 の発明 に お い て 、 前記 透過部が、 互 い に独立 し て形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 。

請求項 2 0 に 記載の発明 は、 請求項 1 1 記載 の発明 にお い て 、 前 記透過部が 、 互 い に独立 し て形成 さ れた こ と を 特徴 と する 。

請求項 2 1 に記載の発 明 は、 請求項 1 9 記載 の発明 にお い て 、 前 記透過部が、 ラ ン ダム に 配 置 さ れた こ と を 特徴 と する 。

請求項 2 2 に 記載 の 発 明 は、 請求項 2 0 記載の 発 明 に お い て 、 前 記透過部が、 ラ ン ダム に 配置 さ れた こ と を 特徴 と す る 。

こ の よ う に 透過部の配置 を ラ ン ダム に す る と 、 回折が発 生せず、 色づきや輝度ム ラ がな い パ ネル を 得 る こ と がで き る 。

請求項 2 3 に 記載 の発 明 は、 請求項 1 3 記載の発 明 にお い て、 前 記透過部が、 互 い に 一部が繋がっ た連続的な形状か ら 形成 さ れた こ と を特徴 と す る 。

請求項 2 4 に 記載 の発明 は、 請求項 1 7 記載の発明 にお い て 、 前 記透過部が、 互 い に 一部が繋が っ た連続的な形状か ら 形成 さ れた こ と を特徴 と す る 。

請求項 2 5 に 記載の発明 は、 請求項 1 3 記載 の発明 に お い て 、 前 記反射部が、 互 い に 一部が繋が っ た連続的な形状か ら 形成 さ れた こ と を特徴 と す る 。

請求項 2 6 に記載 の発 明 は、 請求項 1 7 記載の発明 にお い て、 前 記反射部が、 互 い に 一部が繋がっ た連続的な形状か ら 形成 さ れた こ と を特徴 と する 。

反射部 を 導電性材料で形成 し た 場合、 反 射部 を互 い に 一部が繫が つ た連続的な形状 と する こ と で、 コ ン タ ク ト ホール にお け る 電気的 接続 を容易 に 図 る こ と がで き る 。

請求項 2 7 に 記載の発明 は、 請求項 1 3 記載 の発明 に お いて、 前 記凹 凸構造上 に 、 カ ラ ー フ ィ ル夕 層 が形成 さ れ、 前記凹 凸構造 にお け る 凸部上 の カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 の厚み を d 1 、 凹 部上 の カ ラ ー フ ィ ルタ 層 の厚み を d 2 と し た と き に 、 d 1 く d 2 が成 り 立つ こ と を特 徴 と する 。

請求項 2 8 に 記載の発 明 は、 請求項 1 7 記載 の発明 に お い て、 前 記 凹 凸構造上 に 、 カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 が形成 さ れ、 前記凹 凸構造 に お け る 凸部上 の カ ラ ー フ イ リレ タ 層 の厚み を d 1 、 凹 部上 の カ ラ 一 フ ィ ル夕 層 の厚み を d 2 と し た と き に 、 d 1 く d 2 が成 り 立つ こ と を 特 徴 と する 。

外光 と し て入射 し 、 反 射層 で反射す る 光 は、 層厚が d 1 と な っ て い る カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 の 部分 を透過す る が、 こ の 際、 外光 は反射層 に至 る ま で に カ ラ ー フ ィ ル夕 層 を 透過す る と 共 に 、 反射層 で反射 さ れた後 に再度カ ラ ー フ ィ ルタ 層 を透過す る （即 ち 、 外光は層厚 d 1 のカ ラ ー フ イ リレ夕 層 を 2 回通過する こ と に な る ）。 一方、 ノ ッ ク ラ イ 卜 か ら 凹部 を 透過 し て 出射す る 透明光は、 層厚が d 2 と な っ て い る カ ラ 一 フ ィ ル タ 層 を 1 回 だけ透過する 。 し た がっ て 、 上記の構成で あれば、 透過率 の 高 い 反射用 の カ ラ ー フ ィ ルタ 層 を 用 い て も 、 透過 時に層厚が大 き く な つ て い る 部分の カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 を 、 ノ ツ ク ラ ィ 卜 か ら の透明光が通過する こ と に な る の で、 透明光 の場合で あ つ て も 十分な色再現性が得 ら れる こ と に な る 。

請求項 2 9 に 記載 の発明 は、 請求項 2 7 記載の発明 に お い て、 前 記 d 2 が、 前記 d 1 の略 2 倍で あ る こ と を 特徴 と す る 。

請求項 3 0 に 記載の発明 は、 請求項 2 8 記載の発明 に お い て 、 前 記 d 2 が、 前記 d l の略 2 倍で あ る こ と を 特徴 と す る 。

上記構成で あれば、 ノ ッ ク ラ イ ト か ら の透明光 と 外光 と に お け る カ ラ 一 フ ィ ル タ 層 の透過距離が等 し く な る の で、 透過時 と 反射時 と で、 ほ ぼ同様 の色再現性が得 ら れ る 。

請求項 3 1 に 記載の発明 は、 基板上 の ゲー ト 配線 と 一部が重な る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装置 に お い て 、 前記 凹 凸構造が前記ゲー ト 配線 と 重な る 部分の 静電容量が、 液晶パ ネルのゲー 卜 書 き込み側か ら の距離が増加する に 従 い 、 減少 す る こ と を 特徴 と す る 。

請求項 3 2 に 記載の発明 は、 請求項 3 1 記載 の発 明 に お いて 、 前 記 凹 凸構造が前記ゲー ト 配線 と 重な る 部分 の 平均的な層厚が、 液晶 パ ネルのゲー 卜 書き 込み側力ゝ ら の距離が増加す る に従 い 、 増加す る こ と を特徴 と す る 。

請求項 3 3 に 記載の 発 明 は、 請求項 3 2 記載の発 明 に お い て、 前 記ゲー ト 配線 と 重な る 部分 に存在す る 前記 凹 凸構造 の 凸部 と 凹部の 面積比率が、 液晶パ ネル の ゲー ト 書 き 込み側か ら の距離が増加する に従 い 、 凸部の 面積比率が増加す る こ と を特徴 と する 。

請求項 3 4 に 記載 の発明 は、 基板上 の ソ ー ス 配線 と 一部が重な る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装置 にお いて 、 前記凹 凸構造が前記 ソ ー ス 配線 と 重な る 部分の 静電容量が、 液晶パ ネルのゲー 卜 書 き込み側か ら の距離が増加す る に 従 い 、 減少 す る こ と を特徴 と す る 。

請求項 3 5 に 記載の発明 は、 請求項 3 4 記載の発 明 に お い て、 前 記凹 凸構造が前記 ソ ー ス 配線 と 重な る 部分 の 平均的な 層厚が、 液晶 パ ネルの ゲー 卜 書 き込み側か ら の距離が増加す る に 従 い 、 増加する こ と を特徴 と す る 。

請求項 3 6 に 記 ¾の発明 は、 請求項 2 5 記載の発明 に お い て 、 前 記 ソ ー ス 配線 と 重な る 部分 に存在する 前記 凹 凸構造 の 凸部 と 凹部の 面積比率が、 液晶パ ネルの ゲー ト 書 き込み側か ら の距離が増加する に従 い 、 凸部の 面積比率が増加す る こ と を 特徴 と す る 。

請求項 3 7 に 記載の発明 は、 請求項 3 1 記載の発明 に お い て 、 前 記静電容量が連続的 に 変化す る こ と を特徴 と す る 。

請求項 3 8 に 記載の発明 は、 請求項 3 4 記載の 発 明 に お い て 、 前 記静電容量が連続的 に 変化す る こ と を 特徴 と する 。 こ こ で 、 請求項 3 1 〜 3 8 記載 の 作用 効果 に つ いて 、 以下 に 説 明 す る 。

ノ、' ネ ル駆動時 に は、 ゲー 卜 の 配線抵抗 に よ り ゲー 卜 電圧が書 き 込 み側か ら の距離が増加す る に 従 い 減少す る 。 こ の た め 、 面内 で画素 の容量が同 一な ら 書 き 込み後 に フ リ ッ カ ー が発生する 。 こ の と き 、 フ リ ッ カ ー解消 に必要な対向電位 V c o m は面内 で異な る 。 書 き込 み側 の V c o m と 比較 し た と き の 面 内各位置 に お け る 対向電位 の差

△ V c o m は、 以下の式 （ 1 ) で表 さ れ る 。

△ V c o m = 〔（ C s t + C g d + C s d ) / C 1 c ' ] X Δ V g ■·· ( 1 )

C s t ： 蓄積容量

C g d ： ゲー ト ド レ イ ン間容量

C s d ： ソ ース ド レ イ ン 間容量

C 1 c ： 液晶容量

Δ V g ： 書き 込み側の ゲー ト 電圧初期値 と 比較 し た と き の 面 内 の 各位置 に お け る ゲー ト 電圧の差

フ リ ッ カ ー を 低減す る た め に は、 書 き 込み側か ら の距離が増加す る に 伴 い Δ V g が連続的 に 増力 Π し て も 、 Δ V c o m を 一定値以下 に 保つ必要が あ る 。 し たが っ て Δ V g の増力 D に従 い 、 C s t 、 C g d 、 及び C s d の いずれか も し く は全て を 減少 さ せ る 必要が あ る 。

ゲー ト 配線 と 反射層 の重な り 領域 に 形成 さ れた凹 凸構造 に よ る 寄 生容量 は、 等価回路的 に は上記の C s t に 含 ま れる 。 し たがっ て 、 書 き込み側か ら の距離が増加す る に 伴 い ゲー ト 配線 と 反射層 の 重な り 領域 に 形成 さ れた 凹 凸構造 に よ る 寄 生容量 を 減少 さ せ る こ と で フ リ ッ カ ー を 低減す る効果が得 ら れ る 。 こ の と き 、 ゲー ト 配線 の 抵抗 に よ る 電位低下の大 き さ は、 配線幅が同 一で あ れ ば書 き 込み側か ら の距離 に応 じ て連続的 に増加する 。 し た が っ て 、 上記 の寄生容量 も 連続的 に 変化 さ せ る こ と で フ リ ッ カ 一 を さ ら に効率的 に 低減す る こ と がで き る 。

寄生容量 は、 具体 的 に は ゲー ト 配線 と 反 射層 の重な り 領域 に 形成 さ れた 凹 凸構造 の 平均 的な 層厚で変化 さ せ る こ と がで き る 。 こ こ で 平均的な層厚 と は、 凹 凸構造 の 重な り 部分 の体積 を 、 重な り 部分 の 底面積で割 っ た値で定義 さ れ る 。 ま た 、 凸 部 と 凹 部の 面積比率 を 変 えて も 寄生容量 を 変化 さ せ る こ と がで き る 。 こ れ は、 凹 凸構造の 凸 部が多 ければ平均的な 層厚 は増加 し 、 凹 部が多 けれ ば減少する こ と に よ る 。

一般 に 平坦な膜 を 用 い た 場合、 画素毎 に寄生容量の値 を 連続的 に 変化 さ せる と き は重な り 面積 を 変化 さ せ膜厚は一定 と する 。こ れは、 膜厚は蒸着で決 ま る た め 画素毎 に 変 え る の は困難な た め で あ る 。 し か し 、 凹 凸構造の膜 を 用 い た場合 は凸部 と 凹部の構成比 に よ り 、 レ ジス ト 蒸着時 の膜厚が同 じ で も 容易 に 寄生容量 の値が変化する 。 一 方、 凹 凸構造 を 有す る 半透過型パ ネルで、 寄 生容量 を 重な り 部の 面 積で変 え る と 凹 凸構造が形成 さ れな い 部分が増加 し て輝度が低下 し た り 、面内 で輝度のバ ラ ツ キが発生 し 表示品位が低下す る 。 し か し 、 凹 凸構造 の構成比 を変 えて寄生容量 を 変 え れ ば、 凹 凸構造 を 全面 に 形成す 5 こ と が可能 と な り 輝度低下 の よ う な課題は発 生 し な い。 し た がっ て 、凹 凸構造 を有する 半透過層 を 有す る 半透過型パ ネルでは、 凹 凸構造 の 凸部 と 凹 部 と の構成比 （すなわ ち 平均的な膜厚） を変化 さ せて フ リ ッ カ ー を 防止す る の が有効で あ る 。

ま た 、 ソ ー ス 配線 と の 重な り 部分の寄生容量 は式 （ 1 ) の C s d に含 ま れ る 。 し たが っ て、 上記 と 同 じ 議論で、 書き 込 み側か ら の距 離が増加す る に 伴 い ソ ー ス 配線 と 反射層 の 重な り 領域 に 形成 さ れた 凹 凸構造 に よ る 寄生容 量 を 減少 さ せ る こ と で フ リ ッ カ ー を 低減する 効果が得 ら れ る 。 ま た 、 凹 凸構造 の 平均 的な 膜厚 で寄生容量 を変 え る こ と が有効な こ と も 同 じ で あ る 。

請求項 3 9 に 記載 の発 明 は、 反射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造 か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表 示装置 に お い て、 前 記透過部が、 少な く と も 前記 凹 凸構造 の 凸部 の 頂点 を含む領域 に 形 成 さ れ、 前記凹 凸構造 の 凸部の 下側 に マ イ ク ロ レ ン ズが配置 さ れた こ と を 特徴 と す る 。

こ の よ う な構成で あ れ ば、 マ イ ク ロ レ ンズ に よ り ノ ッ ク ラ イ 卜 の 光が集光 さ れて 、 凸部 の頂点 に位置す る 透過部か ら 出射する の で、 透過時 の 高輝度化 を 図 る こ と がで き る 。

請求項 4 0 に 記載の発 明 は、 反射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造 か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装置 に お い て、 透 過部の面積比率が異な る 画素 を有する こ と を特徴 と す る 。

液晶表示装置ではバ ッ ク ラ イ 卜 か ら の距離 に 従 い 、 輝度ム ラ が発 生する 。 こ の と き 、 ノ ッ ク ラ イ ト が配置 さ れた部位 に 近 い ほ どパ ネ ルの輝度が高 く な る 傾向 が あ る 。 し た が っ て 、 面 内位置 に よ り 、 画 素の透過部の 面積比率 を 変 え る と 面内輝度の 均一化 を 図 る こ と がで き る 。 具体的 に は、 バ ッ ク ラ イ ト に 近 い側 ほ ど、 透過部 の 面積比率 を 小 さ く すれば良 い 。

請求項 4 1 に記載の発 明 は、 請求項 4 0 記載 の 発 明 に お い て 、 前 記透過部 の 面積比率 に よ ら ず、 パネル反射率が ほ ぼ一定 と な る 面積 比率の 範囲 を有す る こ と を 特徴 と す る 。

凹 凸構造 の 傾斜角 が平坦な部位 に透過部 を 設 け る と 、 平坦部 はパ ネル反射率 に 寄与 し な い た め 、 透過部の 面積比率 に よ ら ず、 パ ネル 反射率が ほ ぼ一定 と な る 。 こ の た め 、 上記構成 に よ り 透過時 と 反射 時の両方でパ ネル面内輝度 の均一化 を 図 る こ と がで き る 。 請求項 4 2 に 記載 の 発 明 は、 反 射部 と 透過 部 と を 有す る 凹 凸構造 か ら 成 る 半透過 層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装 置 に お い て 、 前 記透過部が、 前記 凹 凸構 造 の 有す る 傾斜角 が 1 0 ° 以上 の部分 を 含 む領域 に 形成 さ れた こ と を 特徴 と する 。

請求項 4 3 に 記載の発 明 は、 反 射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造 か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた 半透過型液晶表示装 置 に お い て、 前 記透過部が、 前記 凹 凸構造 の有す る 傾斜角 が 1 0 ° 以上 の部分 と 、 2 ° 以下の部分 と を含む領域 に 形成 さ れた こ と を特徴 と する 。

凹 凸構造の傾斜分布 と 、 パ ネル の 反射特性 と に は強 い相 関関係が あ る 。 例 え ば、 3 0 ° 入射で 、 極 角 0 ° カゝ ら 2 5 ° の 範 囲 に 反射光 を集光す る 場合、 集光 に寄与す る 傾斜角 は、 ほ ぼ 2 ° カゝ ら 1 0 ° の 範囲 に あ る 。 こ の と き 、 2 ° 以下 の 平坦な部位で反射 し た光 は、 正 反射光 と な り 表示不良 と な る 。 一方、 1 0 ° 以上 の急峻な傾斜角 の 部位で反射 し た光は、 視認方位 と 反 対側 に 反射 さ れ る か 、 パ ネル内 部で閉 じ込め光 と な っ て 、 集光 に は寄与 し な い。 し た が っ て 、 上述 し た よ う に 、 平坦な部分 を 透過部 と す る 以外 に も 、 傾斜角 が 1 0 ° 以上 の 部位 を透過部 と し て も 、 視認範囲 で の 反射特性 は変わ ら ず、 かつ透過部の 面積が増え て、透過時 の輝度 向 上 を 図 る こ と がで き る 。 図面の簡単な説明

図 1 は従来の 半透過型液晶表示装 置の ア レ イ 基板 の 上 面図 で あ る 。 図 2 は従来 の 半透過型液晶表示装置の ァ レ イ 基板の 断面図 で あ る 。 図 3 ( a ) は従来 の半透過型液晶表示装置 にお け る 反 射層 で の光 線軌跡 を 示す説明 図 、 図 3 ( b ) は本発 明 の 半透過型 液晶表 示装置 に お け る 反射層 での光線軌跡 を 示す説明 図 で あ る 。

図 4 は本発明 の他 の例 に 係 る 半透過型液晶表示装置 にお け る 反射 層 での光線軌跡 を 示す 説 明 図 で あ る 。

図 5 ( a ) は反 射部 を 観察者 と 反 対側 に 広 く 設 けた ア レ イ 基板 の 上面図 であ り 、 図 5 ( b ) は反 射部 を 観察者側 に 広 く 設 けた ア レ イ 基板 の上面図 で あ る 。

図 6 は実施 の 形態 1 に 係わ る 半透過型液晶表示装置 の ア レイ 基板 の上面図 で あ る 。

図 7 は実施 の 形態 1 に 係わ る 半透過型液晶表示装置 の ァ レイ 基板 の 断面図であ る 。

図 8 は透過部 の面積比率 と パ ネル反射率 と の 関係 を 示すグ ラ フ 図 9 は実施例 1 に 係 わ る 半透過型液晶表示装置 の ア レイ 基板の変 形例 を示す上面 図で あ る 。

図 1 0 は実施例 1 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の ア レイ 基板 の 他の変形例 を 示す上面図 で あ る 。

図 1 1 は実施例 1 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の ア レイ 基板の 更 に他の変形例 を 示す上面図 で あ る 。

図 1 2 は実施例 1 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の ア レイ 基板 の 他の変形例 を示す上面図で あ る 。

図 1 3 は実施 の形態 2 に係わ る 半透過型液晶表示装置 の ア レイ 基 板の 上面図で あ る 。

図 1 4 は実施の形態 2 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の ア レイ 基 板 の 断面図で あ る 。

図 1 5 は実施の形態 2 の別 形態 を示す ア レイ 基板 の 断面図 で あ る 。 図 1 6 は実施例 2 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の ア レ イ 基板の 変形例 を 示す上面図 で あ る 。

図 1 7 は実施 の 形態 3 に 係わ る 半透過型液晶表示装 置 の ア レ イ 基 板 の 上面 図で あ る 。 図 1 8 は 本発 明 の 実施 の 形態 4 に 係 わ る 半透過型液 晶表示装置 の 構成 図 で あ る 。

図 1 9 ( a ) ( b ) は本発 明 の 実施 の 形態 4 に 係わ る 半透過型液晶 表示装置 の ア レ イ 基板 の 上面 図 で あ る 。

図 2 0 は本発 明 の実施の形態 6 に 係わ る 半透過型液晶表示装置 の 断面図 で あ る 。

図 2 1 は本発 明 の 実施 の形態 7 に 係 わ る 半透過型液晶表示装置表 示の構成図で あ る 。

図 2 2 はパ ネル内 の相対位置 と 透過部 の 面積比率及びびパ ネル反 射率 と の 関係 を 示す グ ラ フ で あ る 。

図 2 3 は本発明 の実施 の形態 8 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の 構成図 で あ る 。

図 2 4 は凹 凸構造 5 の傾斜角 分布 を 示す グ ラ フ で あ る 。 発明 を 実施す る た め の最 良 の 形態 以下で は、 本発明 の 半透過型液晶表示装置 に つ い て 図 面 と 共 に 説 明す る 。

(実施の形態 1 )

図 6 は本発明 の実施の形態 1 に 係 わ る 半透過型液晶表示装置の ァ レイ 基板 の上面図、 図 7 は本発明 の実施 の 形態 1 に 係わ る 半透過型 液晶表示装置の ア レ イ 基板 の 断面図で あ る 。 凹 凸構造 5 を 有する 反 射層 （反射部） 3 に お い て 、 凹 凸構造 5 の 凸部の 頂点 （頂部） 7 を 含む領域 に 透過部 6 が形成 さ れて い る 。

こ こ で 、 上記 凸部 の 頂点 7 は平坦で あ り 外光 を 鏡面的 に 反 射する た め 反 射率 の 向 上 に は寄与 し な い 。 ま た 、 平坦な部分 に 反 射層 があ る と か え っ て外光が映 り 込み階調反 転が発 生す る 。 し た が っ て 、 頂 点 の部位 を 含む ほ ぼ平坦な 領域 を 透過部 6 と す る こ と で反射率 を 低 減する こ と な く 半透過 型液晶表示装置 を 作成 で き る 。 ま た 、 頂点 に 平坦部が存在す る こ と に起 因す る 起 因す る 階調反 転 も 低減で き る 。 尚 、 図 中 、 1 はゲー ト 配線、 2 は ソ ー ス 配線 、 3 は反 射層 、 4 は コ ン タ ク 卜 ホー ル、 8 は画素 、 9 は ア レ イ 基板 、 1 0 は第 1 絶縁層 、 1 1 は第 2 絶縁層 、 1 2 は 3 _ 3 1 層 、 1 3 は第 1 コ ン タ ク ト 層 、 1 4 は第 2 コ ン タ ク ト 層 、 1 5 は透明電極で あ る 。

こ こ で 、 上記半透過型液晶表示装置 の製造方法 に つ いて、 以下に 説明する 。

先ず、 ゲー ト 配線 1 や ソ ー ス 配線 2 が形成 さ れた ア レイ 基板 9 上 に 、 酸化 シ リ コ ン を 用 いて ゲー ト 配線 を 覆 う 形で全面 に渡 り 第 1 絶 緣層 1 0 を 形成 し た後、 こ の第 1 絶縁層 1 0 上 に a — S i 層 1 2 、 第 1 コ ン タ ク ト 層 1 3 、 及び第 2 コ ン タ ク ト 層 1 4 を 形成 し て T F T 素子 と し た。 次 に 、 酸化 シ リ コ ン等で基板全面 に 第 2 絶縁層 1 1 を形成 し た後、 フ ォ ト レ ジ ス ト を 全面 に 塗布 し マ ス ク 露光 を 用 いて 凹 凸構造 5 を 形成 し た 。次 い で、コ ン タ ク ト ホール 4 を 形成 し た後、 透明電極 1 5 を 形成 し 、更 に ア ル ミ を 蒸着 し て反 射層 3 を 形成 し た。 こ の と き 、 凹 凸構造 5 の 凸部の頂点 7 を含む領域 に は ア ル ミ を蒸着 せず、 こ れ に よ つ て 凸部の頂点 7 に は透過部 6 が形成 さ れ る 。 尚、 凹 凸構造の 凸部の 頂点 は ほ ぼ平坦で あ る た め 、 凸部の 頂点 7 を含む 領域を透過部 6 と す る こ と で、 透過部 6 をバ ッ ク ラ イ ト 光が透過 し て透過型 と し て使用 で き る と 共 に 、 反射層 3 を 有す る の で、 反射型 と し て も使用 可能 と な っ た 。

こ の と き の透過部 6 の 画素 8 に 占 め る 面積比率 は 3 0 % で あ っ た。 そ し て 、 パ ネル反 射率 を 、 拡散光 を 入射 し て測定 し た と こ ろ 、 反射 率 は 3 0 % で あ っ た。 透過部の 面積比率 を 、 0 % カゝ ら 1 0 0 % ま で変 え てパ ネ ル反 射率 を測定 し た結果 を 図 8 に 示 し た。 図 8 に は 、 比較 の た め に 、 図 1 及 び図 2 に 示 し た 従来形状 の透過部 を 有す る 半透過型液晶表示装置の 測定結果 を付記 し た。

図 8 か ら 明 ら か な よ う に 、 従来例 で は、 透過部の 面積比率が増加 す る と 、 パ ネル反射率 は単調 に 減少 し た。 こ れは、 従来例で は、 透 過部の 面積比率 と パ ネ ル反射率 と が 1 ： 1 に 対応す る た め で あ る 。

一方、 本実施例 に お いて は、 透過部 の 面積比率が小 さ い と き は、 透過部の 面積比率 に よ ら ず、 パ ネル反射率 は ほ ぼ一定で あ っ た。 こ の と き 、 面積比率が 2 5 % ま で は、 ほ ぼ一定で あ っ た。 面積比率の 増加 に従 い 、 パ ネル反射率 は減少 し た が、 同 一 の 面積比率で比較 し た場合、 従来例 に比較 し て高 い 反射率が得 ら れた。

ま た 、 透過率 は、 透過部の 面積比率 と 1 ： 1 に対応す る た め 、 結 果 と し て 、 本実施例 の構成で あれば、 従来例 の構成 に 比べて 、 パネ ル反射率 と 透過率 と が共 に 高 いパ ネ ルが得 ら れた。

更 に 、 図 8 カゝ ら 明 ら かな よ う に 、 本実施例で は、 透過部 の 面積比 率 に よ ら ず、 パ ネル反射率がほ ぼ一定 と な る 面積比率 の範 囲 が存在 し た。 こ れ は、 凸部 の傾斜角 力 2 ° 以下 と 小 さ い 領域は、 パ ネル反 射率 に寄与 し な い た め 、 傾斜角 が小 さ い 領域 を 透過部 と し て も 、 パ ネル反射率 は変化 し な い た め で あ る 。 ま た、 透過部の 面積比率が大 き く な る と 、 パ ネル反射率が低下す る の は、 透過部の 面積比率が増 加す る と 、 パ ネ ル反射率 に寄与する 傾斜角 を 有す る 部位 も 透過部 と な っ て し ま う こ と に起 因す る も の で あ る 。

尚 、 透過部は 凸部 の頂点 を 中 心 と し て対称 に 形成 し て も 良 い が、 こ れ に 限定す る も の で はな く 、 凸部 の 頂点 に 対 し て は非対称 に 形成 し て も 良 い 。 透過部が大 き く な る と 、 反 射性能 に 寄与す る 傾斜 の部 分 に透過部が存在す る こ と に な り 、 反 射率が低下す る 。 こ の と き 、 図 9 に 示すよ う に 、 凸部 に 透過部 6 を 設 け る 場 合 に 、 パ ネル の視認 方向 を 考慮 し て外光 の入射量が多 い 側 に 反射層 3 を 多 く 設 け、 頂点 7 を含んだパ ネル下方側 （ 図 中 、 下方向） に 透過部 6 を 多 く 設 け る こ と で反射率 を低減す る こ と な く 透過率 を確保す る こ と ができ る 。 つ ま り 、 図 9 の外光側 1 0 1 と 観察者側 1 0 と に 凸部 3 0 の頂点 7 を含む透過部 6 を 形成す る 場合 に 、 透過部 6 を 観察者側 1 0 2 に 多 く な る に 形成する のが望 ま し い。

ま た、 透過部 6 は、 全て の 凸部 3 0 の 頂点 7 付近 に 形成す る 必要 はな く 、 階調反転 の 程度 を 考慮 し て 一部の 凸部 3 0 に 形成 し て も 良 い。 こ の よ う に 、 一部の 凸部 3 0 に 透過部 6 を 形成す る と 、 容易 に 反射率 を調整す る こ と がで き る 。

更 に 、 透過部の形状 は、 上記図 9 に示 し た形状 に 限定す る も ので はな く 、 例え ば、 図 1 0 に示すよ う に 、 凸部の観察者 1 0 3 側 に位 置する 半面 に設 けて も 良 い。 こ の場 合 に は、 観察者 1 0 3 の体で外 光 1 0 4 が反射 し 、 観察者側か ら パ ネ ル に入射 し て も 、 外光 1 0 4 は透過部 6 か ら 裏面側 に 出射する た め 、 映 り こ みが減少 し 、 視認性 が向上す る と い う 効果が発揮 さ れ る 。

加 えて 、図 1 1 に示す よ う に 、凸部 3 0 の断面形状 を 非対象 と し 、 さ ら に 、 観察者 1 0 3 側 に位置す る その急峻な傾斜面 に透過部 6 を 設けて も 良 い。 こ の と き 、 ノ ッ ク ラ イ ト 光 7 1 を光学素子 1 0 5 を 用 い て集光 し て、 凸部 3 0 の透過部 6 か ら 斜め に入射する こ と で、 透過時の輝度が向上する 。 ま た 、 上 面か ら 見 る と ほ ぼ全面が反射層 3 と な る た め 、 反 射率 も 向上す る 効果が あ る 。

ま た 、透 明電極 は、必ず し も 反射層 の 下側 に 形成す る 必要はな く 、 反射層 の 上側 に 形成 し て も 良 い 。 ま た 、 透 明電極 は全 面でな く と も 一部 に有れ ば良 い 。 例 え ば、 透過 部 を 含み周 囲 の反射層 に透明 電極 の 一部がかか る よ う な形状で あ れ ば、 十分 に 導通 を 図 る こ と がで き る 。 更 に 、 透過部の 面積が小 さ けれ ば、 透過部 に透 明電極が無 く て も 周 囲 の 反射 層 と 対向間 の 電界で透過部上 の液晶の電界応答が可能 と な り 、 上記 と 同様 の効果が得 ら れ る 。 例 え ば、 パ ネルギ ヤ ッ プが 1 0 m の場 合、 透過部が 8 m以下で あ れ ば透明電極 は無 く て も 良 い 。 ま た 、 パ ネルギ ャ ッ プが 5 m程度で、 透過部が 3 m以下 で あ っ て も 同 様で あ る 。

加 えて、 凸部 3 0 は必ず し も 頂点 を 有 し てな く て も 良 く 、 図 1 2 の よ う に 台形形状で あ っ て も 良 い。 こ の 場合、 台形形状の 上面 を 透 過部 6 と す る こ と で同様の効果が得 ら れ る 。 ま た 、 上か ら 見た 凸部 3 0 の形状は 円 形でな く 多角 形で も 良 い 。 こ の よ う に 、 凸部 3 0 の 平面形状 を 多角 形 にする と 、 傾斜面の方位角 が任意 に設定で き 、 視 角方位 を 調整す る効果が生 ま れる 。

更 に 、 透過部 と 反射層 と の比率 は、 主な使用 方法 に応 じ て変 え る のが望 ま し い。 例 え ば、 屋外での使用 が主で あれば、 反射層 の 比率 は 6 0 % 以上が良 い 。 通常 の反射型パ ネ ル の反射率は 3 5 程度で あ る ため 、 反射部の比率が 6 0 % 以上で あ れ ばパ ネルの反射率 は 2 0 % 以上 と な り 十分 に 視認可能な レ ベルが得 ら れる 。 一方、 携帯型 ノ ー ト P C の よ う に透過型 と し て使用 す る 場合が多 い機種は、 透過 部の 比率 を 高 く す る こ と で良好な表示が得 ら れ る 。

加 え て、 上記実施例 1 で は 、 平坦な 部位 と し て傾斜角 2 ° 以下の 領域 を 用 い た が、 こ れ に 限定する も の で はな い 。 一般 に 、 傾斜角が 0 ° に 近 い 領域で は、 正反射 に 近 い視認方向で のパ ネル反 射率 を 決 定 し 、 傾斜角 が大 き い 領域は、 正反 射か ら 離れた 角 度で の パ ネル反 射率 を 決定す る 。 し た がっ て 、 例 え ば、 傾斜角 4 ° 以下 を 平坦な領 域 と 定義す る と 、 正反 射方向 に 近 い位置で の 反射率 は低下する が、 正反射方 向か ら 離れた視認方 向 で の パ ネル反 射率 は変わ ら ず、 透過 率が向 上 し たパ ネ ルが得 ら れ る 。

(実施 の 形態 2 )

図 1 3 は本発明 の 実施 の形態 2 に係わ る 半透過型液晶表示装置の ア レイ 基板 の 上面図 、 図 1 4 は本発明 の実施 の 形態 2 に 係わ る 半透 過型液晶表示装置 の ア レ イ 基板 の 断面図で あ る 。尚 、各 図 にお い て、 2 4 は ラ ン プカ バー 、 2 5 は導光体、 2 6 は偏光板、 2 7 は絶縁層 、 2 8 は対向基板、 2 9 は 丁 ？ 丁 素子、 3 2 は液晶層 で あ る 。

画素電極 2 0 に は、 凸状反射部 2 1 と 、 こ れ ら 凸状反射部 2 1 間 に設 け ら れ る と 共 に ほ ぼ平坦な 形状 を成す透過部 6 が形成 さ れ る 他 は、 上記実施の形態 1 と ほ ぼ同 様 の構成で あ る 。 尚 、 実施の 形態 1 と の具体的な相違点 は、 凹 凸構造 5 の 凸部 に の み反射層 を形成 し 凸 状反射部 2 1 と す る と 共 に 、 レ ジス ト を 一層構成 と す る こ と で、 凹 部 を 、 ほ ぼ平坦な構造 と し 、 且つ 、 こ の平坦な 凹 部 を 透過部 と す る こ と でバ ッ ク ラ イ ト を 透過 さ せ る 構造 と し た点 で あ る 。

こ の よ う な構成で あれ ば、 凸状反射部 2 1 に よ り 反 射率が向上す る と 共 に 、 大面積の 透過部 6 の存在 に よ り 、 一層透過率が向上する と レ う 効果が得 ら れ る 。

ま た 、 上記の如 く 、 レ ジス ト を 1 層構成 と し た の で 、 製造 プ ロ セ ス の簡略化 を 図 る こ と がで き 、 更 に 、 凸状反射部 2 1 を ア ル ミ 等の 導電体で形成すれ ば、 凹部の透明電極 1 5 と 電気的 に 接続する こ と で 、 電極 と し て使用 で き る 。

こ の 際、 凹 部の液晶層 の ギ ャ ッ プを 、 凸部 に お け る 液晶層 の ギ ヤ ッ プの 2 倍 と す る と 、 液晶層 の リ 夕 デ一 シ ヨ ンが透過 時 と 反射時 と で 同 じ に な る 。 こ の と き 反射時 も 透過時 も 液晶層 の光変調率が同 じ と な る た め 、 輝度が向上す る 。 ま た 、 液 晶層 の 設計時 に は、 例 え ば、 凹部の液晶層厚 を 6 β m 、 凸部 の液晶層厚 を 3 m程度 と すれば良 い。 ま た 、 反 射時 と 透過時 と に 、 共 に 高 い 輝度を 得る と い う 理 由 に よ り 、 液 晶層 の 液晶 の捻 じ れ角 は 4 0 ° か ら 9 0 ° の 範囲 と す る の が望 ま し い 。

更 に 、 凸部 と 凹 部 と の 面積比率 は、 ノ\° ネ ル の 用 途 に 応 じ て変 え る こ と がで き 、 例 え ば、 画素 8 に対す る 凹 部 の 面積比率 を 2 0 % か ら 7 0 % の 範囲 で変化 さ せれ ば良 い。

図 1 5 は、 実施 の 形態 2 の別 形態 を 示す ア レイ 基板 の断面図で あ り 、カ ラ 一 フ ィ ル タ 層 3 1 を ア レ イ 基板 9 上 に 形成 し た場合 を示す。 凹部 3 3 上 の カ ラ 一 フ ィ ル 夕 層 3 1 の 層厚 を d 2 、 凸部 3 0 上 の 力 ラ ー フ ィ ル夕 層 3 1 の層厚 を d 1 と し た と き 、 d l < d 2 と な る よ う に規制 し て レ る 。

こ の と き 、 外光 と し て入射 し 、 反射層 3 で反射す る 光は、 層厚が d 1 と な っ て レ る カ ラ 一 フ ィ ル 夕 層 3 1 の部分 （カ ラ 一 フ ィ ル タ 層 3 1 の 凸部 3 0 ) を透過す る 。 こ の と き 、 外光 は反射層 3 に至 る ま で に カ ラ ー フ ィ ル タ 層 3 1 を 透過す る と 共 に 、 反射層 3 で反射 さ れ た後 に再度カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 3 1 を 透過す る （即 ち 、 外光 は層厚 d 1 の カ ラ ー フ ィ ル タ 層 3 1 を 2 回通過す る こ と にな る ）。 一方、 ノ ッ ク ラ イ 卜 2 3 力ゝ ら 凹部 3 3 の透明電極 1 5 を 透過 し て 出射す る 透明 光は、 層厚が d 2 と な っ て い る カ ラ 一 フ ィ ル タ 層 3 1 の部分 （カ ラ 一 フ ィ ル 夕 層 3 1 の 凹部 3 3 ) を 1 回 だ け透過す る 。 し た が っ て、 上記の構成 の 如 く d 1 < d 2 で あれ ば、 透過率の 高 い 反 射用 の カ ラ — フ ィ ル 夕 層 3 1 を 用 い て も 、 透過時 に 層厚 が大 き く な つ て い る 部 分の カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 3 1 を 、 ノ ッ ク ラ イ ト 2 3 か ら の透 明光が通 過す る こ と に な る の で、 透明光の場合で あ っ て も 十分な 色再現性が 得 ら れ る こ と に な る 。

ま た 、 光が透過す る カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 の厚み を 設定す る 際、 凹部 3 3 上 の カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 3 1 の 層厚 d 2 を 、 凸部 3 0 上 の カ ラ 一 フ ィ ルタ 層 3 1 の 層厚 d 1 の 2 倍 と な る よ う に 設定すれば、 バ ッ ク ラ イ ト 2 3 か ら の透明光 と 外光 と にお け る カ ラ ー フ ィ ルタ 層 3 1 の 透過距離が等 し く な る の で、 透過時 と 反射時 と で、 ほ ぼ同様の色再 現性が得 ら れる こ と に な る 。

次に 、 上記半透過型液晶表示装置の具体的な製造方法 を以下 に示 す。

先ず、 絶縁層 2 7 上 に 、 透明電極 1 5 を 蒸着 し 、 さ ら に 凸部 3 0 を 高 さ 3 w m、 幅 9 /z m と な る よ う に 形成 し た。 凸部 3 0 間 は平坦 な 凹部 3 3 と し 、 こ の 凹部 3 3 の 幅 は 3 111カ ら 5 111 と し た。 ま た、 上記凸部 3 0 に は反射層 3 を 設 けて い る の で、 凹部 3 3 が透過 部 と な る 。 こ の と き 、 画素 8 に対する 透過部の 面積比率 は 4 8 % と し た。

次 に 、 カ ラ ー フ ィ ル タ 材料 を塗布 し 、 パ タ ー ニ ン グ処理で R G B のカ ラ 一 フ ィ ル 夕 層 3 1 を 画素毎 に 形成 し た。 こ の と き 、 凹部 3 3 と 凸部 3 0 と の ピ ッ チが数 Π！〜 1 0 m程度 と 小 さ い た め 、 カ ラ — フ ィ ル夕 材料 は、 凹部 3 3 が厚 く 、 凸部 3 0 が薄 い形状 に塗布 さ れた。 具体的 に は、 カ ラ ー フ ィ ル タ 層 3 1 の層厚 は、 凹部 3 3 では 1 . 9 m , 凸部では 1 mで あ っ た。

こ の よ う に 、 ピ ッ チの小 さ い 凹 凸構造 5 を 用 い る こ と で、 カ ラ ー フ ィ ル夕 材料 の 塗布時 にお け る 膜厚が異な り 、 こ の結果カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 3 1 の 層厚 を 異な ら し め る こ と がで き る 。

こ の後、 凸部 3 0 の液晶層 の 層厚力 3 m と な る よ う に パ ネル を 形成 し 、 半透過型液晶表示装置 と し た。 こ こ で 、 パ ネ ル の表示性能 を 、 反 射時 と 透過時 と で評価 し た 。 そ の結果、 透過部 を 平坦部 に 設 けた た め 、 反 射率 は 3 5 % と 高 い値が 得 ら れた。 ま た 、 透過部の 面積比率 も 4 0 % と 高か っ た。 加 え て 、 凹部 と 凸部 と で カ ラ ー フ ィ ル 夕 層 の 層厚が異な ら し め て い る の で、 反射時 と 透過時 と で色再現性 も ほ ぼ同様 の も の が得 ら れた。

尚、 凸部 と 凹 部 と の形状、 及 びカ ラ ー フ ィ ル 夕 層 の層厚 は上記 の 値 に限定する も の で はな く 、 凸部 は 1 /i mか ら 5 m程度 の 高 さ で あ れば良 く 、 ま たカ ラ 一 フ ィ ル 夕 層 の 層厚 は、 透過部で は 0 . 5 mか ら 2 x m、 反射部で は 0 . 2 5 ^ か ら 1 ^ 程度で形成すれ ば良 レ 。

図 1 6 は、 ア レイ 基板 の別形態 に係 る 上面図であ り 、 凸状反射部 2 1 が互い に接続部 1 1 0 を介 し て接続 さ れ、 更 に コ ン タ ク ト ホ一 ル 4 に接続 さ れ る こ と で、 凸状反射部 2 1 は反射電極 と し て作用 す る 。 こ の よ う に 、 凸状反射部 2 1 を互 い に 接続 し た形状で作製する と 、 反射部の電極 と コ ン タ ク ト ホール と の 間 の電気的接続が容易 に 図れ る と い う 禾 lj点があ る 。 ま た 、 接続部 1 1 0 は凸状反射部 2 1 と 必ず し も 同様 の 高 さ で あ る 必要はな く 、 凸状反射部 2 1 を互 い に電 気的 に接続で き れ ば薄 く て も 良 い 。 ま た 、 接続部 1 1 0 を 、 凸状反 射部 2 1 と 同様 の高 さ で作れ ば、 接続部 1 9 0 6 自 体 の傾斜角 分布 に よ り 、 反射特性が向上す る 効果が得 ら れ る 。

(実施 の形態 3 )

図 1 7 は本発 明 の実施の 形態 3 に 係わ る 半透過型液晶表示装置 の ア レイ 基板の 上 面図で あ る 。 画素電極 2 0 に 、 第 1 透過部 4 0 を 有 す る 凸状反射部 2 1 が形成 さ れて い る 。 こ の と き 、 第 1 透過部 4 0 は凸部の頂点 7 を含む領域 に 形成 さ れて い る 。 一方画素電極 2 0 の 凹 部 3 3 に は第 2 透過部 4 1 が形成 さ れて い る 。 こ の よ う な構成 と する と 、 凸状反 射部 2 1 に よ り 反 射率が向 上す る 一方、 第 1 透過部 4 0 と 第 2 透過部 4 1 が存在す る の で、 透過部 全体の 面積が大 き く な っ て （平坦な部分が ほ ぼ全域 に わ た っ て透過 部 と な っ て）、 透過率 向 上 の効果が得 ら れ、 透過型時 の輝度が向上す る 。 ま た 、 凸状反 射部 2 1 の頂点 7 を 含む領域 に 第 1 透過部 4 0 を 設 け る こ と で、 凸部頂点 に 平坦部が存在す る と い う こ と に起 因す る 鏡面反射 を低減する 効果 も 得 ら れ る 。

(実施の形態 4 )

図 1 8 は本発 明 の実施 の形態 4 に 係わ る 半透過型液晶表示装置の 構成図 、 図 1 9 ( a ) ( b ) は本発 明 の実施の形態 4 に 係わ る 半透過 型液晶表示装置の ア レイ 基板の 上面図 で あ る 。 ゲー ト 電位の書 き込 み方向 5 6 に 沿 っ て画素 A 5 4 、 及 び画素 B 5 5 が存在する と き 、 画素 A 5 4 の 上面図 を 図 1 9 ( a )、 画素 B 5 5 の 上 面 図 を 図 1 9 ( b ) に 示 し た。 ゲー ト 配線 1 と 画素 5 8 と の重な り 部分 5 9 にお い て、 画素 A 5 4 と 画素 B 5 5 のそれぞれ の 凸部 と 凹 部の構成比 は 書 き込み方向 5 6 の方向 に依存 し 、 ゲー ト の 書 き込み側 5 7 か ら 遠 い ほ ど凸部の構成比が高 い構成 と な っ て い る 。 こ の よ う に、 凸部の 構成比が高 い と 、 平均的な膜厚が増加 し 、 結果 と し て寄生容量が減 少す る 。 こ の よ う な こ と 力、 ら 、 本構成 に よ り フ リ ッ カ ー を 低減する こ と がで き る 。 尚、 図 1 9 にお い て 、 5 0 は液晶パ ネ ル、 5 1 は表 示画素領域、 5 2 は ソ ー ス 1 (3 、 5 3 はゲー ト I C で あ る 。

こ こ で 、 上記の作用 効果 を 、 更 に 具体的 に 説明す る 。

ゲー ト 配線 1 の幅 を 4 m と し た と き に 、 画素 5 8 を ゲー ト 配線 1 と 1 . 5 m の幅で重な る 構成 と し た。 こ の と き 、 隣 り 合 う 画素 電極間 の 距離 は 1 /x m で あ っ た 。 そ し て 、 凹 凸構造 5 を 作成す る 際 の 塗布 レ ジス ト 厚 を 3 m と し た と き 、 現像後 の 凹 凸 構造 5 の最大 段差 は 2 m で あ っ た。 ま た 、 レ ジス ト の 下 に 形成 し た絶縁層 の 層 厚は 1 . 5 m と し た。 し た が っ て 、 ゲー ト 配線 1 と 画素 5 8 と が 重な っ た領域で は、 ゲー 卜 配線 1 か ら 凹 凸構造 5 の 凸部の頂点 ま で の厚みは 4 . 5 m、 凹 部の底辺 ま で の厚み は 2 . 5 x mで あ っ た 。 一方、 ゲー ト 電位 の書 き 込み側 5 7 か ら の距離 に応 じ て、 ゲー ト 配線 1 と 画素 5 8 と の 重な り 部分 5 9 に 存在す る 凹 凸構造 5 の 凸部 3 0 と 凹部 3 3 の 面積比率 を連続的 に 変化 さ せた。 こ の と き 、 書 き 込み方向 5 6 に 沿 っ て書 き 込み側 5 7 か ら 離れ る に従 い 凸部 3 0 の 面積比率 を 高 く し た。具体的 に は、画面 内で 凸部 3 0 の比率 を 2 0 % か ら 9 0 % ま で変化 さ せた。 凸部 3 0 と 凹 部 3 3 と の 面積比率 は平 均的な膜厚 と 相 関 し てお り 、 凸部 3 0 を 増加 さ れれば、 平均的な膜 厚が増加す る こ と と 同 様の作用 が発揮 さ れる 。

本構成 に よ り 、 配線抵抗 に よ り ゲー 卜 電位が低下 し て も 寄生容量 の値が低下度合 に 合わせて面内で最適化 さ れ る た め 、 フ リ ッ カ ーが 1 0 0 m V 以下 に 大幅 に低減 し 良好な表示が得 ら れた。

尚 、 上記例で は、 ゲー ト 電位 は片側給電で あ る が、 こ れ に 限定す る も の ではな く 、両側給電で も 良 レゝ こ と は勿論で あ る 。こ の よ う に 、 両側給電 と し た場合 も 書 き込み方位 に 応 じ て寄 生容量 を変 え れば上 記 と 同様の作用 、 効果が発揮 さ れる 。 具体的 に は、 両側給電 と し た 場合 に は、 1 ラ イ ン毎 に寄生容量の設計が左右対称 と な る 。 重な り 部分の 凹 凸構造は反射性能 に寄与す る の で 、 両側給電 にす る と 1 ラ イ ン毎 の反射性能が平均化 さ れて表示 の 均一化が図 る こ と ができ る と い う 効果 も あ る 。

ま た 、 上記例 は画素 と ゲー ト 配線 と の 重 な り 部分 の 凹 凸構造 の 面 積比 を 変 え た が、 こ れ に 限定す る も の で はな く 、 ソ ー ス 配線 と 画素 の重な り 部分 の 凹 凸構造の 面積比 を 変 え て も 良 い。 ま た、 ゲー ト 配 線 と ソ ー ス 配線 と の 双方 の 重 な り 部分 の 面積比 を 変 え て も 同様 の効 果があ る 。 そ し て 、 ゲー ト 配線 と ソ ー ス 配線 と の双方 を 変え る こ と で、 寄生容量の値 を さ ら に任意 に 調整する こ と がで き る 。

(実施の形態 5 )

実施 の形態 4 と 同様 の構成 に お い て、 ソ ー ス 配線 9 0 1 と 画素 9 0 6 の 重な り 部分 の 平均 的な膜厚が、 書 き 込み側か ら の距離 に 応 じ て 異な る よ う に構成 し て い る 。

(実施 の形態 6 )

図 2 0 は、 本発明 の実施の形態 6 に 係わ る 半透過型液晶表示装置 の断面図 で あ る 。 凹 凸構造 5 の 凸部の頂点 7 を含む領域にバ ッ ク ラ イ ト （図示せず） か ら の光 を透過す る 透過部 6 が設 け ら れる 一方、 裏面側 に マ イ ク ロ レ ンズ 7 0 が形成 さ れて い る 。 上記マ イ ク ロ レ ン ズ 7 0 に よ り ノ ' ッ ク ラ イ ト 光 7 1 が、透過部 6 に集光 さ れ出射する 。 こ の た め 、 本来な ら 反射層 3 の裏面で反射 さ れて観察者側 に 出射 し な い光 も 透過部 6 を 透過す る こ と が可能 と な り 、 高輝度化 を 図 る こ と がで き る 。

こ こ で、 上記半透過型液晶表示装置 の具体的な製造方法 を示す。 先ず、 ア レイ 基板 9 上 に、 ゲー ト 配線 1 、 第 1 絶縁層 1 0 等 を 形 成 し た後、 紫外線硬化型樹脂 を 用 い て マイ ク ロ レ ン ズ 7 0 を作成 し た。 次 に 、 第 2 絶縁層 1 1 を 用 い て全体 を 平坦化 し た後、 凹 凸構造 5 等 を 形成 し た。 こ の と き 、 凹 部 3 3 の頂点 7 は透過部 と し た。 マ イ ク 口 レ ンズ 7 0 の レ ン ズ配置 と 凸部 3 0 の配置 と を 重ねる こ と で、 バ ッ ク ラ イ ト 光 7 1 が、 マイ ク ロ レ ン ズ 7 0 で集光 さ れて、 透過部 6 力、 ら 出射す る 構成 と し た。 こ の と き 、 マ イ ク ロ レ ン ズ 7 0 の レ ン ズ幅 は 1 0 m、 厚み は 1 . 5 m と し た。 ま た 、 凸部の幅 は 1 2 m と し た。 上記 の如 く 、 マ イ ク ロ レ ン ズ 7 0 を 凸部 3 0 の 下側 に 形成する こ と で、 ノ ッ ク ラ イ ト 光 7 1 がマ イ ク ロ レ ン ズ 7 0 に よ り 集光 さ れて 透過部 6 か ら 出射す る の で （即ち 、 ノ ッ ク ラ イ ト 光 7 1 が反射層 3 で反射 さ れる 割合が低減で き る ） の で、 輝度が向上 し た。 そ し て、 輝度特性 に つ い て実験 し た と こ ろ 、 マ イ ク ロ レ ンズ 7 0 を 形成 し た 場合 に は、 マ イ ク ロ レ ン ズ 7 0 を 形成 し な い場合 に比べて 、 輝度が 1 2 0 % 増加す る こ と が認め ら れた。

尚、 第 2 絶縁層 1 1 はマ イ ク ロ レ ン ズ 7 0 上 に 形成する と い う 構 造 に限定す る も の で はな く 、 マイ ク ロ レ ン ズ 7 0 の下側 に 形成 し て も 良 い。 こ の よ う な構造 と すれ ば、 マ イ ク ロ レ ンズ 7 0 の レ ンズ形 状 を利用 して 、 凸部 3 0 を 形成す る こ と が可能 と な る 。 第 2 絶縁層 1 1 を用 い る と 、 マ イ ク ロ レ ンズ 7 0 の焦点距離 に 合わせて 凸部 3 0 の透過部 6 を 形成で き 、 バ ッ ク ラ イ 卜 光 の集光効率が向上する 。 マイ ク ロ レ ン ズ 7 0 の 焦点距離 と し て は、 第 2 絶緣層 1 1 の 層厚の 増加 を抑制す る 観点か ら 、 1 mカゝ ら 5 // m程度の も の を 用 レゝ る の が望 ま し レ 。

(実施の 形態 7 )

図 2 1 は、 本発明 の実施の形態 7 に係わ る 半透過型液晶表示装置 表示の構成 図で あ る 。 ノ ' ッ ク ラ イ ト 2 3 を 導光体 2 5 に 配設 し 、 導 光体 2 5 上 に拡散層 8 0 、 半透過型液晶パ ネル 8 1 等 を積層 し た。 そ し て、 バ ッ ク ラ イ ト 2 3 か ら の距離 に応 じ て 、 半透過型液晶パ ネ ル 8 1 の 画素 の透過部 6 の 面積比率 を 変 え る こ と で、 面内輝度の均 一化 を 図 る こ と がで き る 。

上記構造 の 半透過型液晶表示装置 の作用 効果 を 、 以下の 実験 に て 確認 し た 。

バ ッ ク ラ イ ト 2 3 か ら の距離 に 応 じ て 、 画素 の透過部の 面積比率 を変 え て 、 図 2 2 に 、 パ ネ ル内 の 相対位置 と 透過 部の 面積比率及 び びパ ネル反射率 と の 関 係 を 示 し た 。 パ ネル内 の相対位置 は、 バ ッ ク ラ イ ト 側力 0 、 反対側 を 1 と 規定 し た。 図 2 2 に 示す よ う に 、 ク ラ イ ト カゝ ら 遠 ざか る に従 い 、 面積比率 を 3 5 % (相 対位置 0 か ら 5 0 % (相対位置 1 ) に変化 さ せた と き 、 パ ネ ル反射率 は 3 5 % か ら 3 0 % に 減少 し た 。 し か し 、 減少の程度 は極 め て 小 さ く 、 ほ ぼ 面内で均一な反 射率で あ る と 考え ら れ る 。 ま た 、 図 2 2 に は示 し て いな いが、 ノ ッ ク ラ イ ト 光の透過強度 も 面内で ほ ぼ均一で あ る こ と が認め ら れた。

こ の よ う に 、 パ ネル に入射す る 際 のノ ッ ク ラ イ ト の 強度分布 に 合 わせて、 画素 の透過部 の 面積比率 を 調整す る こ と で、 透過時 と 反射 時 と で、 共 に均一な面内輝度が実現で き る 。

尚 、 前記図 8 に示 し た よ う に 、 凹 凸構造の平坦な部位 に透過部 を 設 け る と 、 透過部の 面積比率 を変え て もパ ネル反射率が変わ ら な い 領域が得 ら れる 。 こ の た め 、 パ ネル内 の画素 に よ り 透過部の 面積比 率 を変 え て も 、上記領域の範囲 内で の 面積比率 を 主 と し て用 いれば、 透過部の 面積比率 をパ ネル内で変え て も パ ネル反 射率 を ほ ぼ一定 に する こ と ができ る 。

(実施 の形態 8 )

図 2 3 は、 本発明 の実施の形態 8 に 係わ る 半透過型液晶表示装置 の構成 図 で あ る 。 ア レイ 基板 9 上 に 凹 凸構造 5 を 形成 し た後、 反射 層 3 を 凹 凸構造 5 の 斜角 が 1 0 ° 以下 の領域 に 形成す る 。 し たが つ て 、 透過部 6 は、 傾斜角 力 1 0 ° 以上 の部位 に 相 当 す る 。 本構成 に よ り 、 視認方向へ の集光 に寄与 し な い 傾斜角 が 1 0 ° 以上 の 領域 が透過部 と な る た め 、 反射率が変わ ら ず透過時 の輝度 向上 を 図 る こ と がで き る 。 上 記の作用 効果 を 、 以下の 実験 に て確認 し た。

ア レ イ 基板 9 上 に 凹 凸構造 5 を 幅 1 0 ΠΙ 、 高 さ 3 ΙΠで形成 し た。 図 2 4 は 凹 凸構造 5 の傾斜角 分布 を 示す グ ラ フ 。 傾斜角 が 0 ° 力、 ら 1 0 ° に か け て 、 分布 は ほ ぼ単調 に 増加 し 、 1 0 ° を ピー ク に 単調 に減少 し た。 最大 の 傾斜角 は 2 0 ° で あ っ た。

上記 の こ と を 考慮 し て 、 ア ル ミ 合金 を 用 い て 、 反射層 3 を 凹 凸構 造 5 の傾斜角 力 1 0 ° 以上 の 領域 に 形成 し た。 こ の と き 、 透過部 9 1 と 反射部 9 0 と の 面積比率は、画素面積比で、透過部 9 1 が 4 0 % 反射部 9 0 が 6 0 % で あ っ た。 こ の よ う な構成で反射率 を調べた と こ ろ 、 凹 凸構造 5 にお け る 透過部 9 1 は、 反射時の集光 に寄与 し な い ため、 反射率 は 3 0 % と 高 い値が得 ら れた。 一方、 透過部 9 1 が 画素面積比で 4 0 % あ る ため 、 透過時で も 高輝度が得 ら れた。

尚、 上記例で は、 傾斜角が 1 0 ° 以上 の領域の み を 透過部 と し た が、 こ れ に 限定す る も の ではな く 、 傾斜角 が 2 ° 以下で あ る よ う な 平坦な部分 も 含 め て透過部 と し て も 良 い 。こ の よ う な構成で あ れば、 平坦な部分は集光 に寄与 し な い の で、 反射率 の低下 を 防止 し つ つ 、 透過部の 面積が増大す る ので、 透過時 に更な る 高輝度化 を 図 る こ と がで き る 。

ま た 、 透過部の領域は傾斜角 が 1 0 ° 以上 の領域の み に 限定す る も の で はな く 、 傾斜角 が 1 2 ° 以上、 1 5 ° 以 上等 の 領域 に 形成 し て も 良 い 。 そ し て、 傾斜角 が 1 2 ° 以上 の領域 を 透過部 と す る と 、 視認範囲 が極角 で — 5 ° ま で広が り 、 ま た 、 傾斜角 が 1 5 ° 以上 の 領域 を 透過部 と す る と 、 視認範囲が極角 で — 1 0 ° ま で広 が る と い う 効果があ る 。 産業 上 の利用 可能性

以上、 本発明 に よ れば、 反射層 に 透過部 を 有す る バ ッ ク ラ イ ト 方 式の 半透過型液晶パ ネルで反 射層 の 比較的平坦な部分 を透明 と す る こ と で、反射率 を低下す る こ と な く 透過率 を 向上す る こ と がで き る 。 ま た、 ゲー ト ゃ ソ ー ス 配線 と 画素 の重な り 部分 の 凹 凸構造 を ゲー ト 電位の 書 き込み方位 に 応 じ て変 え る こ と で フ リ ッ カ 一低減の効果 が得 ら れ る 。

明 細 半透過型液晶表示装置 技 術 分 野

本発明 は、 高輝度で低消費電力 が実現で き る 半透過型液晶表示装 置 に 関す る 。

背 景 技 術

モパイ ル端末等 の急速な普及 に 伴 い 、 反射型液晶パ ネルが注 目 さ れて い る が、 こ の反射型液晶パ ネ ル は外光 を 反射 し て表示 を行な う た め 、屋外等 の外光が強 い環境で は充分な表示性能が得 ら れ る 一方、 暗 い屋内や夜 間で は視認性が極端 に低下す る と い う 課題があ る 。 そ こ で、 反射型液晶パ ネル を応用 し 屋外 と 屋内 を 兼用 で き る物 と し て半透過型液晶パ ネルが提案 さ れて い る 。 こ の よ う な 半透過型液 晶パ ネルは、 ノ ッ ク ラ イ ト 構成 を 用 い た場合 に 凹 凸形状 の反射層 の 一部 に透過部 を 設 け、 こ の透過部 を 画素 中 央 に 四角 形状で設 け る る よ う な構造で あ っ た。 ま た 、 作成条件 の容易 さ を考慮 し て、 上記凹 凸構造は画素毎 に 同一の構造 を と る の が通例であ っ た （特開平 1 0 一 3 1 9 4 2 2 号公報参 )。

し か し なが ら 、 上記の如 く 、 反射層 の画素 中央 に大 き く 透過部を 設 け る 手法で は、 透過部の 全て の部分が反射 に 寄与 し な い た め 、 反 射型 と し て用 い た場合 に充分な輝度が得 ら れな い課題が あ っ た。 ま た 、 透過型 の場合 の輝度 は透過部の 面積で決 ま る が、 上 記の如 く 凹 凸構造 に 関係 な く 透過部 を 設 け る と 、 反射時 の 反射率 と 透過時 の透 過率 と が両立 し 得な い と い う 課題 も あ る 。

更 に 、 カ ラ ー フ ィ ル 夕 層が透過時 と 反射時で 同 じ 層厚 で あ っ た場

1 請 求 の 範 囲 反射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 に お い て、

前記透過部が、 前記凹 凸構造 の ほ ぼ平坦な部分.を含む領域 に形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 半透過型液晶表示装置。

2 .

前記平坦な部分 の 前期 凹 凸構造が有す る 傾斜角 が、 0 ° 以上 2 ° 以下で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 記載の 半透過型液晶表示装置 3 .

前記平坦な部分 の前記凹 凸構造が有す る 傾斜角 が、 0 ° 以上 4 ° 以下で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 記載の半透過型液晶表示装置 ,

4 .

前記透過部の 少な く と も 一部が透明電極 を有 し な い こ と を特徴 と す る 請求項 1 記載の 半透過型液晶表示装置。

5 .

前記透過部が透明電極 を 有す る こ と を特徴 と す る 請求項 1 記載の 半透過型液晶表示装置。

6 .

反射部 と 透過部 と を有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 に お いて、

前記透過部が、 少な く と も 前記凹 凸構造の 凸部の 一部 を含 む領域 に 形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 半透過型液晶表示装置。

7 .

前記透過部が、 前記凸部 の 頂点 を含み、 更 に 前記頂点 を 中 心 と し て対称 に 形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 請求項 6 記載の 半透過型液晶 表示装置。

8 .

前記透過部が、 前記凸部の 頂点 を含み、 更 に 前記頂部 に対 し て非 対称 に形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 請求項 6 記載の 半透過型液晶表 示装置。

9 .

前記透過部が、 凸部 の 半面 に 設 け ら れて い る こ と を 特徴 とす る 、 請求項 6 記載 の 半透過型液晶表示装置。

1 0 .

前記凸部の 断面が複数 の傾斜面か ら 成 る 非対称形状 を 有 し 、 前記 透過部が前記非対称形状の急峻な傾斜面 に 設 け ら れて い る こ と を特 徴 と する 請求項 6 記載 の半透過型液晶表示装置。 反射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 に お いて、

前記凹 凸構造 の 凸部 の 断面形状が台形状で あ り 、 且つ 、 前記透過 部が、 少な く と も 前記台形形状の上面の一部 を含む領域 に形成 さ れ た こ と を特徴 と する 半透過型液晶表示装置。

1 2 .

前記凸部の 上面形状が、 多角形で あ る こ と を 特徴 と す る 請求項 1 1 記載の半透過型液晶表示装置。

1 3 .

反 射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た 半透過型液晶表示装置 に お いて、

前記透過部が、 少な く と も 前記凹 凸構造 の 凹 部 の底部 を含む領域 に 形成 さ れた こ と を特徴 と する 半透過型液晶表示装置。 1 4 .

前記凹 凸構造 の 凹 部が底部 を 有 し 、 更 に 凹 部の底部が平坦で あ る こ と を特徴 と す る 請求項 1 3 記載 の 半透過型液晶表示装置。

1 5 .

前記反射部が、 前記凸部の頂部 に対 し て非対称 に 形成 さ れた こ と を特徴 と す る 請求項 1 3 記載 の 半透過型液晶表示装置。

1 6 .

前記反射部が、 前記 凸部の 半面 に 設 け ら れた こ と を 特徴 と する 請 求項 1 5 記載 の 半透過型液晶表示装置。

1 7 .

反射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 にお い て、

前記透過部が、 少な く と も 前記凹 凸構造 の 凸部の 頂点 を含む領域 と 、 凹部の底部 を含む領域 に 形成 さ れた こ と を 特徴 と する 半透過型 液晶表示装置。

1 8 .

前記凸部の頂点 と 、 透過部が形成 さ れた 前記 凹 部 と の領域が、 ほ ぼ平坦であ る こ と を特徴 と す る 請求項 1 7 記載の半透過型液晶表示 装置。

1 9 .

前記透過部が、 互 い に独立 し て形成 さ れた こ と を 特徴 と する 請求 項 8 記載の 半透過型液晶表示装置。

2 0 .

前記透過部が、 互 い に独立 し て形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 請求 項 1 1 記載 の 半透過型液晶表示装置。

2 1 . 前記透過部が、 ラ ン ダム に 配置 さ れ た こ と を 特徴 と す る 請求項 1 9 記載の 半透過型液晶表示装置。

2 2 .

前記透過部が、 ラ ン ダム に 配置 さ れた こ と を 特徴 と する 請求項 2 0 記載の半透過型液晶表示装置。

2 3 .

前記透過部が、 互 い に 一部が繋がっ た連続的な形状か ら 形成 さ れ た こ と を特徴 と する 請求項 1 3 記載の 半透過型液晶表示装置。

2 4 .

前記透過部が、 互 い に 一部が繋が っ た連続的な形状か ら 形成 さ れ た こ と を特徴 と する 請求項 1 7 記載 の 半透過型液晶表示装置。

2 5 .

前記反射部が、 互 い に 一部が繋が っ た連続的な形状か ら 形成 さ れ た こ と を特徴 と する 請求項 1 3 記載の 半透過型液晶表示装置。

2 6 .

前記反射部が、 互 い に 一部が繋がっ た連続的な形状か ら 形成 さ れ た こ と を特徴 と す る 請求項 1 7 記載の 半透過型液晶表示装置。

2 7 .

前記凹 凸構造上 に 、 カ ラ ー フ ィ ルタ 層 が形成 さ れ、 前記凹 凸構造 に お け る 凸部上のカ ラ 一 フ ィ ル夕 層 の厚み を d l 、 凹 部上 のカ ラ 一 フ ィ ル 夕 層 の厚み を d 2 と し た と き に 、 d 1 く d 2 が成 り 立つ こ と を 特徴 と す る 請求項 1 3 記載 の 半透過型液晶表示装置。

2 8 .

前記 凹 凸構造上 に 、 カ ラ ー フ ィ ル 夕 層が形成 さ れ、 前記 凹 凸構造 に お け る 凸部上 のカ ラ 一 フ ィ ルタ 層 の厚み を d l 、 凹 部上 の カ ラ ー フ ィ ル タ 層 の厚み を d 2 と し た と き に 、 d 1 く d 2 が成 り 立つ こ と を 特徴 とす る 請求項 1 7 記載 の 半透過型液晶表示装置。

2 9 .

前記 d 2 が、 前記 d 1 の 略 2 倍で あ る こ と を特徴 と する 請求項 2 7 記載の半透過型液晶表示装置。

3 0 .

前記 d 2 が、 前記 d 1 の 略 2 倍で あ る こ と を特徴 と す る 請求項 2 8 記載の 半透過型液晶表示装置。

3 1 .

基板上のゲ一 卜 配線 と 一部が重な る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層が 形成 さ れた 半透過型液晶表示装置 にお いて、

前記凹 凸構造が前記ゲー ト 配線 と 重な る 部分 の 静電容量が、 液晶 パネルのゲー 卜 書き込み側か ら の距離が増加す る に従 い 、 減少す る こ と を特徴 とす る 半透過型液晶表示装置。

3 2 .

前記凹 凸構造が前記ゲー ト 配線 と 重な る 部分 の平均的な層厚が、 液晶パ ネルのゲ一 ト 書 き込み側力ゝ ら の距離が増加す る に従 い 、 增加 する こ と を 特徴 と す る 請求項 3 1 記載の 半透過型液晶表示装置。 3 3 .

前記ゲー ト 配線 と 重な る 部分 に存在す る 前記凹 凸構造 の 凸部 と 凹 部の 面積比率が、 液晶パ ネルのゲー 卜 書き込み側か ら の距離が増加 する に従 い 、 凸部の 面積比率が増加する こ と を 特徴 と する 請求項 3 2 記載の半透過型液晶表示装置。

3 4 .

基板上 の ソ ー ス 配線 と 一部が重な る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層が 形成 さ れた半透過型液晶表示装置 にお い て、

前記凹 凸構造が前記 ソ ー ス 配線 と 重な る 部分 の 静電容量が、 液晶 パ ネルのゲー 卜 書 き 込み側か ら の距離が増加す る に従 い 、 減少す る こ と を特徴 と す る 半透過型液晶表示装置。

3 5 .

前記凹 凸構造が前記ゲー ト 配線 と 重な る 部分 の平均 的な層厚が、 液晶パネル の ゲー ト 書 き込み側か ら の距離が増加す る に従 い 、 増加 す る こ と を 特徴 と す る 請求項 3 4 記載の 半透過型液晶表示装置。 3 6 .

前記 ソ ー ス 配線 と 重な る 部分 に存在す る 前記凹 凸構造の 凸部 と 凹 部の 面積比率が、 液晶パ ネルの ゲ一 卜 書 き込み側か ら の距離が増加 す る に従 い 、 凸部の 面積比率が増加す る こ と を特徴 と する 請求項 3 5 記載の半透過型液晶表示装置。

3 7 .

前記静電容量が連続的 に変化する こ と を特徵 と する 請求項 3 1 記 載の 半透過型液晶表示装置。

3 8 .

前記静電容量が連続的 に変化す る こ と を特徴 と す る 請求項 3 4 記 載の 半透過型液晶表示装置。

3 9 .

反射部 と 透過部 と を 有する 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 にお いて、

前記透過部が、 少な く と も 前記凹 凸構造の 凸部の頂点 を含む領域 に形成 さ れ、 前記凹 凸構造 の 凸部の 下側 に マイ ク ロ レ ンズが配置 さ れた こ と を特徴 と す る 半透過型液晶表示装置。

4 0 .

反 射部 と 透過部 と を有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過 層 が形成 さ れ た 半透過型液晶表示装置 にお いて 、 前記透過部の 面積比 率が異な る 画素 を 有す る こ と を 特徴 と す る 半 透過方液晶表示装置。

4 1 .

前記透過部の 面積比率 に よ ら ず、 パ ネル反 射率がほ ぼ一定 と な る 面積比率の 範囲 を 有す る こ と を 特徴 と す る 請求項 4 0 記載の 半透過 型液晶表示装置。

4 2 .

反射部 と 透過部 と を有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 に お いて、

前記透過部が、 前記 凹 凸構造 の有す る 傾斜角 が 1 0 ° 以上 の部分 を含む領域 に形成 さ れた こ と を 特徴 と す る 半透過型液晶表示装置。 4 3 .

反射部 と 透過部 と を有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れ た半透過型液晶表示装置 に お いて、

前記透過部が、 前記凹 凸構造の有す る 傾斜角 が 1 0 ° 以上 の部分 と 、 2 ° 以下の部分 と を含む領域 に 形成 さ れた こ と を特徴 と する 半 透過型液晶表示装置。

Claims

合 、 反射時 と 透過時 と で光 の 吸収度合 い が異な り 、 透過時 と 反 射時 と で色相が異な る と い う 課題が あ っ た。 こ れ は、 反射時 に は、 光が カ ラ ー フ ィ ル 夕 一層 を 往復す る た め 、 実質的なカ ラ 一 フ ィ ル夕 層 の 厚みが、 透過時 の 2 倍 と な る と い う こ と に起 因する も の と 考え ら れ る 。 こ の結果、 例 え ば、 反射率 を 優先 し て反射用 の透過率の 高 い 力 ラ ー フ ィ ル 夕 を 用 レゝ る と 、 透過時 に 色が薄 く な る と い う 課題 も あ つ た。

加 えて、 凹 凸構造は画素毎 に ほ ぼ同一の構成であ っ たた め 、 画素 の容量構成 も 画面内で 同 一で あ る 。 こ の た め 、 大画面化 を 図 っ た場 合 に は、 ゲー ト や ソ ー ス の配線抵抗 に起 因す る ゲー ト 電圧低下で突 き抜 け電圧の値が面内で異な り 、 フ リ ッ カ ー が発生する と い う 課題 も あ っ た。 発 明 の 開 示

上記課題 を解決す る た め に 、 本発明 は凹 凸構造 の有す る 半透過反 射層 を用 い たバ ッ ク ラ イ ト 構成の 半透過型液晶表示装置 に お いて、 以下の手段 を講 じ た。

請求項 1 記載の発明 は、 反射部 と 透過部 と を 有す る 凹 凸構造か ら 成 る 半透過層 が形成 さ れた半透過型液晶表示装置 に お いて 、 前記透 過部が、 前記凹 凸構造 の ほ ぼ平坦な部分 を含む領域 に形成 さ れた こ と を特徴 とする 。

凹 凸構造の ほ ぼ平坦な部分 （即 ち 、 傾斜角 が極めて小 さ な部分） は、 パ ネル反射率 に寄与 し な い ばか り か、 鏡面反射 と な る た め か え つ て表示性能が低下す る 原 因 と な る 。 そ こ で、 上記構成の 如 く 、 凹 凸構造の ほぼ平坦な部分 を含む領域に透過部 を 形成すれ ば、 鏡面反 射 を 防止で き る と 共 に 、 透過部が存在す る こ と に よ り バ ッ ク ラ イ ト