JP2001075091A

JP2001075091A - 半透過型液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001075091A
Application number: JP2000204285A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kubota; 浩史久保田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-07-07
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】半透過型液晶パネルの反射率と透過率の向上を
図ることを目的とする。【解決手段】反射層３と透過部６とを有する凹凸構造５
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６が、前記凹凸構造５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
となるためかえっ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からの
光透過率を向上させることできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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。

【０００２】

【従来の技術】モバ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。

【０００３】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、バックラ
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１０−３１９４２２号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００５】更に、カラーフィルタ層が透過時と反射時
で同じ層厚であった場合、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
ルター層を往復するため、実質的なカラーフィルタ層の
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カラーフィルタを用いると、透過時
に色が薄くなるという課題もあった。

【０００６】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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】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。

【０００８】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っ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。

【０００９】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１０°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。しかし、本発明者らはバックラ
イ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。

【００１０】そこで、本発明の具体的な作用効果を、従
来の技術との比較において、以下に説明する。図２０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２１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２０４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２０２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２０４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２０２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２０２を設けな
い透過部２０５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２０４は全く反射
率に寄与していなかった。

【００１１】図２２（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２１０は輝度向上に寄与する
が、凸部頂点付近での正反射光２１１は階調反転の一因
となっている。また、透過部２１３の凸部の傾斜部には
透明電極２１４のみが形成されており凹凸構造に係わら
ず透過光２１５が発生する。このため透過部２１３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。

【００１２】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。

【００１３】図２２（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３００を有する透過部３０１
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３０２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３０１とすること
で階調反転が低減し、なおかつバックライトの透過率も
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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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いとい
う理由による。

【００１７】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。

【００１８】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、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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】請求項１０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、バックライト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。

【００２２】請求項１１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。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、請求項１１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。

【００２４】請求項１３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。

【００２５】請求項１４に記載の発明は、請求項１３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
とから、上記と同様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２３を用いて説明す
る。図２３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４００間の
部分４０１をほぼ平坦とし、当該部分４０１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。

【００２６】請求項１５に記載の発明は、請求項１３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徴とする。請求項１６
に記載の発明は、請求項１５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。

【００２７】図２４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２４（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２４（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２４（ａ）と図２４（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。

【００２８】請求項１７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。

【００２９】請求項１８に記載の発明は、請求項１７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１９に記載の発明は、請求項８又は１１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。

【００３０】請求項２０に記載の発明は、請求項１９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。

【００３１】請求項２１に記載の発明は、請求項１３又
は１９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２２に記載の発明は、請求項１３又は１９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
繋がっ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。

【００３２】請求項２３に記載の発明は、請求項１３又
は１７記載の発明において、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
カラーフィルタ層の厚みをｄ１、凹部上のカラーフィル
タ層の厚みをｄ２としたときに、ｄ１＜ｄ２が成り立つ
ことを特徴とする。

【００３３】外光として入射し、反射層で反射する光
は、層厚がｄ１となっているカラーフィルタ層の部分を
透過するが、この際、外光は反射層に至るまでにカラー
フィルタ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のカラーフィルタ層を２回通過することになる）。一
方、バックライトから凹部を透過して出射する透明光
は、層厚がｄ２となっているカラーフィルタ層を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
層厚が大きくなっている部分のカラーフィルタ層を、バ
ックライト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。

【００３４】請求項２４に記載の発明は、請求項２３記
載の発明において、前記ｄ２が、前記ｄ１の略２倍であ
ることを特徴とする。上記構成であれば、バックライト
からの透明光と外光とにおけるカラーフィルタ層の透過
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。

【００３５】請求項２５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
のゲート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２６に記載の発明は、請
求項２５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。

【００３６】請求項２７に記載の発明は、請求項２６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２８
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、液晶パネルのゲート書き込み側から
の距離が増加するに従い、減少することを特徴とする。

【００３７】請求項２９に記載の発明は、請求項２８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３０に記載の発明は、請求項２９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。

【００３８】請求項３１に記載の発明は、請求項２５又
は２８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２５〜３１記
載の作用効果について、以下に説明する。

【００３９】パネル駆動時には、ゲートの配線抵抗によ
りゲート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Ｖｃｏｍは面内で異なる。書き込
み側のＶｃｏｍと比較したときの面内各位置における対
向電位の差ΔＶｃｏｍは、以下の式（１）で表される。

【００４０】 ΔＶｃｏｍ＝〔（Ｃｓｔ＋Ｃｇｄ＋Ｃｓｄ）／Ｃｌｃ〕×ΔＶｇ…（１）Ｃｓｔ：蓄積容量Ｃｇｄ：ゲートドレイン間容量Ｃｓｄ：ソースドレイン間容量Ｃｌｃ：液晶容量 ΔＶｇ：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

【００４１】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ΔＶｇが連続的に増加し
ても、ΔＶｃｏｍを一定値以下に保つ必要がある。した
がってΔＶｇの増加に従い、Ｃｓｔ、Ｃｇｄ、及びＣｓ
ｄのいずれかもしくは全てを減少させる必要がある。

【００４２】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
Ｃｓｔ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
ことでフリッカーをさらに効率的に低減することができ
る。

【００４３】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。

【００４４】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
面に形成する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。

【００４５】また、ソース配線との重なり部分の寄生容
量は式（１）のＣｓｄ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。

【００４６】請求項３２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
レンズによりバックライトの光が集光されて、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。

【００４７】請求項３３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
ックライトからの距離に従い、輝度ムラが発生する。こ
のとき、バ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。

【００４８】請求項３４に記載の発明は、請求項３３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。

【００４９】請求項３５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１０°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３６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１０°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。

【００５０】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、３０°入射で、極
角０°から２５°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°から１０°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、１０°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１０°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。

【００５１】

【発明の実施の形態】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１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上面図、図２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。

【００５２】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はコンタクトホール、８
は画素、９はアレイ基板、１０は第１絶縁層、１１は第
２絶縁層、１２はａ−Ｓｉ層、１３は第１コンタクト
層、１４は第２コンタクト層、１５は透明電極である。

【００５３】（実施の形態２）図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。画素電極２０に
は、凸状反射部２１と、これら凸状反射部２１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。こ
のような構成であれば、凸状反射部２１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いう効果が得られる。

【００５４】図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、カラーフィルタ層３１をアレイ
基板９上に形成した場合を示す。凹部３３上のカラーフ
ィルタ層３１の層厚をｄ２、凸部３０上のカラーフィル
タ層３１の層厚をｄ１としたとき、ｄ１＜ｄ２となるよ
うに規制している。

【００５５】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ｄ１となっているカラーフィルタ
層３１の部分（カラーフィルタ層３１の凸部３０）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３１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タ層３１を透過する（即ち、外
光は層厚ｄ１のカラーフィルタ層３１を２回通過するこ
とになる）。一方、バックライト２３から凹部３３の透
明電極１５を透過して出射する透明光は、層厚がｄ２と
なっているカラーフィルタ層３１の部分（カラーフィル
タ層３１の凹部３３）を１回だけ透過する。したがっ
て、上記の構成の如くｄ１＜ｄ２であれば、透過率の高
い反射用のカラーフィルタ層３１を用いても、透過時に
層厚が大きくなっている部分のカラーフィルタ層３１
を、バックライト２３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。

【００５６】また、光が透過するカラーフィルタ層の厚
みを設定する際、凹部３３上のカラーフィルタ層３１の
層厚ｄ２を、凸部３０上のカラーフィルタ層３１の層厚
ｄ１の２倍となるように設定すれば、バックライト２３
からの透明光と外光とにおけるカラーフィルタ層３１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。尚、図におい
て、２４はランプカバー、２５は導光体、２６は偏光
板、２７は絶縁層、２８は対向基板、２９はＴＦＴ素
子、３２は液晶層である。

【００５７】（実施の形態３）図６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２０に、第１透過部４０を有する凸
状反射部２１が形成されている。このとき、第１透過部
４０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２０の凹部３３には第２透過部４１が形成され
ている。このような構成とすると、凸状反射部２１によ
り反射率が向上する一方、第１透過部４０と第２透過部
４１が存在するので、透過部全体の面積が大きくなっ
て、透過率向上の効果が得られる。また、凸状反射部２
１の頂点７を含む領域に第１透過部４０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。

【００５８】（実施の形態４）図７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８
（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５６に沿って画素Ａ５４、及び画素Ｂ５
５が存在するとき、画素Ａ５４の上面図を図８（ａ）、
画素Ｂ５５の上面図を図８（ｂ）に示した。ゲート配線
１と画素５８との重なり部分５９において、画素Ａ５４
と画素Ｂ５５のそれぞれの凸部と凹部の構成比は書き込
み方向５６の方向に依存し、ゲートの書き込み側５７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。このようなことか
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８において、５０は液晶パネル、５１は表示画素
領域、５２はソースＩＣ、５３はゲートＩＣである。

【００５９】（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９０１と画素９０６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。

【００６０】（実施の形態６）図９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７０が形成されている。
上記マイクロレンズ７０によりバックライト光７１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。

【００６１】（実施の形態７）図１０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。バックライト２３を導光体２５に配設し、導光体
２５上に拡散層８０、半透過型液晶パネル８１等を積層
した。そして、バックライト２３からの距離に応じて、
半透過型液晶パネル８１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。

【００６２】（実施の形態８）図１１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の傾斜角が１０°以下の領域に形成す
る。したがって、透過部６は、傾斜角が１０°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１０°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。

【００６３】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。（実施例１）前記実施の形態１に対応する実施例であ
り、実施の形態１にて示した図１及び図２を用いて説明
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絶縁層１０を形成した後、この
第１絶縁層１０上にａ−Ｓｉ層１２、第１コンタクト層
１３、及び第２コンタクト層１４を形成してＴＦＴ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
１１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１５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、これによって凸部の頂点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。

【００６４】このときの透過部６の画素８に占める面積
比率は３０％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３０％であっ
た。透過部の面積比率を、０％から１００％まで変えて
パネル反射率を測定した結果を図１２に示した。図１２
には、比較のために、図２０及び図２１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１２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。

【００６５】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。

【００６６】更に、図１２から明らかなように、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
の傾斜角が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。

【００６７】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１３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１３の外光側１０１と観察者側１０とに凸部３０
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１０２に多くなるに形成するのが望ましい。

【００６８】また、透過部６は、全ての凸部３０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３０に形成しても良い。このように、一部
の凸部３０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１
３に示した形状に限定するものではなく、例えば、図１
４に示すように、凸部の観察者１０３側に位置する半面
に設けても良い。この場合には、観察者１０３の体で外
光１０４が反射し、観察者側からパネルに入射しても、
外光１０４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。

【００６９】加えて、図１５に示すように、凸部３０の
断面形状を非対象とし、さらに、観察者１０３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、バックライト光７１を光学素子１０５を用いて集
光して、凸部３０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、パネルギャップが１０μｍの場合、透過
部が８μｍ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５μｍ程度で、透過部が３μｍ以
下であっても同様である。

【００７０】加えて、凸部３０は必ずしも頂点を有して
なくても良く、図１６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３０の形
状は円形でなく多角形でも良い。このように、凸部３０
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。

【００７１】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６０％以上が良い。
通常の反射型パネルの反射率は３５％程度であるため、
反射部の比率が６０％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ＰＣ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。

【００７２】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。

【００７３】（実施例２）前記実施の形態２に対応する
実施例であり、実施の形態２にて示した図３及び図４を
用いて説明する。実施の形態１とほぼ同様の構成である
が、凹凸構造５の凸部にのみ反射層を形成し凸状反射部
２１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
た点で異なる。

【００７４】ここで、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２１をアルミ等の導電体で形成すれ
ば、凹部の透明電極１５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ャップの２倍とすると、液
晶層のリタデーショ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６μｍ、凸部の液晶層厚
を３μｍ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４０°から９０°の範囲とするのが望ま
しい。

【００７５】更に、凸部と凹部との面積比率は、パネル
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２０％から７０％の範囲で変化さ
せれば良い。

【００７６】図１７は、アレイ基板の別形態に係る上面
図であり、凸状反射部２１が互いに接続部１１０を介し
て接続され、更にコンタクトホール４に接続されること
で、凸状反射部２１は反射電極として作用する。このよ
うに、凸状反射部２１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利点がある。また、接続部１１
０は凸状反射部２１と必ずしも同様の高さである必要は
なく、凸状反射部２１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１１０を、凸状反射部２１と
同様の高さで作れば、接続部１９０６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。

【００７７】（実施例３）前記実施の形態２の別形態に
対応する実施例であり、実施の形態２にて示した図５を
用いて説明する。先ず、絶縁層２７上に、透明電極１５
を蒸着し、さらに凸部３０を高さ３μｍ、幅９μｍとな
るように形成した。凸部３０間は平坦な凹部３３とし、
この凹部３３の幅は３μｍから５μｍとした。また、上
記凸部３０には反射層３を設けているので、凹部３３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４８％とした。

【００７８】次に、カラーフィルタ材料を塗布し、パタ
ーニング処理でＲＧＢのカラーフィルタ層３１を画素毎
に形成した。このとき、凹部３３と凸部３０とのピッチ
が数μｍ〜１０μｍ程度と小さいため、カラーフィルタ
材料は、凹部３３が厚く、凸部３０が薄い形状に塗布さ
れた。具体的には、カラーフィルタ層３１の層厚は、凹
部３３では１．９μｍ、凸部では１μｍ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
ラーフィルタ材料の塗布時における膜厚が異なり、この
結果カラーフィルタ層３１の層厚を異ならしめることが
できる。

【００７９】この後、凸部３０の液晶層の層厚が３μｍ
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３５％と高い値が得られた。また、透過部の面
積比率も４０％と高かった。加えて、凹部と凸部とでカ
ラーフィルタ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。

【００８０】尚、凸部と凹部との形状、及びカラーフィ
ルタ層の層厚は上記の値に限定するものではなく、凸部
は１μｍから５μｍ程度の高さであれば良く、またカラ
ーフィルタ層の層厚は、透過部では０．５μｍから２μ
ｍ、反射部では０．２５μｍから１μｍ程度で形成すれ
ば良い。

【００８１】（実施例４）前記実施の形態３に対応する
実施例であり、実施の形態３にて示した図６を用いて説
明する。画素電極２０の凹部を第２透過部４１と、凸状
反射部２１の頂点７を含む領域を第１透過部４０とし
た。このような構成であれば、平坦な部分がほぼ全域に
わたって透過部となるため、透過型時の輝度向上と反射
時の鏡面反射防止の効果が得られる。

【００８２】（実施例５）前記実施の形態４に対応する
実施例であり、実施の形態４にて示した図７及び図８
（ａ）（ｂ）を用いて説明する。ゲート配線１の幅を４
μｍとしたときに、画素５８をゲート配線１と１. ５μ
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１μｍ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３μｍとしたとき、現像後
の凹凸構造５の最大段差は２μｍであった。また、レジ
ストの下に形成した絶縁層の層厚は１．５μｍとした。
したがって、ゲート配線１と画素５８とが重なった領域
では、ゲート配線１から凹凸構造５の凸部の頂点までの
厚みは４．５μｍ、凹部の底辺までの厚みは２．５μｍ
であった。

【００８３】一方、ゲート電位の書き込み側５７からの
距離に応じて、ゲート配線１と画素５８との重なり部分
５９に存在する凹凸構造５の凸部３０と凹部３３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５７から離れるに従い凸部３０の
面積比率を高くした。具体的には、画面内で凸部３０の
比率を２０％から９０％まで変化させた。凸部３０と凹
部３３との面積比率は平均的な膜厚と相関しており、凸
部３０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。

【００８４】本構成により、配線抵抗によりゲート電位
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１００ｍＶ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、両側給電でも良いことは勿論である。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。

【００８５】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。

【００８６】（実施例６）前記実施の形態６に対応する
実施例であり、実施の形態６にて示した図９を用いて説
明する。先ず、アレイ基板９上に、ゲート配線１、第１
絶縁層１０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７０を作成した。次に、第２絶縁層１１
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３３の頂点７は透過部とした。マイ
クロレンズ７０のレンズ配置と凸部３０の配置とを重ね
ることで、バックライト光７１が、マイクロレンズ７０
で集光されて、透過部６から出射する構成とした。この
とき、マイクロレンズ７０のレンズ幅は１０μｍ、厚み
は１. ５μｍとした。また、凸部の幅は１２μｍとし
た。

【００８７】上記の如く、マイクロレンズ７０を凸部３
０の下側に形成することで、バックライト光７１がマイ
クロレンズ７０により集光されて透過部６から出射する
ので（即ち、バックライト光７１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７０
を形成した場合には、マイクロレンズ７０を形成しない
場合に比べて、輝度が１２０％増加することが認められ
た。

【００８８】尚、第２絶縁層１１はマイクロレンズ７０
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７０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７０のレンズ形状を利用し
て、凸部３０を形成することが可能となる。第２絶縁層
１１を用いると、マイクロレンズ７０の焦点距離に合わ
せて凸部３０の透過部６を形成でき、バックライト光の
集光効率が向上する。マイクロレンズ７０の焦点距離と
しては、第２絶縁層１１の層厚の増加を抑制する観点か
ら、１μｍから５μｍ程度のものを用いるのが望まし
い。

【００８９】（実施例７）前記実施の形態７に対応する
実施例であり、実施の形態７にて示した図１０を用いて
説明する。バックライト２３からの距離に応じて、画素
の透過部の面積比率を変えた。図１８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、バックライト側が
０、反対側を１と規定した。図１８に示すように、バッ
クライトから遠ざかるに従い、面積比率を３５％（相対
位置０）から５０％（相対位置１）に変化させたとき、
パネル反射率は３５％から３０％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１８には示していないが、
バ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。

【００９０】このように、パネルに入射する際のバック
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１２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。

【００９１】（実施例８）前記実施の形態８に対応する
実施例であり、実施の形態８にて示した図１１を用いて
説明する。アレイ基板９上に凹凸構造５を幅１０μｍ、
高さ３μｍで形成した。図１９は凹凸構造５の傾斜角分
布を示すグラフ。傾斜角が０°から１０°にかけて、分
布はほぼ単調に増加し、１０°をピークに単調に減少し
た。最大の傾斜角は２０°であった。

【００９２】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の傾斜角が１０°以上の領域
に形成した。このとき、透過部９１と反射部９０との面
積比率は、画素面積比で、透過部９１が４０％、反射部
９０が６０％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９１は、反射時の
集光に寄与しないため、反射率は３０％と高い値が得ら
れた。一方、透過部９１が画素面積比で４０％あるた
め、透過時でも高輝度が得られた。

【００９３】尚、上記例では、傾斜角が１０°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。

【００９４】また、透過部の領域は傾斜角が１０°以上
の領域のみに限定するものではなく、傾斜角が１２°以
上、１５°以上等の領域に形成しても良い。そして、傾
斜角が１２°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１５°以上の
領域を透過部とすると、視認範囲が極角で−１０°まで
広がるという効果がある。

【００９５】

【発明の効果】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、
ゲートや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
ー低減の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１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

【図２】図２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断面図

【図３】図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

【図４】図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

【図５】図５は実施の形態２の別形態を示すアレイ基板
の断面図

【図６】図６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

【図７】図７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８】図８（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

【図９】図９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

【図１０】図１０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

【図１１】図１１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

【図１２】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１３】図１３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

【図１４】図１４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

【図１５】図１５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

【図１６】図１６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

【図１７】図１７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

【図１８】図１８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

【図１９】図１９は凹凸構造５の傾斜角分布を示すグラ
フ

【図２０】図２０は従来の半透過型液晶表示装置のアレ
イ基板の上面図

【図２１】図２１は従来の半透過型液晶表示装置のアレ
イ基板の断面図

【図２２】図２２（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２２
（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

【図２３】図２３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

【図２４】図２４（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２４（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。

【符号の説明】

１ゲート配線２ソース配線３反射層４コンタクトホール５凹凸構造６透過部７頂点８画素９アレイ基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/35 Ｇ０９Ｆ 9/35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項１０】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。
【請求項１１】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。
【請求項１２】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１１記載の半透過型液晶表示装
置。
【請求項１３】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。
【請求項１４】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１３記
載の半透過型液晶表示装置。
【請求項１５】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１３記載の
半透過型液晶表示装置。
【請求項１６】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１５記載の半透過型液晶表
示装置。
【請求項１７】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。
【請求項１８】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１７記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項１９】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又は１１記載の半透過型液
晶表示装置。
【請求項２０】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１９記載の半透過型液晶表示装
置。
【請求項２１】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１３
又は１７記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項２２】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１３
又は１７記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項２３】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ーフィル
タ層の厚みをｄ１、凹部上のカラーフィルタ層の厚みを
ｄ２としたときに、ｄ１＜ｄ２が成り立つことを特徴と
する請求項１３又は１７記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項２４】前記ｄ２が、前記ｄ１の略２倍であるこ
とを特徴とする請求項２３記載の半透過型液晶表示装
置。
【請求項２５】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、液晶パネルのゲート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。
【請求項２６】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２５記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項２７】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２６記載の
半透過型液晶表示装置。
【請求項２８】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、液晶パネルのゲート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。
【請求項２９】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２８記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項３０】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２９記載の
半透過型液晶表示装置。
【請求項３１】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２５又は２８記載の半透過型液晶表示
装置。
【請求項３２】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。
【請求項３３】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。
【請求項３４】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３３記載の半透過型液晶表示装置。
【請求項３５】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１０°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。
【請求項３６】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１０°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。