JP2002258272A - 反射板並びに反射型液晶表示装置 - Google Patents
反射板並びに反射型液晶表示装置Info
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Abstract
干渉を抑制する構造を持つ反射板および反射型液晶表示
装置およびその製造方法を提供する。 【解決手段】反射板に凹凸面を形成し、凹凸面の傾斜角
分布を規定することで効率よく観察者側に光を反射させ
る。また、凹凸面を凸パターンと第2絶縁層から形成
し、凸パターンと第2絶縁層のパラメータ設定を行うこ
とで所定の傾斜角分布を得る。また、傾斜角の2〜6度
成分を距離を持たせて配置することで、波長の変化を打
ち消すことが可能な反射を行わせ、光の干渉による色調
変化を抑制する。
Description
射型液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、外部
からの入射光を反射して表示光源とする反射板並びに反
射型液晶表示装置に関する。
射板により外部からの入射光を反射して表示光源とする
ことにより、光源としてのバックライトを備える必要の
ない反射型の液晶表示装置(liquid cryst
al display:LCD)が知られている。
置よりも低消費電力化、薄型化、軽量化が達成できるた
め、主に携帯端末用として利用されている。その理由
は、外部から入射した光を装置内部の反射板で反射させ
ることにより表示光源として利用できるので、バックラ
イトが不要になるからである。
TN(ツイステッドネマテッィク)方式、一枚偏光板方
式、STN(スーパーツイステッドネマテッィク)方
式、GH(ゲストホスト)方式、PDLC(高分子分
散)方式、コレステリック方式等を用いた液晶と、これ
を駆動するためのスイッチング素子と、液晶セル内部又
は外部に設けた反射板とから構成されている。これらの
一般的な反射型液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(T
FT)又は金属/絶縁膜/金属構造ダイオード(MI
M)をスイッチング素子として用いて高精細及び高画質
を実現できるアクティブマトリクス駆動方式が採用さ
れ、これに反射板が付随した構造となっている。
て、例えば、フォトリソグラフィ工程により有機絶縁膜
を残して反射板の表面に孤立の凸部を形成し、この凸部
の上に層間膜を設けて、凸部からなる山の部分とそれ以
外の谷の部分からなる滑らかな凹凸形状とし、反射板の
表面に、凹凸パターンを形成したものがある(特許28
25713号公報参照)。
パターンの例を示す平面図である。図14に示すよう
に、凹凸パターンは、反射板1の表面に、平面形状が円
形状の凸部2をベースとなる凸パターンとして、複数個
各々孤立状態に配置して形成されている。
射光をある程度拡散させて反射させることを目的として
いたため、光の散乱性が強く、入射光は、反射方向が円
錐形状となるようにほぼ均等に反射していた。
反射光の関係を示す説明図である。図15に示すよう
に、反射型液晶表示装置の表示面を見ている観察者の正
面方向から入射する、蛍光灯或いは太陽光による入射光
Liは、反射板1で反射し、ほぼ均等に四方八方に拡散
する反射光Lrとなる。
凹凸パターンからなる反射板1では、室内等のように蛍
光灯など特定方向からの強い光(直接光)が支配的で壁
等に反射することによりパネルに入射する光(間接光)
が弱いような環境においては、特定方向からの光を観察
者側に効率良く反射させることができないため、パネル
に入射する光を有効に利用することができなかった。従
って、観察者側に反射される光は弱くなり、暗い表示と
感じる表示となってしまった。
の形状によっては、凹凸パターンのどの位置で反射され
たかという光の経路差に起因する干渉により、観察者と
パネルと入射光との角度に依存して色調の変化が顕著な
ものとなってしまい、カラー液晶表示装置の表示特性を
悪化させる原因となってしまっていた。
察者側に効率良く光を反射させ、かつ、光の干渉を抑制
する構造を持つ反射板および反射型液晶表示装置および
その製造方法を提供することを課題とする。
の本願発明の反射板は、外部からの入射光を表示光源と
する反射型液晶表示装置に用いられ、光源から射出する
光を観察者側に反射させる指向性反射板において、前記
反射板の表面が凹凸形状を有し、前記凹凸形状の傾斜角
分布が、0度成分が面積比で15%以下であり、2〜1
0度成分が面積比で50%以上であることを特徴とす
る。
定方向への光の反射量を増加させることができ、観察者
側への光の反射成分を多くすることで光の供給量を向上
させることが可能となる。
の反射板は、前記傾斜角分布の平均値が2〜6度の範囲
内であることを特徴とする。
とで、反射板を使用する環境による典型的な光源の配置
に適した反射板となり、実際の使用方法に最適な反射効
率を得ることが可能となる。
の反射板は、前記凹凸形状が、凸パターンと絶縁膜層と
から成り、複数の線状形状の前記凸パターンによって閉
図形形状の凹部を形成したものであることを特徴とす
る。
より、反射板の凹凸分布を反射板全体に均一に分布させ
ることができるため、反射板全領域での視認性向上を図
ることが可能となる。
の反射板は、前記凹凸形状の凸パターンの幅Wと高さD
との関係が、0.5≦D/W<1.0の条件を満たすも
のであることを特徴とする。
よって凸パターンの形状が決定されることにより、凸パ
ターン表面の曲率が決定されるため、傾斜角の分布を設
計することが可能となる。DがWより大きい場合には傾
斜角が10度以上の領域が多くなり、DがWの半分以下
の場合には傾斜角2度以下の領域が多くなる傾向があ
る。その結果、傾斜角2〜10度の範囲である割合が5
0%以下となってしまい、観察者が暗いと感じる反射板
となってしまう。DとWの条件を規定して凹凸形状を形
成することにより、効率的に観察者方向に光を反射する
ような傾斜角の分布をもつ反射板を容易に設計して製造
することが可能となる。
の反射板は、前記凹凸形状の前記凸パターンの中心間距
離Lと、前記絶縁膜層の極小高さdとの関係が、1/2
0<d/L<1/5の条件を満たすものであることを特
徴とする。
ターンの中心間距離Lの比によって凹凸面の形状が決定
されることにより、凹凸面の曲率が決定されるため、傾
斜角の分布を設計することが可能となる。Lがdの5倍
より小さい場合には傾斜角が10度以上の領域が多くな
り、Lがdの20倍よりも大きい場合には傾斜角2度以
下の領域が多くなる傾向がある。その結果、傾斜角2〜
10度の範囲である割合が50%以下となってしまい、
観察者が暗いと感じる反射板となってしまう。Lおよび
dの条件を規定して凹凸形状を形成することにより、効
率的に観察者方向に光を反射するような傾斜角の分布を
もつ反射板を容易に設計して製造することが可能とな
る。
の反射板は、前記凹凸形状の前記凸パターンの高さD
と、前記絶縁膜層の極小高さdとの関係が、D/d<3
の条件を満たすものであることを特徴とする。
ターン高さDの比によって凹凸面の形状が決定されるこ
とにより、凹凸面の曲率が決定されるため、傾斜角の分
布を設計することが可能となる。Dがdの3倍よりも大
きい場合には傾斜角が10度以上の領域が多くなる傾向
がある。その結果、傾斜角2〜10度の範囲である割合
が50%以下となってしまい、観察者が暗いと感じる反
射板となってしまう。Dおよびdの条件を規定して凹凸
形状を形成することにより、効率的に観察者方向に光を
反射するような傾斜角の分布をもつ反射板を容易に設計
して製造することが可能となる。
の反射板は、1画素内の前記反射板の全領域における前
記凹凸形状の高さは、面積比で極大値となる高さを1つ
だけもつものであることを特徴とする。
さが1つであることにより、凹部底面部または凸部頂点
部の傾斜角0度の領域を小さくすることができるため、
特定方向への光の反射量を増加させることができ、観察
者側への光の反射成分を多くすることで光の供給量を向
上させることが可能となる。
の反射板は、外部からの入射光を表示光源とする反射型
液晶表示装置に用いられ、光源から射出する光を観察者
側に反射させる指向性反射板において、前記反射板の表
面が凹凸形状を有し、視野角による色度図上の色座標
(x、y)の変動の範囲が白座標を中心とした半径0.
05の円内であることを特徴とする。
特性を調査することで、光の干渉による色調の変化を、
人の労力を必要とする主観検査ではなく機械的測定で調
べることができ、色調の変化を抑制した反射板を得るこ
とが可能となる。
の反射板は、前記凹凸形状が、凸パターンと絶縁膜層と
から成り、前記凸パターンの中心間距離Lと、前記絶縁
膜層の極小高さdとの関係が、d/L>1/15の条件
を満たすものであることを特徴とする。
ターンの中心間距離Lの比によって凹凸面の形状が決定
されることにより、凹凸面の曲率が決定されるため、傾
斜角の分布を設計することが可能となる。Lがdの15
倍より小さい場合には傾斜角が大きくなり、曲率が小さ
い凹凸面となるため、輝点のばらつきが小さくなってし
まうため、波長の分散を打ち消すことができずに色調の
変化が顕著となるため好ましくない。Lおよびdの条件
を規定して凹凸形状を形成することにより、視野角によ
る色調の変化を抑制するような傾斜角の分布をもつ反射
板を容易に設計して製造することが可能となる。
の反射板は、前記凹凸形状で傾斜角2〜6度成分を持つ
輝点領域が、最近接の輝点領域と共に所定の拡がりをも
つことを特徴とする。
色調変化に対応する波長幅を上回るように輝点領域を配
置することができ、視野角による色調の変化を抑制する
ような傾斜角の分布をもつ反射板を容易に設計して製造
することが可能となる。
の反射板は、前記輝点領域および前記最近接の輝点領域
の拡がりは、両領域内最大距離をLmax、両領域内最
小距離をLmin、両領域平均距離をLmeanとし
て、(Lmax−Lmin)/Lmean≧0.2であ
ることを特徴とする。
調変化に対応する波長幅を上回るように輝点領域を配置
することができ、視野角による色調の変化を抑制するよ
うな傾斜角の分布をもつ反射板を容易に設計して製造す
ることが可能となる。
の反射板は、前記閉図形が、三角形、四角形、楕円形の
いずれかであることを特徴とする。
かにすることで、Lmax、Lmin、Lmeanの設
定を容易に行うことが可能となる。
の反射型液晶表示装置は、請求項1乃至請求項11のい
ずれか一に記載された反射板を用いることにより外部か
らの入射光を表示光源とすることを特徴とする。
載されたものを用いることにより、典型的な使用状況に
おいて輝度が高い液晶表示装置や、視野角による色調変
化の少ない液晶表示装置を得ることが可能となる。
き図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態
であって本発明を限定するものではない。
射型液晶表示装置の部分断面図である。図1に示すよう
に、反射型液晶表示装置10は、装置内部に、下部側基
板11、下部側基板11に対向して配置された対向側基
板12、及び下部側基板11と対向側基板12の間に挟
み込まれた液晶層13を有している。
薄膜トランジスタ(thin film transi
stor:TFT)をスイッチング素子として各画素毎
に設けた、アクティブマトリクス方式を採用している。
保護膜15、TFT16、第1絶縁層17、凸パターン
18、第2絶縁層19、及び反射電極20を有してい
る。絶縁性基板14の上には、絶縁保護膜15が積層さ
れ、絶縁保護膜15の上には、TFT16が形成されて
いる。TFT16は、絶縁性基板14上のゲート電極1
6a、ゲート電極16aを覆う絶縁保護膜15上のドレ
イン電極16b、半導体層16c、及びソース電極16
dを有している。
第1絶縁層17或いはTFT16のソース電極16dを
介して、凸パターン18が形成されている。この凸パタ
ーン18、第1絶縁層17及びソース電極16dを覆っ
て、第2絶縁層19が積層され、第2絶縁層19には、
ソース電極16dに達するコンタクトホール21が開け
られている。
縁層19を覆って、反射電極20が積層されている。反
射電極20は、TFT16のソース電極16d又はドレ
イン電極16bに接続され、反射板及び画素電極として
の機能を有する。
た端子領域には、絶縁性基板14上のゲート端子部22
と共に、ゲート端子部22を覆う絶縁保護膜15上のド
レイン端子部23が形成されている。
に積層された、透明電極24、カラーフィルタ25及び
絶縁性基板26を有している。この絶縁性基板26から
対向側基板12に入射した入射光Liは、対向側基板1
2から液晶層13を経て下部側基板11に達し、反射電
極20に反射されて反射光Lrとなり、再び液晶層13
を経て透明電極24から対向側基板12の外に出射され
る。
製造工程における反射電極製造工程を示す説明図であ
る。図2に示すように、先ず、スイッチング素子として
のTFT16の基板を形成する((a)参照)。
を形成して絶縁保護膜15を積層し、絶縁保護膜15の
上に、ドレイン電極16b、半導体層16c及びソース
電極16dをそれぞれ形成する。更に、TFT16を覆
って第1絶縁層17を積層する。
に限るものではなく、例えば、ダイオード等、その他の
スイッチング素子の基板を形成しても良い。
布した後、露光・現像処理を行って、凸パターン形成マ
スクにより、反射電極20の表面に凹凸パターンを形成
するための複数の凸パターン18を形成する((b)参
照)。その後、有機樹脂の熱焼成を行う((c)参
照)。熱焼成により有機樹脂の角部分が丸みを帯びるも
のとなる。
樹脂からなる層間膜を塗布して、滑らかな凹凸形状とし
た後、露光・現像処理を行ってコンタクトホール21を
開ける。その後、層間膜の熱焼成を行い第2絶縁層19
を形成する((d)参照)。
て、コンタクトホール21と共に第2絶縁層19を覆う
アルミニウム(Al)薄膜を形成した後、露光・現像処
理を行って、反射画素電極としての反射電極20を形成
する(図1参照)。なお、反射電極20の材料は、Al
に限るものではなく、他の導電性材料により形成しても
良い。
とTFT基板の間の有機層間膜(凹凸層)を2層で作る
他、有機層間膜を1層で作ってもよい。
凸が形成されるが、この凹凸を形成するための有機材料
等は、露光・現像、更には熱処理によって形状が変化す
るため、例えば、三角形や菱形や楕円等、基本図形のパ
ターンの違いによって明確な差が生じることはない。ま
た、長方形の場合、或いは長辺の長さが異なる場合で
も、パターン同士を近接させることによって、最終的な
凹凸の形状に差が生じることはない。
び反射して観察者が視認する光Lrについて模式的に示
したものである。入射光Liおよび反射光Lrが反射板
1の法線方向と成す角をそれぞれ入射角Tiおよび反射
角Trとする。入射光Tiは凸パターン18および絶縁
膜層とで凹凸に形成されるAl層で反射されるので、入
射角Tiと反射角Trは異なる値となる。
射した光の反射について模式的に示した図である。ここ
では簡便のためにAl層の表面形状と反射板1のみを図
示している。入射光Liが凹凸のA点に入射した場合
は、A点でのAl層の接平面での反射となるため、反射
光LrはA点での法線方向を対称軸とした反射となる。
ここで、A点でのAl層の接平面と反射板1との成す角
をA点における傾斜角θと定義すると、反射光Liの反
射方向の分布はAl層凹凸の傾斜角θの分布に依存する
ことになる。このため、観察者Pが反射板1の輝度に関
して主観評価を行い、明るい反射であると認識するよう
に傾斜角θの分布を設計することが重要となる。
すると、図4aに示されるような、反射板1の法線方向
と0〜―60度の角度にある光源Sからの入射光Li
が、―10〜+20度の角度に反射される反射光Lrを
観察者Pが視認する状況、および図4bに示されるよう
な、反射板1のA点への左右20度以内の方向からの入
射光Liを、左右20度以内の方向で観察者Pが反射光
Lrを視認する状況が支配的であると考えられる。
観察者Pから見て水平方向に伸びた形状の凹凸を多く含
めることで、図4aの様な光源Sからの入射光Liを効
率的に観察者Pへの反射光Lrとするような指向性を伴
った反射板1を設計することができる。
とによって反射板1表面に形成される凹凸のパターンの
設計について説明する。図5は反射板に形成された凸パ
ターンを平面的に示したものであり、図中斜線部分が凸
パターン18の形成されている領域である。実際にはあ
る程度の乱雑さをもって三角形が配列されている。ここ
では複数の三角形の辺を凸パターンが形成する例を示し
たが、凹凸パターンとしては複数の線状凸パターンによ
り四角や楕円等の閉じた図形(閉図形)が形成されるも
のであればよい。
示したものである。凸パターン18の中心間距離をLと
し、凸パターン18の幅をWとし、凸パターン18の高
さをDとし、第2絶縁膜層19の高さが極小となる高さ
をdとし、第2絶縁膜層29の高さが最大となる点と最
小となる点の高さ差を△Dとする。第2絶縁膜層19の
上面に塗布されたAl膜は非常に薄いために、その厚さ
は無視し図示しない。
LおよびWおよびDおよびdおよび△Dの数値を様々に
変化させて反射板1を作成し、上述した反射型液晶表示
板に利用して観察者が輝度および干渉について主観評価
を行った。結果を表1に示す。
いう結果を得たものは以下の条件においてであることが
わかる。
凸パターン高さDと凸パターン幅Wの比によって凸パタ
ーンの形状が決定されることにより、凸パターン表面の
曲率が決定されるため、傾斜角の分布を設計することが
可能となる。DがWより大きい場合には傾斜角が大きく
なり、DがWの半分以下の場合には傾斜角が小さくなり
すぎる。また、1/20<d/L<1/5である。第2
絶縁膜層の高さが極小となる高さdと凸パターンの中心
間距離Lの比によって凹凸面の形状が決定されることに
より、凹凸面の曲率が決定されるため、傾斜角の分布を
設計することが可能となる。Lがdの5倍より小さい場
合には傾斜角が大きくなり、Lがdの20倍よりも大き
い場合には傾斜角が小さくなりすぎる。また、D/d<
3である。第2絶縁膜層の高さが極小となる高さdと凸
パターン高さDの比によって凹凸面の形状が決定される
ことにより、凹凸面の曲率が決定されるため、傾斜角の
分布を設計することが可能となる。Dがdの3倍よりも
大きい場合には傾斜角が大きくなりすぎる。
板および結果が不可であった反射板のそれぞれについ
て、傾斜角の分布を調査した結果を図7に示す。Aで示
されるグラフは結果が良好であった場合の傾斜角θの分
布であり、2〜10度の範囲の傾斜角が50%以上を占
めている。Bで示されるグラフは結果が不良であった場
合の傾斜角の分布であり、傾斜角が0度の面積が15%
以上となっている。
部の最大高さの領域が広い場合には、凹部と凸部に平面
部分が形成されてしまうことになる。このため、傾斜角
が0度の面積を15%以下にするためには、凹部最小高
さdと凸部最大高さd+△Dの2カ所において反射板上
の凹凸面の高さ分布が極大とならない必要がある。
Lの範囲にパラメータを設定して、傾斜角θの分布を制
御することにより、光の反射方向に指向性を持つ反射型
液晶表示装置において、観察者P方向への輝度を向上さ
せることが可能となる。
ついて説明する。平行光線を入射したときにあるピッチ
で輝点が並び、それらの平行光線間に経路差が生じる場
合に干渉が起きる。ここで輝点とは、入射光Liが反射
板1で反射して観察者Pによって明るいと認識される反
射板1上の位置のことである。これには、1つの要素図
形(3角形)内の凹部と凸部の干渉と、隣り合う要素図
形の(3角形)の凹部同士または凸部同士の干渉が考え
られる。凹部と凸部のピッチはm=3μm程度、凸部同
士のピッチは10μm程度であり、凹凸部の段差h=
0.5μm程度であるから、以下m>>hとして、高さ
の項は考えないこととする。
が等しく、同方向からの入射光Liが同方向の反射光L
rとなる場合の光の経路について示した模式図である。
A点を経路とする光とC点を経路とする光の経路差は、
図中の記号を用いて表すと、 (経路差)=CD−AB=m(sinTr−sinT
i) であるため、光の強度をIとし、波長をλとすると、位
相差δ=2πnm/λ(sinTr−sinTi)とお
いて、 I=I0+Iicosδ という光となって観測者に視認されることになる。従っ
て、波長λに依存した光の強弱となるため、ある波長の
光は強く認識され、ある波長の光は弱く認識されること
となり、光の色調変化が顕著になってくる。
いての主観評価の結果、十分な輝度が得られるという結
果を得たものは以下の条件においてであった。 従って、d/L>1/15である。
入射すると、強め合う光の出射角はlをパラメータとし
て以下のようになる。 実測では第1ピークは36度付近にあるため、色の干渉
が起こらない有効な反射のピッチはm>3μm程度と考
えられる。凸部同士、凹部同士のピッチは本マスクパタ
ーン(図5)では10μm程度と考えられるので、干渉
に寄与しているのは同一要素図形内での凹部と凸部の干
渉となる。
色標準反射板をリファレンスとして用い、30度方向か
ら白色光を入射し、出射方向Φ=0〜60度の出射光を
大塚電子製の分光測定器IMUC(LCD7000)を
使用して測定した。測定サンプルとしては以下のものを
用い、分光測定器により各出射角での波長―輝度特性を
測定し、輝度を示すY値および色度図上の色座標(x、
y)に変換した。
プル1およびサンプル2の輝度であるY値および色座標
(x、y)値の出射角度依存性を示したものである。図
10(b)および(d)はそれぞれサンプル1およびサ
ンプル2の色座標(x、y)を色度図にプロットしたも
のである。サンプル1では干渉が見られず、サンプル2
では干渉が見られる。Y値の変動では、サンプル1とサ
ンプル2との干渉の強弱の差異ははっきりしない。しか
し、色座標(x、y)の変動を見ると、サンプル1では
(x、y)の変動はδx、δy<0.05程度に抑えら
れているのに対し、サンプル2では変動はδx、δy〜
0.1と大きくなっている。
白座標W(0.31,0.31)を中心として半径〜
0.025の円内で略楕円を描いているが、サンプル2
では半径〜0.05の円内で略楕円を描いている。従っ
て、干渉を定量的に測定するにはY値のみを測定するの
ではなく、色座標(x、y)も共に測定することが必要
となる。干渉の許容度としては図11に示すように白座
標Wを中心として半径<0.05付近で楕円〜直線を描
くことが必要と考えられる。白座標Wの位置はx=0.
31、y=0.31に限定されず、色温度によってx=
0.29〜0.33、y=0.29〜0.33の範囲で
変化する。
凹部と凸部の輝点について示したものである。凹部側で
の輝点位置を凹部輝点とし、凸部側での輝点位置を凸部
輝点とする。凹部輝点と凸部輝点は傾斜角が同程度とな
っている領域であるので、図8に示した干渉モデルに従
って光の干渉が起こる。輝点が点としてではなく領域で
あることにより、全ての輝点領域との重ね合わせの結果
が反射光の位相差となる。凹部輝点と凸部輝点の最短距
離をLmin、最長距離をLmax、平均距離をLme
an=(Lmin+Lmax)/2とすると、輝点のば
らつき(Lmax−Lmin)/Lmeanが波長のば
らつきを打ち消すようであることが望ましい。
第2絶縁膜層の高さが極小となる高さdと凸パターンの
中心間距離Lの比によって凹凸面の形状が決定されるこ
とにより、凹凸面の曲率が決定されるため、傾斜角の分
布を設計することが可能となる。Lがdの15倍より小
さい場合には傾斜角が大きくなり、曲率が小さい凹凸面
となるため、輝点のばらつきが小さくなってしまうた
め、好ましくない。
分Lに示される方向の断面に関して輝点の領域を調べた
結果を図13に示す。図13aは横軸に線分L方向の位
置を示し、縦軸に凹凸の段差を示している。図13bは
横軸に線分L方向の位置を示し、縦軸に傾斜度を示して
いる。図中太線で示された領域は、それぞれ傾斜角2〜
6度の部分であり、三角形パターンの頂点に該当する領
域Aと底辺に該当する領域Bが示されている。
x=10μm、Lmin=3.5μmであり、底辺領域
BでLmax=4μm、Lmin=2.5μmである。
これより頂点領域Aでは輝点のばらつきが△L/L=
(Lmax−Lmin)/Lmean=(10−3.
5)/6.5=1.0となり、△λ/λ=(550−4
50)/500=0.2の波長のばらつきを十分打ち消
すだけのLの分布をしている。一方、底辺領域Bは△L
/l=(4−3)/3.5=0.3となり、十分に波長
のばらつきをうち消せないと考えられる。
にすることで、三角形の頂点領域では光の干渉を抑制す
ることが可能であるため、反射板全体での光の干渉によ
る色調変化を低減することが可能となる。ここでは三角
形の凹凸パターンについてのみ例示したが、輝点領域の
分布が前述のように波長のばらつきを打ち消すことが可
能であれば、四角形あっても楕円形であってもよい。
特定方向への光の反射量を増加させることができ、観察
者側への光の反射成分を多くすることで光の供給量を向
上させることが可能となる。また、傾斜角の平均値を2
〜6度の範囲とすることで、反射板を使用する環境によ
る典型的な光源の配置に適した反射板となり、実際の使
用方法に最適な反射効率を得ることが可能となる。
ることにより、効率的に観察者方向に光を反射するよう
な傾斜角の分布をもつ反射板を容易に設計して製造する
ことが可能となる。Lおよびdおよび△Dの条件を規定
して凹凸形状を形成することにより、効率的に観察者方
向に光を反射するような傾斜角の分布をもつ反射板を容
易に設計して製造することが可能となる。また、視野角
による色調の変化を抑制するような傾斜角の分布をもつ
反射板を容易に設計して製造することが可能となる。
あることにより、傾斜角0度の領域を小さくすることが
できるため、特定方向への光の反射量を増加させること
ができ、観察者側への光の反射成分を多くすることで光
の供給量を向上させることが可能となる。
特性を調査することで、光の干渉による色調の変化を、
人の労力を必要とする主観検査ではなく機械的測定で調
べることができ、色調の変化を抑制した反射板を得るこ
とが可能となる。
色調変化に対応する波長幅を上回るように輝点領域を配
置することができ、視野角による色調の変化を抑制する
ような傾斜角の分布をもつ反射板を容易に設計して製造
することが可能となる。
より、反射板の凹凸分布を反射板全体に均一に分布させ
ることができるため、反射板全領域での視認性向上を図
ることが可能となる。また、閉図形を三角形、四角形、
楕円形のいずれかにすることで、Lmax、Lmin、
Lmeanの設定を容易に行うことが可能となる。
載されたものを用いることにより、典型的な使用状況に
おいて輝度が高い液晶表示装置や、視野角による色調変
化の少ない液晶表示装置を得ることが可能となる。
示装置の部分断面図である。
おける反射電極製造工程を示す説明図である。
示した模式図
ラフ
布を示すグラフ
例を示す平面図である。
係を示す説明図である。
Claims (13)
- 【請求項1】外部からの入射光を表示光源とする反射型
液晶表示装置に用いられ、光源から射出する光を観察者
側に反射させる指向性反射板において、前記反射板の表
面が凹凸形状を有し、前記凹凸形状の傾斜角分布が、0
度成分が面積比で15%以下であり、2〜10度成分が
面積比で50%以上であることを特徴とする反射板。 - 【請求項2】前記傾斜角分布の平均値が2〜6度の範囲
内であることを特徴とする請求項1に記載された反射
板。 - 【請求項3】前記凹凸形状が、凸パターンと絶縁膜層と
から成り、複数の線状形状の前記凸パターンによって閉
図形形状の凹部を形成したものであることを特徴とする
請求項1または請求項2に記載された反射板。 - 【請求項4】前記凹凸形状の凸パターンの幅Wと高さD
との関係が、 0.5≦D/W<1.0 の条件を満たすものであることを特徴とする請求項1乃
至請求項3のいずれか一に記載された反射板。 - 【請求項5】前記凹凸形状の前記凸パターンの中心間距
離Lと、前記絶縁膜層の極小高さdとの関係が、 1/20<d/L<1/5 の条件を満たすものであることを特徴とする請求項1乃
至請求項4のいずれか一に記載された反射板。 - 【請求項6】前記凹凸形状の前記凸パターンの高さD
と、前記絶縁膜層の極小高さdとの関係が、 D/d<3 の条件を満たすものであることを特徴とする請求項1乃
至請求項5のいずれか一に記載された反射板。 - 【請求項7】1画素内の前記反射板の全領域における前
記凹凸形状の高さは、面積比で極大値となる高さを1つ
だけもつものであることを特徴とする請求項1乃至請求
項6のいずれか一に記載された反射板。 - 【請求項8】外部からの入射光を表示光源とする反射型
液晶表示装置に用いられ、光源から射出する光を観察者
側に反射させる指向性反射板において、 前記反射板の表面が凹凸形状を有し、視野角による色度
図上の色座標(x、y)の変動の範囲が白座標を中心と
した半径0.05の円内であることを特徴とする反射
板。 - 【請求項9】前記凹凸形状が、凸パターンと絶縁膜層と
から成り、前記凸パターンの中心間距離Lと、前記絶縁
膜層の極小高さdとの関係が、 d/L>1/15 の条件を満たすものであることを特徴とする請求項8に
記載された反射板。 - 【請求項10】前記凹凸形状で傾斜角2〜6度成分を持
つ輝点領域が、最近接の輝点領域と共に所定の拡がりを
もつことを特徴とする請求項8または請求項9に記載さ
れた反射板。 - 【請求項11】前記輝点領域および前記最近接の輝点領
域の拡がりは、両領域内最大距離をLmax、両領域内
最小距離をLmin、両領域平均距離をLmeanとし
て、(Lmax−Lmin)/Lmean≧0.2であ
ることを特徴とする請求項10に記載された反射板。 - 【請求項12】前記閉図形が、三角形、四角形、楕円形
のいずれかであることを特徴とする請求項3乃至請求項
7のいずれか一に記載された反射板。 - 【請求項13】請求項1乃至請求項12のいずれか一に
記載された反射板を用いることにより外部からの入射光
を表示光源とすることを特徴とする反射型液晶表示装置
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