WO2008026368A1

WO2008026368A1 - Dispositif d'affichage de type par réflexion et son procédé de fabrication

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Publication number: WO2008026368A1
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Description

明細書

反射型表示装置およびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、反射型表示装置およびその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 再帰性反射板を用い、散乱型表示モードで動作させる反射型表示装置が提案されている。散乱型表示モードでは、液晶層などの光変調層に印加する電圧により、光変調層を、光を透過する透過状態と、光を散乱する散乱状態との間でスイッチングさせることができ、これを利用して表示を行う。このような表示モードを利用した表示装置は、偏光板が不要なので、光利用効率を高めることができる。また、視角依存性が少ないなどの利点も有する。このような表示装置の構成は、例えば特許文献:!〜 4に開示されている。

[0003] 以下、図 1 (a)および (b)を参照しながら、上述したような反射型表示装置の動作原理を説明する。図 1 (a)および (b)は、それぞれ、表示装置の黒表示状態および白表示状態を説明するための図である。なお、ここでいう「白表示状態」とは、液晶層を散乱状態としたときの表示状態を指す。従って、カラー表示の場合には、表示する色にかかわらず、階調表示の最高階調を「白表示状態」という。一方、「黒表示状態」は、液晶層を透過状態としたときの表示状態を指し、階調表示の最低階調をいう。

[0004] 図 1 (a)に示すように、光変調層（ここでは散乱型液晶層） 1が透過状態に制御されている場合、観察者 6は再帰性反射板そのものを見ることになる。表示装置外部の光源 5からの入射光 3は、光変調層 1を通過した後、再帰性反射板 2により光が入射した方向に反射される（反射光 4b)ので、光源 5からの光は観察者 6の目には入らず、「黒」表示状態が得られる。

[0005] 他方、図 1 (b)に示すように、光変調層 1が散乱状態に制御されている場合、光源 5 からの入射光 3は光変調層 1におレ、て散乱される。光変調層 1が前方散乱型液晶層であれば、入射光 3の大部分は光変調層 1で前方に散乱されて再帰性反射板 2で反射し、さらに散乱状態の光変調層 1を経て観察者 6の側に出射する (反射光 4w)。光変調層 1による散乱によって再帰性反射板 2の再帰性が崩されるため、入射した光 3 は入射方向には戻らない。また、入射光 3の一部は、光変調層 1によって後方に散乱されて観察者 6の側に出射する（図示せず)。この時、観察者 6の側に出射された光の一部は観察者 6の目に届くので、「白」表示状態となる。この動作原理では、光変調層 1の後方散乱だけでなく前方散乱も有効に利用できるため、より明るい「白」表示が得られる。

[0006] 図 1に示す再帰性反射板 2は、再帰性反射特性を有する層（再帰性反射層）であつてもよく、コーナーキューブアレイ、微小球アレイおよびマイクロレンズアレイなど、単位構成要素（コーナーキューブゃ微小球など）を 2次元的に配列したアレイを用いること力 Sできる。

[0007] このうちコーナーキューブアレイは、互いに直交する 3面から構成されるコーナーキユーブを 2次元的に配列させたアレイである。コーナーキューブに入射した光は、理想的には、そのコーナーキューブを構成する 3面で反射し、入射方向と同じ方向に戻される。コーナーキューブアレイは高い再帰性反射率を有し得るので、コーナーキューブアレイを用いることによって反射型表示装置における表示のコントラスト比を向上させること力 Sできる。コーナーキューブアレイを用いた反射型表示装置において表示のコントラスト比をさらに高めるために、特許文献 3には、微細化されたコーナーキューブからなるコーナーキューブアレイを再帰性反射板として用いることが記載されている。本明細書では、微細化されたコーナーキューブ（配列ピッチ：例えば 5mm以下 )からなるコーナーキューブアレイを「MCCA (Micro Corner Cube Array)」と呼ぶ。

[0008] 次に、再帰性反射板として MCCAを用いた反射型表示装置の構成を説明する。

[0009] MCCAを用いた反射型表示装置は、例えば、表示パネルにおける観察者と反対側に MCCAを配置することにより構成できる。このように表示パネルの外部に MCC Aを配置した構造 (以下、「MCCA外付け構造」と呼ぶ）は、例えば特許文献 4に開示されている。本明細書では、「表示パネル」とは、対向する 2枚の基板の間に、液晶層などの光変調層と光変調層に電圧を印加するための電圧印加手段とが形成された構成を有するパネルを指す。また、対向する 2枚の基板のうち、観察者側に位置する基板を「前面基板」、観察者と反対側に位置する基板を「背面基板」と称することにする。 MCCA外付け構造では、 MCCAは背面基板の背面側に配置される。

[0010] なお、表示パネルにおける 2枚の基板の間に MCCAを配置する構造（以下、「MC CA内付け構造」と呼ぶ）の反射型表示装置も提案されている。例えば前述の特許文献 3は、表示パネルにおける変調層と背面基板との間に再帰性反射層を配置する構成を記載している。

[0011] 以下、図面を参照しながら、再帰性反射板を備えた反射型表示装置 (再帰性反射型表示装置)の従来の構成を、 MCCA外付け構造の反射型液晶表示装置を例に具体的に説明する。

[0012] 図 2 (a)は、従来の再帰性反射型液晶表示装置における背面基板上の配線ゃ電極の状態を示す平面図であり、図 2 (b)は、従来の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明するための図であり、図 2 (&)に示す平面図にぉける11_11'線ぉょび11' _1 Γ '線に沿った模式的な断面図である。

[0013] 表示装置 100は、前面基板 10と、前面基板 10に対向するように配置された背面基板 12とを備えている。これらの基板 10、 12の間には、散乱状態および透過状態を取り得る光変調層（ここでは散乱型液晶層） 1が設けられている。また、背面基板 12における光変調層 1と反対側の面には、再帰性反射層 2が設けられている。

[0014] 背面基板 12における光変調層 1の側の面には、スイッチング素子として機能する複数の薄膜トランジスタ（TFT: Thin Film Transistor) 13、ソース配線 14、および薄膜トランジスタ 13を選択的に駆動させるためのゲート配線 15などが形成されている。また、薄膜トランジスタ 13、ソース配線 14およびゲート配線 15の上には、透明樹脂層 22 を介して、複数の画素電極 16が設けられている。これらの画素電極 16は、表示の一単位となる画素を規定する。各画素電極 16は、透明樹脂層 22に設けられたコンタクト部 24を介して、対応する薄膜トランジスタ 13のドレイン電極 13dに電気的に接続されている。

[0015] 画素電極 16は、光を透過させる導電性材料、例えば IT〇（インジウム '錫酸化物）を用いて形成されている。図 2 (b)に示すように、画素電極 16は、互いに離間して配置され、画像表示の一単位となる画素を規定している。一方、ソース配線 14やゲート配線 15などの配線は、一般的に、タンタルなどの金属材料を用いて形成されている。これらの配線 14、 15は、図示しないが、背面基板 12に設けられた駆動回路におけるソースドライバおよびゲートドライバにそれぞれ接続されている。

[0016] 前面基板 10には、カラーフィルター 19やブラックマトリクス 20、および透明導電膜力なる対向電極 18が設けられている。カラーフィルター 19は、各画素に配置されており、ブラックマトリクス 20は、隣接する画素の間および表示領域の周辺に、配線 14 、 15や薄膜トランジスタ 13を遮光するように配置されている。典型的には、ブラックマトリタス 20の幅は、ソース配線 14の幅よりも十分大きいか（d> 0)、あるいはソース配線 14の幅と略等しく（d = 0)なるように設定される。

[0017] 表示装置 100では、対向電極 18と画素電極 16との間に印加する電圧を制御することによって、光変調層 1を画素毎に散乱状態と透過状態との間でスイッチングさせること力 Sできる。

特許文献 1：特開平 5— 107538号公報

特許文献 2：特開 2000— 19490号公報

特許文献 3 :特開 2002— 107519号公報

特許文献 4：特開平 11 15415号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0018] 本発明者らが検討したところ、図 2 (a)および (b)に例示するような再帰性反射型の表示装置 100では、光変調層 1が散乱状態 (すなわち白表示状態）のとき、観察方向によっては十分明るい表示が得られないという問題があることを見出した。

[0019] 図面を参照しながら、上記問題をより詳しく説明する。

[0020] まず、図 3 (a)を参照する。白表示状態では、光源 5から表示装置 100に入射した光は、光変調層 1を通過後、再帰性反射層 2によって光源 5の方向（「再帰性反射方向」） 30に反射される。その後、再び光変調層 1で散乱され、観察者側に出射する。このように、光変調層 1で散乱された後に観察者側に出射する散乱光 Laは、再帰性反射方向 30を中心に、模式的に図示したような角度分布を有する。従って、図示するように、再帰性反射方向 30と観察者 6による観察方向とが比較的近くて、散乱光 L aの一部 Loが観察方向に出射する場合には、その光 Loは表示に寄与することになり、明るい表示が得られる。

[0021] これに対し、図 3 (b)を参照しながら、散乱光 Laの出射方向と観察者 6による観察方向とが大きく異なる場合を考える。図示するように、基板 10、 12の法線方向に対して、観察方向と再帰性反射方向（すなわち光源 5の方向） 30とが大きくはなれていると、光変調層 1で散乱された光 Laは観察方向に十分な強度を有してレ、なレ、ため、明るレ、表示が得られなくなる。

[0022] この問題を改善するために、光変調層 1の散乱能を高めるという方法もある。しかしながら、光変調層 1の散乱が強くなると、光変調層 1で散乱された光 Laのうち、前面基板 10の表面で全反射されて閉じ込められる光、すなわち、表示パネルと空気との界面における屈折率差によって観察者側に出射しない光の割合が増加し、光の利用効率が低下してしまう。また、光変調層 1として散乱型液晶層を用いる場合には、一般的に、散乱型液晶層の散乱能を高くすると、駆動電圧が高くなる。

[0023] このように、従来の再帰性反射型表示装置では、観察者が表示パネルを観察する方向によっては、明るい表示が得られず、視認性も低下するという問題があった。

[0024] 本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、散乱型表示モードを用いた再帰性反射型表示装置において、白表示の明るさおよび視認性を改善することにある。

課題を解決するための手段

[0025] 本発明による反射型表示装置は、複数の画素領域を有する反射型表示装置であつて、光変調層と、前記光変調層を間に保持する前面基板および背面基板と、前記光変調層の光学的特性を画素領域ごとに変化させる電極構造と、前記光変調層の背面側に配置された再帰性反射層と、前記光変調層の背面側に配置され、再帰性反射とは異なる反射特性を有する非再帰性反射部材とを備え、前記前面基板は前記画素領域ごとに開口部を規定する遮光層を有し、前記開口部内に、前記非再帰性反射部材によって規定される非再帰性反射領域と、前記再帰性反射層によって規定される再帰性反射領域とを有する。

[0026] ある好ましい実施形態において、前記背面基板の法線方向から見たとき、前記非再帰性反射領域が前記開口部に占める面積の割合は 1/3以下である。

[0027] 前記非再帰性反射領域は、前記開口部の周縁部に配置されてレ、てもよレ、。

[0028] 前記再帰性反射層は、前記背面基板を挟んで前記光変調層の反対側に配置されていてもよい。

[0029] ある好ましい実施形態において、前記非再帰性反射部材は、前記再帰性反射層と前記光変調層との間に設けられ、観察者側から前記再帰性反射層に入射する光の一部を再帰性反射方向とは異なる方向に反射させる。

[0030] ある好ましい実施形態において、前記背面基板に形成された配線をさらに備え、前記配線の一部は前記開口部内に配置され、前記非再帰性反射部材として機能する

[0031] ある好ましい実施形態において、前記電極構造は、前記前面基板に形成された対向電極と、前記背面基板に形成され、画素領域毎に離間された画素電極とを含み、前記画素電極は、反射金属層と透明導電層とを有し、前記反射金属層の少なくとも一部は前記開口部内に配置され、前記非再帰性反射部材として機能する。

[0032] ある好ましい実施形態において、前記電極構造は、前記前面基板に形成された対向電極と、前記背面基板に形成され、画素領域毎に離間された画素電極とを含み、前記画素電極と前記再帰性反射層との間に配置された反射金属層をさらに備え、前記反射金属層の少なくとも一部は前記開口部に配置され、前記非再帰性反射部材として機能する。

[0033] 前記背面基板に形成された配線は、前記遮光層および前記反射金属層によって遮光されてレ、ることが好ましレ、。

[0034] 前記非再帰性反射部材は、略平坦な非再帰性反射領域を有することが好ましレ、。

[0035] 前記非再帰性反射領域は、前記背面基板に平行であってもよい。

[0036] 本発明による他の反射型表示装置は、複数の画素領域を有する反射型表示装置であって、光変調層と、前記光変調層を間に保持する前面基板および背面基板と、前記光変調層の光学的特性を画素領域ごとに変化させる電極構造と、前記背面基板と前記光変調層との間に配置され、 2次元的に配列された複数の単位構造を有する再帰性反射層とを備え、前記前面基板は前記画素領域ごとに開口部を規定する遮光層を有し、前記再帰性反射層は、画素領域毎に離間された複数の反射電極から構成されており、前記背面基板に形成された複数のスイッチング素子と、各反射電極と対応するスイッチング素子とを電気的に接続するコンタクト部とをさらに備え、前記複数の反射電極は、前記開口部内に、前記複数の単位構造から構成される再帰性反射領域と、略平坦な非再帰性反射領域とを有しており、前記非再帰性反射領域は、前記コンタクト部上に配置され、かつ、前記背面基板の法線方向から見て、各単位構造よりも大きレ、面積を有する。

発明の効果

[0037] 本発明によれば、散乱型表示モードを用いた再帰性反射型表示装置において、開口部内に非再帰性反射領域を設けることにより、観察方向にかかわらず、明るく視認性に優れた表示を実現できる。

[0038] また、前面基板に設けられた遮光層の幅を従来よりも狭くして、従来は遮光層で遮光されていた部分に非再帰性反射領域を配置すると、実質的な開口率を向上できるので有利である。

図面の簡単な説明

[0039] [図 l] (a)および (b)は、再帰性反射型液晶表示装置の動作原理を説明する図である

[図 2] (a)および (b)は、従来の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明するための図であり、（a)は、再帰性反射型液晶表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、 (b)は、（a)における II ΙΓ線および ΙΓ ΙΓ '線に沿つた再帰性反射型液晶表示装置の模式的な断面図である。

[図 3] (a)および (b)は、従来の再帰性反射型液晶表示装置において、観察方向と白表示の明るさとの関係を説明するための図である。

[図 4] (a)および (b)は、本発明による実施形態の再帰性反射型液晶表示装置におレ、て、観察方向と白表示の明るさとの関係を説明するための図である。

[図 5] (a)および (b)は、本発明による第 1の実施形態の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明するための図であり、（a)は再帰性反射型液晶表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、（b)は、（a)における V— V'線および V'— V' '線に沿った再帰性反射型液晶表示装置の模式的な断面図である。園 6]本発明による第 1の実施形態における開口部の構成を説明するための平面図である。

園 7] (a)および (b)は、本発明による第 2の実施形態の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明するための図であり、（a)は再帰性反射型液晶表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、（b)は、（a)における VII— VII'線および νπ'—νπ' '線に沿った再帰性反射型液晶表示装置の模式的な断面図である。

園 8] (a)および (b)は、本発明による第 3の実施形態の再帰性反射型液晶表示装置の構成を説明するための図であり、（a)は再帰性反射型液晶表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、（b)は、（a)における VIII— VIII' 線および νιπ'— νιπ' '線に沿った再帰性反射型液晶表示装置の模式的な断面図である。

[図 9]本発明による第 4の実施形態の再帰性反射型液晶表示装置を示す模式的な断面図である。

園 10]本発明による第 4の実施形態における開口部の構成を説明するための平面図である。

園 11] (a)および (b)は、それぞれ、キュービックコーナーキューブアレイの構成を説明するための斜視図および平面図である。

符号の説明

1 光変調層

2 再帰性反射層（再帰性反射板)

5 光源

6 観察者

10 肯 U面基板

12 背面基板

13 スイッチング素子（薄膜トランジ;

13d ドレイン電極 14 ソース配線

15 ゲート配線

16、 56 画素電極

18 対向電極

19 カラーフィルター

20 ブラックマトリクス

22 透明樹脂層

24 コンタクト咅 B

40、 60、 80、 110 画素領域

50、 70、 90、 120 開口部

50η、 70η、 90η、 120η 非再帰性反射領域

50r、 70r、 90r、 120r 再帰性反射領域

51 透明導電層

53、 71、 98 反射金属層

100、 200、 300、 400、 500 表示装置

発明を実施するための最良の形態

[0041] 本発明による反射型表示装置の好ましい実施形態では、光変調層の背面側に再帰性反射層および非再帰性反射部材が設けられ、画素領域の開口部内に、非再帰性反射部材によって規定される非再帰性反射領域と、再帰性反射層によって規定される再帰性反射領域とが配置されている。本明細書では、「非再帰性反射部材」は、再帰性反射とは異なる反射特性 (鏡面反射特性、拡散反射特性など)を有する部材を意味する。また、「開口部」とは、前面基板に設けられた遮光層（ブラックマトリクスなど）によって規定され、表示に寄与する部分をいう。

[0042] 以下、図 4 (a)および (b)を参照しながら、開口部内に、再帰性反射板のみでなく非再帰性反射部材も配置することによる利点を説明する。

[0043] 表示装置 200は、非再帰性反射部材を備えた再帰性反射型表示装置である。ここでは、非再帰性反射部材として、反射型表示装置の基板表面に対して略平行となるように配置された平面ミラーを用いる。なお、簡単のため、図 3 (a)および (b)に示す表示装置 100と同様の構成要素には同じ参照符号を付している。

[0044] まず、図 4 (a)を参照する。白表示状態では、光源 5からの光は、表示装置 200の開口部内における光変調層 1を通過し、再帰性反射層 2あるいは平面ミラー（図示せず )に入射する。このうち、再帰性反射層 2に入射した光は、光源 5の方向（再帰性反射方向） 30に反射した後、再び光変調層 1で散乱されて観察者側に出射する（散乱光 La) ₀図 3 (a)を参照しながら前述したように、散乱光 Laは、再帰性反射方向 30を中心に、模式的に図示したような角度分布を有する。一方、平面ミラーに入射した光は、平面ミラーによって正反射方向 32に反射した後、再び、光変調層 1で散乱されて観察者側に出射する (散乱光 Lb)。散乱光 Lbは、正反射方向 32を中心に、模式的に図示したような角度分布を有する。図示するように、観察者 6による観察方向が再帰性反射方向 30や正反射方向 32に比較的近ぐ観察方向に散乱光 Laおよび散乱光 Lbが十分な強度を有する場合、散乱光 Laのみでなく散乱光 Lbも含む極めて強レ、光 Loが表示に寄与することになり、極めて明るい表示が得られる。

[0045] なお、図 3 (a)を参照しながら前述したように、従来の表示装置 100でも、再帰性反射方向 30と観察方向とが比較的近いときには、散乱光 Laによって明るい表示が得られる力表示装置 200では、散乱光 Laに加えて、非再帰性反射部材によって反射された散乱光 Lbも表示に利用されるため、白表示の明度をさらに高めることができる。

[0046] 次に、図 4 (b)を参照しながら、観察者 6による観察方向が再帰性反射方向 30と大きく異なる場合を考える。図示するように、基板 10、 12の法線方向に対して、観察方向と再帰性反射方向 30とが大きくはなれていると、再帰性反射層 2で反射された後に光変調層 1で散乱された光 Laは観察方向に十分な強度を有さない。しかし、平面ミラーで正反射された後に光変調層 1で散乱された光 Lbの一部 Loは、観察方向に出射して表示に寄与するために、明るい表示が得られる。従って、図 3 (b)を参照しながら前述した従来の表示装置 100と比べて、白表示の明度を大幅に改善できる。

[0047] このように、表示装置 200では、白表示状態において、開口部内の光変調層 1を通過した光が、（1)再帰性反射層 2によって光源方向（再帰性反射方向） 30に反射された後、光変調層 1で散乱された散乱光 Laのみでなぐ（2)非再帰性反射部材によつて反射された後、光変調層 1で散乱された散乱光 Lbも観察者側に出射し、表示に利用される。従って、上記散乱光 Laのみを利用した従来の表示装置 100よりも、明るい表示を実現できる。また、図 3を参照しながら説明したように、従来の表示装置 100では、観察方向によっては白表示特性が大幅に低下するという問題があった力本発明では、表示に寄与する光（すなわち散乱光 La、 Lb)の角度分布を拡大できるので、観察方向による白表示特性の低下を抑制できる。

[0048] なお、非再帰性反射部材は平面ミラーに限定されない。再帰性反射特性以外の反射特性を有する部材であれば、その反射特性によって上記散乱光 Lbの出射方向や強さは変わるものの、散乱光 Laとは異なる散乱光 Lbを表示に利用できるので、白表示の明るさを向上できる。ただし、非再帰性反射部材の表面が平面であれば、黒表示状態においても、非再帰性反射部材が散乱起因となりにくいため、良好な表示が得られるので好ましい。さらに、非再帰性反射部材の表面が背面基板 12の表面に平行な平面であれば、図 4に示すように、再帰性反射方向を中心に出射する散乱光 La と、正反射方向を中心に出射する散乱光 Lbとを表示に利用できるため、白表示の明るさをより効果的に改善できる。

[0049] (第 1の実施形態）

以下、図面を参照しながら、本発明による表示装置の第 1の実施形態を説明する。本実施形態の表示装置は、散乱型液晶を用いた再帰性反射型液晶表示装置であり、外付け MCCA構造を有している。本実施形態における非再帰性反射部材は、銀（ Ag)などの反射性金属を用いて形成された反射金属層であり、その表面は鏡面反射特性を有する平面（平面ミラー）を含んでいる。このような反射金属層は、各画素領域に設けられ、画素電極の一部としての機能も有してレ、る。

[0050] 図 5 (a)は、本実施形態の表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、図 5 (b)は、本実施形態の表示装置を説明するための図であり、図 5 (a)に示す平面図における V—V'線および V'—V' '線に沿った模式的な断面図である。簡単のため、表示装置 100と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。

[0051] 表示装置 200では、背面基板 12における光変調層 1の側の面に、透明樹脂層 22 を介して、複数の画素電極 56が設けられている。画素電極 56のそれぞれは、 ITOなどの透明導電性材料を用いて形成された透明導電層 51と、透明導電層 51の周縁に配置され、透明導電層 51に電気的に接続された反射金属層（ここでは Ag層） 53とを有している。ここでは、反射金属層 53は、各透明導電層 51を包囲し、かつ、背面基板 12に形成されたソース配線 14やゲート配線 15の一部を覆うように配置されている。各画素電極 56は、互いに離間して配置され、画素表示の一単位となる画素領域 4 0を規定している。隣接する画素電極 56の間隔 58は、前面基板 10に形成されたブラックマトリクス 20によって覆われている。各画素領域 40は、ブラックマトリクス 20で遮光されてレ、なレ、部分（開口部） 50をほぼ中央に含んでレ、る。

[0052] なお、本実施形態における「画素領域 40」は、表示の最小単位である画素に対応しており、その面積は、行方向の画素電極 56のピッチを Px、列方向の画素電極 56 のピッチを Pyとすると、 Px X Pyで表される。

[0053] 本実施形態では、反射金属層 53の少なくとも一部は開口部 50に配置され、非再帰性反射部材として機能する。すなわち、表示装置 200の観察者側から再帰性反射層 2に入射しょうとする光の一部を再帰性反射方向とは異なる方向（例えば正反射方向）に反射させる。

[0054] 図 6は、基板 10、 12の法線方向から表示装置 200を見たときの、単一の開口部 50 を示す平面図である。図示するように、開口部 50は、ブラックマトリクス 20によって覆われていない部分で構成されており、入射光を再帰性反射方向以外の方向に反射する非再帰性反射領域 50ηと、入射光を再帰性反射方向に反射する再帰性反射領域 50rとを有している。従って、観察者側から開口部 50に入射した光は、非再帰性反射領域 50ηあるいは再帰性反射領域 50rのレ、ずれか一方によって反射される。本実施形態では、非再帰性反射領域 50ηは、反射金属層 53の表面のうちブラックマトリクス 20によって遮光されていない部分によって規定され、再帰性反射領域 50rは、再帰性反射層 2のうちブラックマトリクス 20や反射金属層 53などで遮光されていない部分によって規定される。

[0055] このように、本実施形態によると、開口部 50に再帰性反射領域 50rのみでなく非再帰性反射領域 50ηも配置されるので、図 4 (a)および (b)を参照しながら説明したように、観察方向にかかわらず、明るぐ視認性に優れた表示を実現できる。 [0056] また、図 2 (a)および (b)を参照しながら説明した従来の表示装置 100では、ブラックマトリタス 20によって遮光される領域にソース配線 14やゲート配線 15を設ける必要があるため、ブラックマトリクス 20の幅はそれらの配線 14、 15の幅よりも小さくできなかった。その上、配線 14、 15と画素電極 16との間のギャップまで遮光しょうとすると、ブラックマトリクス 20の幅はさらに大きくなつてしまレ、、開口率を低下させていた。これに対し、本実施形態では、ブラックマトリクス 20は、隣接する画素電極 56の間隔 58のみを遮光できればよいので、ブラックマトリクス 20の幅を低減でき、その結果、実質的な開口率が向上する。

[0057] なお、反射金属層 53は、背面基板 12に形成された配線 14、 15のうちブラックマトリタス 20によって遮光される部分以外の部分を遮光するように配置されていることが好ましい。反射金属層 53およびブラックマトリクス 20によって配線 14、 15を略完全に遮光できるので、配線 14、 15の表面に光が入射することによる表示特性 (特に黒表示特性）の低下を抑制できるからである。

[0058] 図 6に示す平面図において、開口部 50に占める非再帰性反射領域 50ηの面積の割合 Rnおよび再帰性反射領域 50rの面積の割合 Rrは適宜選択され得るが、開口部 50に占める非再帰性反射領域 50ηの面積の割合 Rnが 3%以上 (例えば 10%以上）であれば、白表示の明度をより確実に高めることができ、表示のコントラスト比も改善できるので好ましい。一方、非再帰性反射領域 50ηの面積の割合 Rnは再帰性反射領域 50rの面積の割合 Rrの 50%以下、言い換えると、開口部 50に占める非再帰性反射領域 50ηの割合 Rnは 1/3以下であることが好ましい。非再帰性反射領域 50η の面積の割合 Rn力を超えると、観察者が表示装置 200のディスプレイを目視したときに、反射金属層 53による鏡面反射に起因する映り込みのために視認性が低下する力らである。より好ましくは、非再帰性反射領域 50ηの面積の割合 Rnは再帰性反射領域 50rの面積の割合 Rrの 20%以下、言い換えると、開口部 50に占める非再帰性反射領域 50ηの面積の割合 Rnは 1/6以下である。これにより、光源 5から入射する光の正反射方向付近から観察したときに、黒表示が明るく表示されたり（「黒浮き」）、ひどいときには階調表示時に反転が発生する（「階調反転」 )ことを防止できる。

[0059] なお、本明細書では「開口部 50に占める非再帰性反射領域 50ηの面積の割合 Rn 」および「開口部 50に占める再帰性反射領域 50rの面積の割合 Rr」は、それぞれ、基板表面の法線方向から見て、開口部 50の面積に対する非再帰性反射領域 50η の面積率、および、開口部 50の面積に対する再帰性反射領域 50rの面積率を指すものとする。また、単一の開口部 50に複数の非再帰性反射領域 50ηが配置されている場合には、非再帰性反射領域 50ηの面積は、それらの非再帰性反射領域 50ηの合計面積を意味することとする。単一の開口部 50に複数の再帰性反射領域 50rが配置されている場合についても同様である。

[0060] 続いて、本実施形態における反射金属層 53の形成方法の一例を説明する。

[0061] まず、薄膜トランジスタ 13や配線 14、 15が形成された背面基板 12に透明樹脂層 2 2を形成する。続いて、透明樹脂層 22の上に ITO膜を堆積し、これをパターユングすることにより、複数の透明導電層 51を得る。この後、透明樹脂層 22および透明導電層 51の上に反射性金属の膜 (ここでは Ag膜）を堆積し、 Ag膜のパターユングを行うことにより、透明導電層 51に対して電気的に接続された反射金属層 53を形成できる

[0062] なお、反射金属層 53の形成方法は上記方法に限定されない。例えば、透明導電層 51を形成する前に反射金属層 53を形成してもよぐその場合には、透明導電層 5 1の下に反射金属層 53が配置される。また、反射金属層 53の材料として、 Agの他に、 AgPd、 AgPdCuなどの Ag合金を用いてもよレヽ。

[0063] 本実施形態における反射金属層 53や透明導電層 51の配置や形状は、図示するような配置や形状に限定されない。本実施形態における反射金属層 53は、光変調層 1と再帰性反射層 2との間に配置され、かつ、透明導電層 51と電気的に接続されていれば、非再帰性反射部材および画素電極としての機能を有する。図示する例では、反射金属層 53の一部が透明導電層 51と重なっている力反射金属層 53の全体が透明導電層 51に重なっていてもよい。あるいは、反射金属層 53は透明導電層 51 の端面に接するように配置され、透明導電層 51と重なっていなくてもよい。

[0064] 反射金属層 53は、再帰性反射とは異なる反射特性を有していればよぐ鏡面反射特性であっても拡散反射特性であってもよい。好ましくは、反射金属層 53の表面のうち少なくとも非再帰性反射領域 50ηとして機能する部分（開口部 50に位置する部分）力鏡面反射特性を有する平面（平面ミラー）である。より好ましくは、そのような平面が基板 10、 12の表面に対して略平行に配置される。これにより、図 4 (a)および (b)を参照しながら説明したように、観察方向による白表示特性の低下をより効果的に改善できる。

[0065] また、反射金属層 53は、開口部 50の少なくとも一部に配置されていればよいが、上述したように透明導電層 51の周縁部に配置されると、実質的な開口率を従来よりも向上でき、光利用効率を改善できるので好ましい。その場合、反射金属層 53は、透明導電層 51の周縁部の少なくとも一部に配置されていればよぐ例えば、ゲート配線 15あるいはソース配線 14のレ、ずれか一方の上に配置されてレ、ても白表示の明るさを改善する効果が得られる。さらに、反射金属層 53は、表示装置 200を構成する少なくとも 1つの開口部 50に配置されていればよい。

[0066] 表示装置 200は外付け MCCA構造を有している力 S、表示パネル内に再帰性反射層 2を配置した内付け MCCA構造の表示装置において、再帰性反射層 2と光変調層 1との間に反射金属層 53を配置しても同様の効果が得られる。その場合、再帰性反射層 2のうち再帰性反射形状が崩れやすレ、コンタクト部上に反射金属層 53を配置してもよい。

[0067] (第 2の実施形態）

以下、図面を参照しながら、本発明による表示装置の第 2の実施形態を説明する。本実施形態の表示装置は、散乱型液晶を用いた再帰性反射型液晶表示装置であり、外付け MCCA構造を有している。本実施形態では、背面基板に形成された配線を非再帰性反射部材として利用する。

[0068] 図 7 (a)は、本実施形態の表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、図 7 (b)は、本実施形態の表示装置を説明するための図であり、図 7 (a)に示す平面図における VII—νΐΓ線および VII'—VII' '線に沿った模式的な断面図である。簡単のため、表示装置 100と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。

[0069] 表示装置 300では、ブラックマトリクス 20の幅力ソース配線 14やゲート配線 15の幅よりも小さく、ソース配線 14、ゲート配線 15、薄膜トランジスタ 13などの少なくとも一部は、ブラックマトリクス 20から露出して開口部 70に配置されている。なお、「開口部 70」とは、画素領域 60のうちブラックマトリクス 20によって遮光されていない部分を指す。表示装置 300では、画素電極 16の端部とブラックマトリクス 20の端部が積層方向に略整合している力ブラックマトリクス 20は画素電極 16の一部と重なっていてもよい。その他の構成は、図 2 (a)および (b)を参照しながら前述した表示装置 100と同様であり、表示装置 100と同様の構成要素には同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

[0070] 本実施形態では、背面基板 12に形成された配線 14、 15や薄膜トランジスタ 13の少なくとも一部は開口部 70に配置され、非再帰性反射部材として機能する。すなわち、表示装置 300の観察者側から再帰性反射層 2に入射しょうとする光の一部を鏡面反射あるいは拡散反射により再帰性反射方向とは異なる方向に反射させる。これにより、図 4 (a)および (b)を参照しながら説明したように、白表示状態における明度を改善できる。

[0071] また、図 2 (a)および (b)を参照しながら説明した従来の表示装置 100では、ブラックマトリタス 20によって遮光される領域にソース配線 14やゲート配線 15を設ける必要があるため、ブラックマトリクス 20の幅はそれらの配線 14、 15の幅よりも小さくできな力つた。これに対し、本実施形態では、ブラックマトリクス 20の幅を上記配線 14、 15 の幅よりも小さくするので、実質的な開口率を従来よりも高めることが可能になる。

[0072] 本実施形態における開口部 70も、前述の第 1の実施形態と同様に、非再帰性反射領域 70ηと再帰性反射領域 70rとを有している。非再帰性反射領域 70ηは、ソース配線 14、薄膜トランジスタ 13、ゲート配線 15などの表面のうちブラックマトリクス 20によつて遮光されていない部分によって規定され、再帰性反射領域 70rは、再帰性反射層 2のうちブラックマトリクス 20や配線 14、 15などで遮光されていない部分によって規定されている。表示装置 300では、非再帰性反射領域 70ηは、再帰性反射領域 7 Orを包囲するように配置されてレ、る。

[0073] 開口部 70に占める非再帰性反射領域 70ηの割合 Rnおよび再帰性反射領域 70r の割合 Rrの好ましい範囲は、第 1の実施形態と同様である。本実施形態では、開口部 70に占める非再帰性反射領域 70ηの割合 Rnは、ソース配線 14やゲート配線 15 の幅、および、ブラックマトリクス 20の幅を適宜選択することによって調整できる。

[0074] 本実施形態の表示装置 300は、ブラックマトリクス 20の幅が配線 14、 15の幅よりも小さくなるように設計される点以外は、図 2 (a)および (b)に示す従来の表示装置 100 と同様の方法で形成できる。従って、非再帰性反射部材を形成するために、製造プ口セスを増加させる必要がないので有利である。

[0075] なお、本実施形態の表示装置の構成は、表示装置 300の構成に限定されない。本実施形態の表示装置では、配線 14、 15あるいは薄膜トランジスタ 13の少なくとも一部が開口部 70に配置されればよぐ例えば、ブラックマトリクス 20の幅を小さくする代わりに、配線 14、 15の幅を全体にあるいは部分的に広くすることによって、配線 14、 15の一部を開口部 70に配置させることもできる。また、図 7に示す表示装置 300では、配線 14、 15によって規定される非再帰性反射領域 70ηの位置や、非再帰性反射領域 70ηの平面形状も特に限定されず、適宜選択され得る。

[0076] さらに、表示装置 300では、配線 14、 15を非再帰性反射部材として用いるが、配線 14、 15にカ卩えて、あるいは配線 14、 15の代わりに、補助容量配線を非再帰性反射部材として用いてもよい。そのような補助容量配線は、例えばゲート配線に近接して配置されてもよいし、ゲートおよびソース配線に沿うようにコの字型に配置されてもよい。

[0077] (第 3の実施形態）

以下、図面を参照しながら、本発明による表示装置の第 3の実施形態を説明する。本実施形態の表示装置は、散乱型液晶を用いた再帰性反射型液晶表示装置であり、外付け MCCA構造を有している。本実施形態では、非再帰性反射部材として、背面基板と画素電極との間に反射金属層を設けている。

[0078] 図 8 (a)は、本実施形態の表示装置における背面基板上の配線や電極の状態を示す平面図であり、図 8 (b)は、本実施形態の表示装置を説明するための図であり、図 8 (a)に示す平面図における νΐΠ—νΐΐ 線および VIII'—VIII' '線に沿った模式的な断面図である。簡単のため、表示装置 100と同様の構成要素には同じ参照符号を付し、その説明を省略する。

[0079] 表示装置 400では、背面基板 12に形成されたソース配線 14および Ζまたはゲート配線 15の上に、パッシベーシヨン膜 (例えばシリコン窒化膜） 73を介して、反射金属層 (例えば Ag層) 71が形成されている。反射金属層 71は、透明樹脂層 22で覆われており、この透明樹脂層 22によって画素電極 16と電気的に絶縁されている。また、反射金属層 71の少なくとも一部は、前面基板 10に設けられたブラックマトリクス 20から露出して開口部 90に配置されている。なお、「開口部 90」とは、画素領域 80のうちブラックマトリクス 20によって遮光されていない部分を指す。表示装置 400では、画素電極 16の端部とブラックマトリクス 20の端部が積層方向に略整合しているが、ブラックマトリクス 20は画素電極 16の一部と重なってレ、てもよレ、。

[0080] 本実施形態では、反射金属層 71のうち開口部 90に位置する部分が、非再帰性反射部材としての機能を発揮する。つまり、表示装置 400の観察者側から再帰性反射層 2に入射しょうとする光の一部を、再帰性反射方向とは異なる方向（例えば正反射方向）に反射する。これにより、図 4 (a)および (b)を参照しながら説明したように、白表示状態における明度を改善できる。

[0081] また、図 2 (a)および (b)を参照しながら説明した従来の表示装置 100では、ブラックマトリタス 20によって遮光される領域にソース配線 14やゲート配線 15を設ける必要があるため、ブラックマトリクス 20の幅はそれらの配線 14、 15の幅よりも小さくできな力つた。これに対し、本実施形態では、ブラックマトリクス 20は、隣接する画素電極 16 の間隔のみを覆っていればよいので、ブラックマトリクス 20の幅を低減でき、その結果、開口率を実質的に向上させることが可能になる。

[0082] 反射金属層 71の幅は特に限定しないが、背面基板 12に形成されたソース配線 14 、ゲート配線 15、薄膜トランジスタ 13などの構成要素を遮光するように設定されていることが好ましい。これにより、上記構成要素の表面に光が入射することによる表示特性 (特に黒表示特性）の低下を抑制できる。

[0083] 本実施形態における開口部 90も、前述の実施形態と同様に、非再帰性反射領域 9 Onと再帰性反射領域 90rとを有している。非再帰性反射領域 90ηは、反射金属層 7 1のうちブラックマトリクス 20によって遮光されていない部分によって規定され、再帰性反射領域 90rは、再帰性反射層 2のうちブラックマトリクス 20や反射金属層 71などで遮光されてレ、なレ、部分によって規定されてレ、る。 [0084] 開口部 90に占める非再帰性反射領域 90ηの割合 Rnおよび再帰性反射領域 90r の割合 Rrの好ましい範囲は、第 1の実施形態で説明した範囲と同様である。これらの割合 Rn、 Rrは、反射金属層 71のサイズとブラックマトリクス 20の幅とを適宜選択することによって調整できる。

[0085] 次に、本実施形態における反射金属層 71および画素電極 16の形成方法の一例を説明する。

[0086] まず、薄膜トランジスタ 13や配線 14、 15が形成された背面基板 12に、 CVD法を用レ、てシリコン窒化膜を形成し、これをパターユングすることにより、配線 14、 15や薄膜トランジスタ 13を覆うパッシベーシヨン膜 (厚さ：例えば 1500 A) 73を形成する。次レヽで、パッシベーシヨン膜 73の上に反射金属膜 (Ag膜)を蒸着し、さらにパターユングして、配線 14、 15や薄膜トランジスタ 13を覆う反射金属層（厚さ：例えば 1500A) 71 を形成する。その上に、スピンコート法を用いて透明樹脂材料を塗布することにより、透明樹脂層 22を形成する。透明樹脂層 22には、薄膜トランジスタ 13のドレイン電極 13dに達するコンタクトホールを形成する。この後、透明樹脂層 22の上に ITO膜を堆積し、さらにパターユングして画素電極 16を得る。

[0087] なお、反射金属層 71の形成方法は上記方法に限定されない。反射金属層 71の材料として、 Agの他に、 AgPd、 AgPdCuなどの Ag合金を用いることもできる。

[0088] 本実施形態における反射金属層 71の配置や形状は、図示するような配置や形状に限定されない。本実施形態における反射金属層 71は、開口部 90において、画素電極 16と再帰性反射層 2との間に配置されてレヽればよぐ例えば反射金属層 71の幅が配線 14、 15の幅よりも小さぐ配線 14、 15の一部が反射金属層 71で遮光されていなくてもよレ、。また、表示装置 400では、反射金属層 71の一部と画素電極 16とが重なっているが、幅の狭い反射金属層 71を形成し、反射金属層 71が画素電極 16で覆われていてもよい。

[0089] 反射金属層 71は、再帰性反射とは異なる反射特性を有していればよぐ鏡面反射特性であっても拡散反射特性であってもよい。好ましくは、反射金属層 71の表面のうち少なくとも非再帰性反射領域 90ηとして機能する部分（開口部 90に位置する部分）力鏡面反射特性を有する平面（平面ミラー）である。より好ましくは、そのような平面が基板 10、 12の表面に対して略平行に配置される。これにより、図 4 (a)および (b)を参照しながら説明したように、観察方向による白表示特性の低下をより効果的に改善できる。

[0090] また、反射金属層 71は、開口部 90の少なくとも一部に配置されていればよい。例えば、ゲート配線 15あるいはソース配線 14のいずれか一方のみに沿って配置されていても白表示の明るさを改善する効果が得られる。さらに、反射金属層 71は、表示装置 400を構成する少なくとも 1つの開口部 90に配置されていればよい。

[0091] (第 4の実施形態）

以下、図面を参照しながら、本発明による表示装置の第 4の実施形態を説明する。本実施形態の表示装置は、散乱型液晶を用いた再帰性反射型液晶表示装置であり、内付け MCCA構造を有している。本実施形態の表示装置は、画素電極および再帰性反射層としての機能を兼ねた反射電極を備えており、各開口部内において、反射電極と薄膜トランジスタとを接続するためのコンタ外部上に非再帰性反射領域を有している。

[0092] 図 9は、本実施形態の表示装置の模式的な断面図である。

[0093] 表示装置 500は、カラーフィルター 19、ブラックマトリクス 20および対向電極 18が設けられた前面基板 10と、前面基板 10に対向するように配置された背面基板 12と、これらの基板 10、 12の間に設けられた光変調層 1とを備えている。本実施形態では、光変調層 1として散乱型液晶層を用いる。背面基板 12には、複数の薄膜トランジスタ 13や配線（図示せず）が形成され、その上には、再帰反射性を示す表面形状を有する絶縁層 92および複数の反射電極 94がこの順で形成されている。

[0094] 複数の反射電極 94は画素毎に互いに離間して配置されており、各反射電極 94は、絶縁層 92に形成されたコンタクト部 96を介して、対応する薄膜トランジスタ 13のドレイン電極と接続されている。また、各反射電極 94の表面は、絶縁層 92の表面形状を反映した凹凸を有している。表示装置 500では、反射電極 94は、画素電極としての機能および再帰性反射層としての機能を発揮する。

[0095] ここでは、反射電極 94は MCCA形状を有し、再帰性反射領域 120rを規定する。

ただし、図示するように、開口部 120において、反射電極 94のうちコンタクト部 96の上に位置する部分の表面は、非再帰性反射領域 120ηを規定する。図示するように、非再帰性反射領域 120ηは、略平坦な領域を含んでいる。なお、「開口部 120」とは、画素領域 110のうちブラックマトリクス 20で遮光されてレ、なレ、部分をレ、う。

[0096] 図 10は、基板 10、 12の法線方向から表示装置 500を見たときの、単一の開口部 1 20を示す平面図である。

[0097] 図 10に示す平面図において、非再帰性反射領域 120ηの面積は、反射電極 94における凹凸形状の単位構造の面積以上である。より好ましくは、そのような単位構造の面積の 1. 5倍以上である。これにより、白表示の明度をより確実に改善できる。ここで、基板 10、 12の表面の法線方向から見た「単位構造の面積」とは、反射電極 94が例えば図 11 (a)および（b)に示すようなキュービックコーナーキューブアレイ形状を有する場合、図 11 (b)に示す平面図において、頂点および鞍点からなる正六角形、または底点および鞍点からなる正六角形の面積のことである。また、開口部 120に占める非再帰性反射領域 120ηの面積の割合 Rnの好適な範囲は、第 1の実施形態で説明した範囲と同様である。

[0098] 本実施形態では、開口部内において、再帰性反射領域 120rおよび非再帰性反射領域 120ηが配置されているので、表示装置 500の観察者側から反射電極 94に入射しようとする光の一部は、非再帰性反射領域 120ηで再帰性反射方向とは異なる方向（例えば正反射方向）に反射し、観察者側に出射する。そのため、図 4 (a)および (b)を参照しながら説明したように、白表示状態における明度を改善することができる。

[0099] 本出願人による特開 2003— 255373号公報には、内付け MCCA構造の表示装置にぉレ、て、コンタクト部の影響で反射電極の MCCA形状が崩れて略平坦になることが開示されている。し力ながら、コンタクト部の影響で MCCA形状が崩れて略平坦な部分が形成される場合には、基板の法線方向から見て、略平坦な部分の面積は、反射電極の MCCA形状における単位構造の面積の 1/2程度であり、白表示特性を十分に改善することはできない。これに対し、本実施形態では、反射電極 94のうちコンタクト部 96の上に位置する部分の再帰性形状が崩れてしまうことを逆に利用して、コンタクト部 96を含む所定の部分に積極的に再帰反射特性を有さない領域 (非再帰性反射領域） 120nを形成している。本実施形態における非再帰性反射領域 12 Onは、 MCCA形状における単位構造の面積と同等以上と十分に大きいので、白表示特性を改善できる。

[0100] このような非再帰性反射領域 120ηを有する反射電極 94は、例えば次のようにして形成できる。

[0101] まず、マスターとして、複数の凸部およびそれを包囲する平坦面を有する MCCAを作製する。次いで、薄膜トランジスタ 13や配線が形成された背面基板 12に絶縁層を形成し、この絶縁層に対して、例えば上記マスターの形状を転写することにより、絶縁層 92を得る。絶縁層 92のうち、マスターの凸部に対応する部分はコンタクトホールとなり、マスターの平坦面で規定される部分は非再帰性反射領域 120ηとなる。続いて、絶縁層 92の上およびコンタクトホール内に金属膜を堆積した後、金属膜のパターニングを行う。これにより、非再帰性反射領域 120ηを有する複数の反射電極 94が形成されるとともに、コンタクトホール内にコンタクト部 96が形成される。このように、本実施形態の表示装置 500は、従来の製造プロセスを複雑化することなく製造され得るので有利である。

[0102] 上述した第 1〜第 4の実施形態における光変調層 1は、光変調層 1に入射した光を、その進行方向を維持して通過させる（入射光が屈折して通過する場合も含む)透過状態と、その進行方向を変える散乱作用を有する散乱状態との間でスイッチング可能な層であればよぐ例えばネマティックーコレステリック相転移型液晶、ホログラフィック機能や回折機能を有する高分子分散型液晶、液晶ゲルなどの光散乱型液晶から構成される。

[0103] 好ましくは、散乱型液晶として高分子分散型液晶を用いる。高分子分散型液晶は、例えば低分子液晶組成物および未重合プレボリマーの混合物を相溶させて、電極などが形成された前面基板 10および背面基板 12の間に配置した後、プレボリマーを重合することによって得られる。プレボリマーの種類は特に限定されなレ、が、好ましくは紫外線硬化性プレボリマーを用いる。紫外線硬化性プレボリマーを用いると、重合を行う際に上記混合物を加熱する必要がないので、他の部材への熱による悪影響を防止できる。 [0104] 上記のような高分子分散型液晶は、液晶性を示す紫外線硬化性プレボリマーと液晶組成物（メルク社製: TL213、 Δ η= 0. 238)との混合物（プレボリマー液晶混合物）を、紫外線等の活性光線の照射により光硬化させることによって形成できる。プレポリマー液晶混合物としては、例えば、紫外線硬化材料と液晶とを 20 : 80の重量比で混合し、少量の重合開始剤（チノ^ガイギ一社製: Irgacure 651)を添加することによって得られた、常温でネマティック液晶相を示すプレボリマー液晶混合物を用いること力 Sできる。このように、上記高分子分散型液晶は、紫外線照射を利用して形成され、加熱処理を施す必要がない。従って、光変調層 1を形成することによって、前面基板 10および背面基板 12に形成された他の部材に与えるダメージを低減できる

[0105] また、上述した第 1〜第 4の実施形態における再帰性反射層 2は、再帰性反射特性を有する反射板であればよいが、好ましくはコーナーキューブアレイである。より好ましくは、図 11 (a)および (b)に示すようなキュービックコーナーキューブアレイである。キュービックコーナーキューブアレイは、互いに直交する略正方形の 3面からなるコーナーキューブが 2次元的に配列された構造を有し、コーナーキューブアレイのなかでも特に再帰性反射特性に優れている。キュービックコーナーキューブの配列ピッチは、表示装置の画素ピッチよりも十分小さいことが好ましぐ例えば 5 /i m以上 50 /i m 以下である。

[0106] 本発明は、散乱型表示モードと再帰性反射板とを組み合わせた反射型表示装置に広く適用され、例えば高分子分散型液晶を用いた再帰性反射型液晶表示装置に好適に用いられる。そのような表示装置は、表示パネル内に再帰性反射板が配置された内付け構造を有していてもよいし、表示パネルの背面側に再帰性反射板が配置された外付け構造を有していてもよい。なお、外付け構造を有する再帰性反射型液晶表示装置のなかでは、特に、再帰性反射板と表示パネルの背面基板との間が屈折率 1. 06以上の物質で満たされている場合に、本発明を用いるとより効果的に表示特性を改善できる。この理由を以下に説明する。

[0107] 再帰性反射板として図 11 (a)および (b)に示すような MCCAを用いる場合、図示するように、 MCCAに対して垂直に入射した光 260は、図 1 1 (b)に示すように、光 26 0が入射したコーナーキューブ (入射コーナーキューブ）を構成する 3面で順に反射して、入射方向へ戻る再帰性反射光となる。一方、 MCCAに対して垂直方向から数度でも傾いて入射した光 280の一部は、図 11 (b)に示すように、入射コーナーキューブを構成する 3面のうち 2面で順に反射する力残りの面には入射せず、入射方向へ戻らない。このように、入射コーナーキューブを構成する 2面のみで反射された光を「 2回反射光」と呼ぶ。このような 2回反射光は、 MCCA形状の精度（法線角度や平面性）が低い場合には、 MCCAに対して垂直方向に光を入射したときにも生じ得る。

[0108] このような MCCAを表示パネルの背面側に配置し、かつ、表示パネルの背面と M CCAとの間を、屈折率が 1. 00程度の物質 (例えば空気）で満たした構成の表示装置では、白表示状態において、表示パネルの正面で観察した場合でも、 2回反射光の一部は液晶層で散乱された後に観察者側に出射する。そのため、再帰性反射した光が液晶層で散乱された光だけでなぐ 2回反射光が液晶層で散乱された光も表示に利用できる。これに対して、表示パネルの背面と MCCAとの間を、屈折率が 1. 06 以上の物質で満たした構成の表示装置では、表示パネルの正面で観察した場合に、 2回反射光は観察者側に出射せず、表示に利用できない。従って、このような表示装置では、白表示の明るさゃ視認性の低下がより顕著であり、本発明を適用することにより、白表示特性をより効果的に改善できる。

[0109] (実施例）

本発明による表示装置の実施例 1および 2を作製し、これらの表示特性を評価したので、その方法および結果を説明する。なお、比較のために、非再帰性反射部材を有さなレ、比較例も作製し、同様の測定を行った。

[0110] まず、比較例として、図 2 (a)および (b)を参照しながら説明した表示装置 100と同様の構成を有する表示装置を作製した。その作製方法を以下に述べる。

[0111] 背面基板 12としてガラス基板を用レ、、これに、薄膜トランジスタ 13、ソース配線 14、ゲート配線 15および補助容量配線を形成した。図示しないが、補助容量配線は、ゲート配線 15に近接して配置した。また、ソース配線 14、ゲート配線 15および補助容量配線は、それぞれ、タンタル、タングステンおよびモリブデンを用いて形成した。このようにして得られた TFT基板の上に、透明樹脂材料をスピン塗布することによって透明樹脂層（厚さ： 1 μ ΐη) 22を形成した。この後、透明樹脂層 22の上に ΙΤΟ膜を堆積した後、パターユングすることによって画素電極 16を形成した。一方、前面基板 10 としてガラス基板を用レ、、これにカラーフィルター 19、ブラックマトリクス 20および対向電極 18を形成した。ブラックマトリクス 20は、背面基板 12に形成された配線 (ソース配線 14、ゲート配線 15および補助容量配線）を覆うように配置した。この後、背面基板 12における画素電極 16などが形成された側の表面と、前面基板 10における対向電極 18などが形成された側の表面とを対向させ、その間に高分子分散型液晶を注入することにより、光変調層 1を形成した。最後に、背面基板 12の背面側に、再帰性反射板をグリセリンでマッチングして貼り付けることにより、再帰性反射層 2を形成した。なお、再帰性反射板としては、ピッチが 20 x mのキュービックコーナーキューブァレィを用いた。

[0112] 得られた比較例の表示装置では、カラーフィルターの開口面積率は 74%であった。なお、「カラーフィルターの開口面積率」とは、 RGBのフィルターのそれぞれを包囲するブラックマトリクスの中心線で囲まれた部分に対するそのフィルターの面積率を意味し、画素領域に占める開口部の面積率に等しい。また、配線 14、 15などはブラックマトリクス 20で完全に遮光されているので、開口部内には非再帰性反射領域が存在しない。従って、開口部に占める非再帰性反射領域の割合 Rnは 0%となる。

[0113] 実施例 1の表示装置は、図 5 (a)および (b)を参照しながら第 1の実施形態で説明した表示装置 200と同様の構成を有する。実施例 1の表示装置の作製方法を以下に説明する。

[0114] 上述した比較例と同様の方法で、 TFT基板を作製し、その上に透明樹脂層 22を形成した。続いて、透明樹脂層 22の上に、 ITO膜を用いて透明導電層 51を形成した。さらに、透明樹脂層 22および透明導電層 51の上に銀 (Ag)を蒸着した後、パター二ングを行って、反射金属層 53となる平面ミラーを形成した。平面ミラーは、 TFT基板上の薄膜トランジスタ 13および配線 14、 15を覆うように配置し、また、平面ミラーのうち開口部 50に位置する部分、すなわち非再帰性反射領域 50ηの幅を 6 μ mとした。このようにして、透明導電層 51および反射金属層 53から構成される画素電極 56を得た。一方、比較例と同様の方法で、前面基板 10にカラーフィルター 19、ブラックマトリタス 20および対向電極 18を形成した。ただし、本実施例では、ブラックマトリクス 2 0は配線 14、 15を完全に遮光する必要がないので、ブラックマトリクス 20の幅を、比較例におけるブラックマトリクス 20の幅よりも小さくした。次いで、比較例と同様の材料を用いて同様の方法で、前面基板 10と背面基板 12との間に光変調層 1を形成した後、背面基板 12の背面側に再帰性反射板を貼り付けて再帰性反射層 2を形成し、表示装置を完成させた。

[0115] 実施例 1の表示装置では、カラーフィルターの開口面積率は 87%となり、比較例におけるカラーフィルターの開口面積率よりも高くなつた。これは、本実施例におけるブラックマトリクス 20の幅を、比較例におけるブラックマトリクス 20の幅よりも小さくしたためである。さらに、実施例 1における開口部に占める非再帰性反射領域の割合 Rnは 15%であった。

[0116] 実施例 2の表示装置は、図 7を参照しながら第 2の実施形態で説明した表示装置 3 00と同様の構成を有する。実施例 2の表示装置の作製方法は、ブラックマトリクス 20 の幅を配線 14、 15の幅よりも小さくする点以外は、比較例の表示装置の作製方法と同様とした。具体的には、実施例 2では、ソースおよびゲート配線 14、 15の幅を、比較例におけるソースおよびゲート配線 14、 15の幅と同じとし、ブラックマトリクス 20の幅を、それらの配線 14、 15の幅よりも 12 /i m小さくした。これにより、配線 14、 15のうち開口部 70に位置する部分、すなわち非再帰性反射領域 70ηの幅は 6 μ mとなった

[0117] 実施例 2の表示装置では、カラーフィルターの開口面積率は 87%、開口部に占める非再帰性反射領域の割合 Rnは 15 %であつた。

[0118] 続いて、上記方法により得られた実施例 1、 2および比較例の表示装置の表示特性の評価方法を説明する。

[0119] これらの表示装置のそれぞれに対して、分光測色計 (ミノルタ社製 CM— 1000)を用いて、白表示状態および黒表示状態の Y値を測定し、表示のコントラスト比を算出した。 Y値は、 XYZ (Yxy)表色系における反射率であり、「明度」に対応する。具体的な測定方法を以下に説明する。

[0120] まず、測定しょうとする表示装置を分光測色系に設置し、その光変調層 1を散乱状態（白表示状態）とした。この表示装置に対して、光源および積分球を用いて全ての方向から光を入射させ、表示装置の基板に垂直な方向に反射する光の強度 Iwを受光器で測定した。受光器における集光角は 10度とした。一方、この測色系に、表示装置の代わりに、リファレンスとして完全拡散板を設置して、完全拡散板によって反射される光のうち、完全拡散板に対して垂直な方向に向力、う光の強度 Irを受光器で測定した。上記光の強度 Iwの、リファレンスを用いた場合の光の強度 Irに対する比 (Iw /Ir) (%)を算出し、表示装置における白表示の明るさとした。

[0121] 続いて、表示装置の光変調層 1を透過状態（黒表示状態）に切り替えた後、上記と同様にして、表示装置に対して全方向から光を入射させて、表示装置の基板に垂直な方向に反射する光の強度 lbを受光器で測定した。このようにして得られた強度 lbの、上記リファレンスを用いた場合の光の強度 Irに対する比 (Ib/Ir) (%)を算出し、黒表示の明るさとした。

[0122] さらに、上記のようにして得られた黒表示および白表示の明るさから、表示のコントラスト比比（Iw/Ib)を求めた。

[0123] また、それぞれの表示装置について、観察方向と光源からの光が入射する（再帰反射する）方向とが比較的近いとき、および、これらの方向がパネルの法線方向に対して反対側に大きく離れてレ、るときにっ、て白表示状態の視認性を評価した。

[0124] 実施例 1、 2および比較例の表示装置における白表示の明るさおよびコントラスト比の測定結果を表 1に示す。なお、表 1に示す「白表示の明るさ（％)」は、上述したように完全拡散板の明るさを 100%として算出した値である。

[0125] [表 1] 実施例 1 実施例 2 比較例白表示の明るさ 2 2 % 1 8 % 1 5 % 表示のコントラスト比 7 . 5 5 . 8 7. 1 非再帰性反射領域の幅 Ό μ τη Ό μ m ― 開口部に占める非再帰性反射領域の

1 5 % 1 5 % 0 % 割合 R n

カラーフィルター開口面積率 8 7 % 8 7 % 7 4 % [0126] 表 1に示す結果から、本発明における非再帰性反射部材を備えた実施例 1および 2 では、いずれも、比較例よりも明るい白表示が得られることがわかる。比較例では、画素領域における配線部分をブラックマトリクス 20で完全に遮光するが、実施例 1、 2では、この配線部分に非再帰性反射領域を設けるため、開口率が実質的に上がり、表示に寄与する光の強度（上記反射光の強度） lbを大きくできるからである。また、実施例 1では、実施例 2よりもさらに明るい表示が得られた。これらの実施例における非再帰性反射領域の面積率は等しいが、実施例 2では、配線 14、 15の上面を非再帰性反射部材として用いているのに対して、実施例 1では反射率の高い銀の平面ミラーを非再帰性反射部材として用いているため、反射光の強度 lbがより増大するからである

[0127] また、実施例 1では、比較例と比べて、黒表示も明るくなつてしまうが、白表示の明るさが大幅に向上しているため、結果的に、高いコントラスト比が得られる。なお、実施例 1の表示装置では、複雑な構成を有するために散乱起因となる薄膜トランジスタ 13 を平面ミラーで覆っているので、実施例 2よりも良好な黒表示が得られる。

[0128] 実施例 2では、比較例と比べて、より明るい白表示を実現できる力黒表示が極めて明るくなつてしまうために、表示のコントラスト比は低下する。し力ながら、配線金属の反射率を最適化したり、配線エッジの散乱を抑えることにより、表示のコントラスト比を比較例と同等あるいは、それ以上に向上させることが可能である。

[0129] 次に、視認性の評価結果を説明する。

[0130] 実施例 1および 2の表示装置では、表示装置を設置する環境にかかわらず、比較例の表示装置よりも視認性の高い表示が得られた。特に、パネルに対する観察方向と光源方向とが大きく離れている場合に、実施例 1および 2の表示装置の視認性は比較例の表示装置の視認性よりも大幅に優れていた。図 3および図 4を参照しながら前述したように、実施例 1および 2の表示装置によると、再帰性反射方向を中心とする散乱光 Laに加えて、非再帰性反射部材で反射された後に散乱された光 Lbも表示に寄与するため、散乱光 Laが届きにくい方向力も観察する場合でも、明るい表示が得られる。このように、観察方向による白表示特性の低下を大幅に抑制できるので、非再帰性反射領域によって黒表示特性が多少低下したとしても、結果的に、視認性を高めること力 Sできる。

[0131] また、表示装置を設置する環境 (光源方向と観察方向との関係など)をさらに様々に変化させたところ、全ての環境下で、実施例 1の表示装置は実施例 2の表示装置よりも視認性に優れていることがわかった。上述したように、実施例 1の表示装置は、実施例 2の表示装置と比べて、白表示特性および黒表示特性ともに優れているため、光源の位置や観察位置にかかわらず、見やすレ、表示が得られるからと考えられる。産業上の利用可能性

[0132] 本発明は、散乱型表示モードと再帰性反射板とを組み合わせた反射型表示装置に広く適用され、例えば高分子分散型液晶を用いた再帰性反射型液晶表示装置に好適に用いられる。そのような表示装置のなかでも、特に、再帰性反射板と表示パネル背面との間を屈折率 1. 06以上の物質で満たした外付け構造の再帰性反射型液晶表示装置や、表示パネル内に再帰性反射板が配置された内付け構造の再帰性反射型液晶表示装置に本発明を適用すると、表示特性をより効果的に改善できる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の画素領域を有する反射型表示装置であって、

光変調層と、

前記光変調層を間に保持する前面基板および背面基板と、

前記光変調層の光学的特性を画素領域ごとに変化させる電極構造と、前記光変調層の背面側に配置された再帰性反射層と、

前記光変調層の背面側に配置され、再帰性反射とは異なる反射特性を有する非再帰性反射部材と

を備え、

前記前面基板は前記画素領域ごとに開口部を規定する遮光層を有し、前記開口部内に、前記非再帰性反射部材によって規定される非再帰性反射領域と、前記再帰性反射層によって規定される再帰性反射領域とを有する反射型表示装置。

[2] 前記背面基板の法線方向から見たとき、前記非再帰性反射領域が前記開口部に占める面積の割合は 1/3以下である請求項 1に記載の反射型表示装置。

[3] 前記非再帰性反射領域は、前記開口部の周縁部に配置されている請求項 1に記載の反射型表示装置。

[4] 前記再帰性反射層は、前記背面基板を挟んで前記光変調層の反対側に配置されている請求項 1に記載の反射型表示装置。

[5] 前記非再帰性反射部材は、前記再帰性反射層と前記光変調層との間に設けられ、観察者側から前記再帰性反射層に入射する光の一部を再帰性反射方向とは異なる方向に反射させる請求項 4に記載の反射型表示装置。

[6] 前記背面基板に形成された配線をさらに備え、前記配線の一部は前記開口部内に配置され、前記非再帰性反射部材として機能する請求項 1に記載の反射型表示装置。

[7] 前記電極構造は、前記前面基板に形成された対向電極と、前記背面基板に形成され、画素領域毎に離間された画素電極とを含み、

前記画素電極は、反射金属層と透明導電層とを有し、前記反射金属層の少なくとも一部は前記開口部内に配置され、前記非再帰性反射部材として機能する請求項 1に記載の反射型表示装置。

[8] 前記電極構造は、前記前面基板に形成された対向電極と、前記背面基板に形成され、画素領域毎に離間された画素電極とを含み、

前記画素電極と前記再帰性反射層との間に配置された反射金属層をさらに備え、前記反射金属層の少なくとも一部は前記開口部に配置され、前記非再帰性反射部材として機能する請求項 1に記載の反射型表示装置。

[9] 前記背面基板に形成された配線は、前記遮光層および前記反射金属層によって遮光されている請求項 7に記載の反射型表示装置。

[10] 前記非再帰性反射部材は、略平坦な非再帰性反射領域を有する請求項 1に記載の反射型表示装置。

[11] 前記非再帰性反射領域は、前記背面基板に平行である請求項 10に記載の反射型表示装置。

[12] 複数の画素領域を有する反射型表示装置であって、

光変調層と、

前記光変調層を間に保持する前面基板および背面基板と、

前記光変調層の光学的特性を画素領域ごとに変化させる電極構造と

前記背面基板と前記光変調層との間に配置され、 2次元的に配列された複数の単位構造を有する再帰性反射層と

を備え、

前記前面基板は前記画素領域ごとに開口部を規定する遮光層を有し、前記再帰性反射層は、画素領域毎に離間された複数の反射電極から構成されており、

前記背面基板に形成された複数のスイッチング素子と、

各反射電極と対応するスイッチング素子とを電気的に接続するコンタクト部とをさらに備え、

前記複数の反射電極は、前記開口部内に、前記複数の単位構造から構成される再帰性反射領域と、略平坦な非再帰性反射領域とを有しており、前記非再帰性反射領域は、前記コンタクト部上に配置され、かつ、前記背面基板の法線方向から見て、各単位構造よりも大きい面積を有する反射型表示装置。