JP2005215487A - 自動傾斜配列の液晶ディスプレイ及びその反射板の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 多区域が形成され、相当に優れたコントラスト及び広視角を有する自動傾斜配列の液晶ディスプレイ及びその反射板の構造を提供する。
【解決手段】 下層基板１０１及び上層基板１１１は、それぞれ共電極層及び画素電極層を有し、電極層の中は透明電極層及び自動傾斜配列を有する散乱式反射素子であり、反射素子は画素区域において上に突出するか下に凹んだ隆起部構造１１３を形成する。直列遅延膜１０９は、上層基板１１１の上方に形成される。偏光板１０６は、直列遅延膜１０９の上方に形成される。均質な液晶層１０３は、下層基板１０１と上層基板１１１との間に形成される。自動傾斜配列の散乱式反射素子は反射金属層１１４と、隆起部構造１１３を有する内拡散層１１５とを有する。
【選択図】 図１ａ

Description

本発明は、広視角の液晶ディスプレイ（liquid crystal display）に関し、特に、自動傾斜配列の反射式（reflective）及び部分反射式（partially reflective）液晶ディスプレイ及びその反射板の構造に関するものである。

近年、一部の反射式液晶ディスプレイは、軽量（light weight）、薄型（thin thickness）及び低消費電力（low power consumption）であるため、携帯用情報システム（portable information system）に適用し、かつ一般に普及している表示装置だと見られる。現今、明暗を兼ねる視覚（sense）下の識別が高い液晶ディスプレイまで発展している。

一般の反射式または部分反射式液晶ディスプレイは、ノーマルなホワイト（normally white）ねじれ方式（twisted nematic、ＴＮ）であり、反射式ＴＮ方式では視角が４０度前後に制限され、かつ色再現性が劣り、コントラストが制限されるため、携帯電話またはパーソナルデジタルアシスタント（personal digital assistant、ＰＤＡ）などの携帯用小型製品に主に適用されている。

本発明は、上述の従来の反射式または部分反射式液晶ディスプレイの欠点を解決するために、主な目的は、自動傾斜配列の多区域垂直配列液晶ディスプレイの構造を提供することにある。本発明により形成される多区域は、主に、自動傾斜配列を呈する散乱式の反射または部分反射素子を備えるものであり、この素子は画素区域、例えば、画素の周辺、画素の周辺及び画素の中央に近い接触孔（contact hole）または画素の周辺及び透光区（transparent area）の境界部分において、上に突出するか下に凹んだ隆起部（bump）構造を形成することで、液晶ディスプレイは多区域が形成され、また、自動傾斜配列を呈する散乱式の反射または部分反射素子により光を放射する。

上述の目的を達成するために、本発明による自動傾斜配列の多区域垂直配列液晶ディスプレイの構造は、上下二枚の基板、少なくとも一つの偏光板（polarizer）、少なくとも一つの直列遅延膜（serial retardation films）及び垂直配列または垂直に近い配列を呈する均質な液晶層を備える。上下二枚の基板はそれぞれ共電極層及び画素電極層を有し、電極層の中は透明電極層及び自動傾斜配列を有する散乱式反射素子であり、自動傾斜配列を有する散乱式反射素子は画素区域において上に突出する隆起部構造を形成し、そのうちの隆起部の平均高度は散乱層の平均高度に等しいかそれより大きいが、液晶セルの隙間（cell gap）より低い。隆起部構造に近隣する液晶セルの指向矢は傾斜角度（tiling angle）を有する。

上述により、自動傾斜配列の散乱式反射素子は、画素区域、例えば、画素の周辺、画素の周辺及び画素の中央に近い接触孔または画素の周辺及び透光区の境界部分において上に突出するか下に凹んだ隆起部構造を形成可能である。また、画素の周辺の上に突出する隆起部構造かつ画素の中央に近い接触孔のあたりに形成されて下に凹んだ隆起部構造の中は、ただ単一液晶セルの隙間だけである。つまり、単一画素区内における透光区及び反射区の液晶セルは同じ液晶セルの隙間を保つものである。また、画素の周辺及び透光区の境界部分に形成されて壁を二重に囲む（dual surround）壁隆起部（wall-bump）構造において、その単一画素区内の透光区及び反射区の液晶セルは異なる液晶セルの隙間を有する。

本発明による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの実施例における構造は、広視角のノーマルなブラックモード（normal back mode）の反射式薄膜トランジスター液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）、部分反射式ＴＦＴ−ＬＣＤ、ノーマルなブラックモードの反射式または部分反射式液晶ディスプレイ及び部分反射式液晶ディスプレイに適用される。部分反射式液晶ディスプレイに適用される場合、その構造は前後が偏光板となり、無色ワイドバンドの１／４波長プレート（achromatic wide-band １／４ λ plate）を加え、丸に近い偏極光を形成し、その中に適当な遅延膜、例えば、c-plate、a-plate及び双軸膜（bi-axial film）を加え、ノーマルなブラックモードの良好な暗状態を形成するものである。

本発明による自動傾斜配列の液晶ディスプレイにおける自動傾斜配列の散乱式反射素子は多種の方式を有し、三種の良好な実施例において、方式ａは反射金属層（reflective metal）及び内拡散層（inner diffusion layer）を有し、方式ｂは散乱層（scattering layer）、反射金属層、被覆層（over coating layer）及びインジウムすず酸化物パターン（ＩＴＯ pattern）を有し、方式ｃは散乱層、金属反射層、カラーレンズ、被覆層及びインジウムすず酸化物パターンを有する。そして、自動傾斜配列の散乱式反射素子は画素区域、例えば、画素の周辺、画素の周辺及び画素の中央に近い接触孔（contact hole）または画素の周辺及び透光区（transparent area）の境界部分において上に突出するか下に凹んだ隆起部構造を形成する。反射素子の反射金属層は、全反射金属層方式、薄く透光性のある金属層を使用する方式または開口透光区の透明電極とアルミニウムまたは銀合金の反射区を有する金属層からなる方式などが可能である。

本発明による自動傾斜配列の散乱式反射素子は一枚の基板上に設けられる。ディスプレイの外部には拡散膜（diffusion film）を偏光板の配置を加えて結合するか、直列遅延膜の外側に結合する。また、カラーレンズはＴＦＴと同じ側の基板または向かい合う基板上に搭載可能である。

本発明による自動傾斜配列の散乱式反射素子の壁を二重に囲む壁隆起部構造により、本発明は指向性のある研磨の過程（rubbing process）を必要とせず、液晶セルの指向矢の傾斜方向を制御可能であることで、本発明による自動傾斜配列の液晶ディスプレイは多区域が形成され、相当に優れたコントラスト及び広視角という特性を有する。

以下、本発明の実施例及び請求項範囲に関わる内容を図面に基づいて説明する。
図１ａに示すのは、本発明の一実施例による自動傾斜配列の多区域垂直配列液晶ディスプレイの断面構造を示す図であり、主に、上下二枚の基板１１１と基板１０１、二枚の基板１０１と基板１１１の間の垂直配列または垂直に近い配列を呈する均質な液晶層１０３及び最前側の偏光板１０６を備え、そして、無色ワイドバンドの１／４波長プレート１０７を加えることで、丸に近い偏極光を形成し、また、その中に適当な遅延膜１０９、例えば、c-plate、a-plate及び双軸膜（bi-axial film）を加えることで、ノーマルなブラックモードの良好な暗状態を形成するものである。上下二枚の基板はそれぞれ共電極層及び画素電極層を有し、電極層の中は透明電極層及び画素区域において上に突出する隆起部構造を形成する散乱式反射素子である。本図面では、上層基板１１１上は透明電極層１１２を有し、下層基板１０１上は画素区域において上に突出する隆起部構造１１３を形成する自動傾斜配列の散乱式反射素子を有する。自動傾斜配列の散乱式反射素子は、反射金属層１１４と、隆起部構造１１３を有する内拡散層１１５とを有し、そのうちの隆起部の平均高度Ｈは反射素子の散乱層の平均高度ｈに等しいかそれより大きいが、液晶セルの隙間（cell gap）ｄＲより低い。隆起部構造１１３に近隣する液晶セルの指向矢は傾斜角度を有する。

図１ａでは、下層基板１０１、反射金属層１１４及び画素区域において上に突出する隆起部構造１１３を形成する内拡散層１１５は本発明の一実施例による自動傾斜配列の反射板の構造である。かつ散乱層の平均高度と液晶セルの隙間の比較値Ｈ／ｄＲの好ましい範囲は０．０５から１の間である。

図１ｂは、図１ａにおける散乱式反射素子の隆起部構造が画素区域の周辺に形成された断面構造を示す図であり、液晶ディスプレイの構造が全反射式液晶ディスプレイに適用されるのである。本実施例では、下層基板１０１上の自動傾斜配列の散乱式反射素子は画素区域の周辺に形成されて上に突出する隆起部構造１２３を有する。画素区域の周辺の隆起部構造１１３に近隣する液晶セルの指向矢は傾斜角度を有する。また、Ａープレートの厚さａｆとＣープレートの厚さｃｆ、液晶屈折率△ｎ及び液晶セルの隙間ｄＲの間を下記の範囲に維持すれば、好ましい光学実施の効果を得る。

０．８×△ｎ×ｄＲ≦ｃｆ＋１２５ｎｍ≦１．３×△ｎ×ｄＲ
０≦ａｆ≦５０
プレートの厚さの単位はｎｍである。

図１ｂでは、下層基板１０１、反射金属層１２４及び画素区域において上に突出する隆起部構造１２３を形成する内拡散層１２５は、本実施例による自動傾斜配列の反射板の構造である。

図１ｃは図１ｂの構造を延伸する図であって、部分反射式ディスプレイに適用される断面構造を示す図である。そのうちの反射金属層は透光区Ｔの透明電極１３３と反射区Ｒの反射金属１３５を有する。その構造は、図１ａに比較して、後側の偏光板１３６を添加し、そして、無色ワイドバンドの１／４波長プレート１３７を加え、また、その中に適当な遅延膜１３９、例えば、c-plate、a-plate及び双軸膜を加えるものである。また、Ａープレートの厚さａｆとＣープレートの厚さｃｆ、双軸展延膜の厚さａｂまたはｃｂ、液晶屈折率△ｎ及び透光区の液晶セルの隙間ｄＴの間を下記（１）、（２）または（３）及び（４）の範囲に維持すれば好ましい光学実施の効果を得る。

（１）０≦ａｂ≦１００ｎｍ
（２）０．４×△ｎ×ｄＴ≦ｃｂ＋６５ｎｍ≦０．７５×△ｎ×ｄＴ
または、（３）０．８×△ｎ×ｄＴ≦ｃｆ＋ｃｂ＋１８５ｎｍ≦１．３×△ｎ×ｄＴ
（４）３０ｎｍ≦ａｂ＋ａｆ≦１２０ｎｍ
プレートの厚さの単位はでｎｍある。

図１ｄは、本実施例による自動傾斜配列の散乱式反射素子中の反射金属層の三種の方式である。第一種の反射金属層は、全反射式金属層１４１である。第二種の反射金属層は、薄く透光性のある金属層１４２である。第三種の反射金属層は、開口透明電極１４３の透光区とアルミニウムまたは銀合金の反射区１４４とを有する金属層である。

自動傾斜配列の反射板の画素区域における隆起部構造と反射金属層の横向き電場との組合せによれば、指向性のある研磨過程（rubbing process）の必要がないため、本実施例は全反射区域において液晶セルの指向矢の傾斜方向を制御可能であり、本実施例による反射式液晶ディスプレイは多区域が形成され、相当に優れたコントラスト及び広視角という特性を有する。

本実施例により、自動傾斜配列の反射板の構造は、上述の図１ｂに示すように、画素区域の周辺に形成されて上に突出する隆起部構造のほかに、また、二種の異なる隆起部構造を有する。一つは、画素区域の周辺において上に突出する隆起部構造を形成するだけでなく、画素の中央に近い接触孔のあたりにおいて下に凹んだ構造を形成するものである。もう一つは、画素区域の周辺及び透光区（transparent area）の境界部分において壁を二重に囲む壁隆起部構造を形成するものである。また、隆起部構造に近隣する液晶セルの指向矢は傾斜角度を有する。以下の図２及び図３は、本実施例がそれぞれ反射式と部分反射式液晶ディスプレイに適用される時の、この二種の異なる自動傾斜配列の反射板の断面構造を説明する図である。

図２ａは、本実施例が反射式液晶ディスプレイに適用される時に、液晶セル内の自動傾斜配列の反射板の構造が画素区域の周辺に上に突出する隆起構造を形成し、かつ画素の中央に近い接触孔のあたりに下に凹んだ構造２０１を形成し、また、画素区域の周辺の隆起部構造１２３と画素の中央に近い接触孔のあたりの下に凹んだ構造２０１に近隣する液晶セルの指向矢が傾斜角度を有することを説明するものである。Ｗは接触孔の直径である。注目すべきなのは、この隆起部構造の中には単一液晶セルの隙間しかない。言い換えれば、単一画素区内における透光区Ｔの液晶セルの隙間ｄＴと反射区Ｒの液晶セルの隙間ｄＲは同じである。

図２ａでは、下層基板１０１、反射金属層２０３及び画素区域の周辺において上に突出する隆起部構造１２３を形成し、かつ画素の中央に近い接触孔のあたりに下に凹んだ構造２０１を形成する内拡散層２０５は本実施例による第二種の自動傾斜配列の反射板の構造である。
図２ｂは、図２ａにおいて駆動電圧を加えた後、液晶分子が垂直配列または垂直に近い配列から傾斜配列または水平に近い配列に変わることを説明するものである。

図３ａは、本実施例が部分反射式液晶ディスプレイに適用される時に、自動傾斜配列の反射板の構造が画素区域の周辺に上に突出する隆起構造を形成し、かつ画素の中央に近い接触孔のあたりに下に凹んだ構造を形成することを説明するものである。反射区Ｒの中、即ち、反射金属層３０３の範囲内において、画素区域の周辺における隆起部構造１２３と反射金属層の横向き電場との組合せにより、本実施例は指向性のある研磨過程を必要とせず、液晶分子の指向矢の傾斜方向を制御可能である。透光区の中、即ち、透明電極層３０５の範囲内において、本実施例は、接触孔３０１が画素の中央の近くに下に凹んだ隆起部を形成する効果を有することで、欠陥部分を極限まで押さえて縮小する（trap the defect point）。隆起部構造を有する液晶セルは、単一画素区において単一液晶セルの隙間しかない。隆起部構造に近隣する液晶分子の指向分配の模擬について、図面を加えて詳しく説明する。

図３ａでは、下層基板１０１、反射金属層３０３、透明電極層３０５及び画素区域の周辺において上に突出する隆起部構造１２３を形成し、かつ透光区Ｔの画素の中央に近い接触孔３０１のあたりに下に凹んだ構造を形成する内拡散層３０７は、本実施例による第三種の自動傾斜配列の反射板の構造である。

図３ｂは、本実施例が部分反射式液晶ディスプレイに適用される時に、自動傾斜配列の反射板が壁を二重に囲む壁隆起部構造を有し、壁を二重に囲む壁隆起部構造が画素区域の周辺に形成されて上に突出する隆起部構造１２３と画素の中央に近い接触孔３０１のあたりに形成されて下に凹んだ構造だけではく、もう一つの透光区の境界部分３１１（即ち、透明電極３１５の周辺）に形成されて壁を囲む隆起部構造を有し、駆動電圧を加えると、液晶分子を画素の中央に傾斜させることを説明するものである。壁を二重に囲む壁隆起部構造と内散乱層は、別の複雑な製造過程を必要とせず、一般の黄色光の製造過程（photolithography process）により同時に製造可能である。注目すべきなのは、壁を二重に囲む壁隆起部構造を有する液晶セルは単一画素区における透光区の液晶セルの隙間ｄＴと反射区の液晶セルの隙間ｄＲが異なり、つまりｄＴはｄＲと等しくなく、両者の間の好ましい形態はｄＲ≦ｄＴ≦２ｄＲだということである。液晶の屈折率△ｎ及び液晶セルの隙間の間を下記の範囲に維持すれば好ましい光学実施の効果を得る。
１００ｎｍ≦△ｎ×ｄＲ≦２２０ｎｍ
１８０ｎｍ≦△ｎ×ｄＴ≦４５０ｎｍ

図３ｄでは、下層基板１０１、反射金属層３０３、透明電極層３１５及び画素区域の周辺において上に突出する隆起部構造１２３を形成し、かつ透光区Ｔの画素の中央に近い接触孔３０１のあたりに下に凹んだ構造を形成し、また、透光区の境界部分３１１においてもう一つの壁を囲む隆起部構造を形成する内拡散層３１７は、本実施例による第四種の自動傾斜配列の反射板の構造である。

図４は、本実施例の下に凹んだ構造に近隣する液晶分子の指向分配の模擬図であって、画素の中央に近く下に凹んだ隆起部が欠陥部分を極限まで押さえて縮小する効果を説明するものである。左右の両側は単一画素区域の周辺に形成されて上に突出する隆起部構造２０１であり、それに近隣する液晶分子の指向は垂直または垂直に近いように隆起部構造２０１の境界に配列される。また、画素の中央に近い接触孔３０１のあたりには下へ凹んだ隆起部構造が形成され、それに近隣する液晶分子の指向が垂直または垂直に近いように下に凹んだ隆起部構造の境界に配列され、欠陥部分の透光率降下線（disclination line）Ｌ１及びＬ２を図４に示すように画素の中央に引き寄せる。

図５は、本実施例による部分反射式液晶ディスプレイの断面構造を示す図であって、液晶ディスプレイが図３ｂの壁に二重に囲む隆起部構造を有する自動傾斜配列の反射板を備えることを説明するものである。その構造は、図３ｂに比較し、反射素子の前後側の偏光板５１５及び偏光板５３５を添加し、そして、無色ワイドバンドの１／４波長プレート５１７及び無色ワイドバンドの１／４波長プレート５３７を加え、また、その中に直列遅延膜５１９及び直列遅延膜５３９を加えるものである。部分反射式液晶ディスプレイは、画素区域の周辺に上に突出する隆起部構造が形成されることで、画素の周辺の液晶分子が高い傾斜角度を有し、かつ透光区の境界部分にもう一つの壁を囲む隆起部構造が形成されることで、透光区が反射区より高い液晶セルの隙間を有するものである。

この部分反射式液晶ディスプレイはワイドバンドの丸い偏光板（wide band circular polarizer）を使用する方式であって、液晶分子により入射光の偏差を調整することがないものである。部分半反射式液晶ディスプレイの液晶セルは、二つの交差した（crossed）丸い偏光板の間に挟まるため、駆動電圧を切ると、その暗状態が完全に暗くなる（perfectly dark）。この半反射式液晶ディスプレイは、直列遅延膜により垂直配列または垂直に近い配列の液晶分子を遅延させ、暗状態の角依存関係（angular dependence）を解消する。駆動電圧を加えると、液晶分子の指向矢が向き変わる（reorient）。傾斜方向は壁を二重に囲む隆起部構造と横向き電場の組合せの効果により決まり、かつ透光率降下線は画素の中央孔（central hole）に引き寄せられる。

本実施例による自動傾斜配列の反射板の構造は、図１ｂ、図２ａ、図３ａ及び図３ｂに示すような方式のほかに、図６ａと図６ｂに示すように、もう二つの好ましい反射板の構造を有する。

図６ａに示すように、反射板の構造は、下から上へ、下層基板１０１、散乱層６０１、反射金属層６０３、被覆層６０５及びインジウムすず酸化物パターン６０７を有し、かつ画素の周辺に上に突出する隆起部構造６０９を形成するものである。図６ｂに示すように、反射板の構造は、下から上へ、下層基板１０１、散乱層６０１、金属反射層６０３、カラーレンズ６１１、被覆層６０５及びインジウムすず酸化物パターン６０７を有し、かつ赤、緑及び青などの子画素の周辺に上に突出する隆起部構造６１３、隆起部構造６１５及び隆起部構造６１７を形成するものである。

本実施例におけるすべての反射構造は反射金属層を有する。反射金属層は、その材質がアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム合金、銀合金或いは高反射率の多層膜であり、その構造が反射式または部分反射式のいずれでも、図１ｄの説明の通り、開口（即ち、透光区）を有する構造でも可能である。開口の形状は細長い形状か、矩形か、円形か或いは矩形と円形の組合せなどが可能である。透光区の面積は透光区と反射区の総計面積に比べる比較値が５％から３０％である場合、反射光効果は好ましい。

本実施例の各種の方式による自動傾斜配列の反射板は一枚の基板上に設けられ、カラーレンズはＴＦＴと同じ側の基板または向かい合う基板上に搭載可能である。共電極層を備える基板にはカラーレンズを加えることが可能である。画素電極層はアクティブマトリックス素子（例えば、薄膜トランジスターまたは薄膜ダイオード）か或いはパッシブマトリックス素子の電極にすることも可能である。透明電極層の材質はインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）か或いはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などであり、内拡散層の材質は正型または負型フォトレジスタまたはアクリル樹脂シリーズなどであり、遅延膜の材質は高分子重合体膜である。

本実施例は、部分反射式液晶ディスプレイに適用される場合、暗状態と明状態（bright state）を除き、相当に優れた効果を有し、透過方式と反射方式において、相当に高いコントラストが得られ、かつ相当に広い視角と相当に高い光効果（light efficiency）を有する。図７に示すのは、本実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイのこれらの光学の実施効果を有するデータである。図７に示すように、反射方式において、コントラストはＣＲ＞２０：１であることに対し、視角は１６０Ｈ（水平１６０度）と１１０Ｖ（垂直１１０度）である。正の向きの対比はさらに３５０：１より大きい。透過方式において、コントラストはＣＲ＞１００：１であることに対し、視角は１４０Ｈ（水平１４０度）と１６０Ｖ（垂直１６０度）である。正の向きの対比はさらに８００：１より大きい。

図８ａから図８ｃは、それぞれ反射方式において、本実施例の自動傾斜配列の液晶ディスプレイにおける暗状態の視角図、明状態の視角図及び対比視角図である。図９ａから図９ｃは、それぞれ透過方式において、本実施例の自動傾斜配列の液晶ディスプレイにおける暗状態の視角図、明状態の視角図及び対比視角図である。図８ａから図９ｃにより、反射方式または透過方式において、本実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイは、明状態または暗状態のいずれにおいても、相当に広い視角を有し、図７に示すように、光学の実施効果を有する。

電場（electric field）を加えた後、本実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの反射性と透光性は、暗状態から明状態に調整される（modulated）。液晶層の動態位相遅延範囲も調整されることで、反射ねじれ方式と混合ねじれ方式による液晶ディスプレイと同じように好ましい偏光効果（polarization light effeciency）が得られる。

本実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイは、広視角のノーマルなブラックモードの反射式薄膜トランジスター液晶ディスプレイ、部分反射式薄膜トランジスター液晶ディスプレイ、ノーマルなブラックモードの反射式または部分反射式液晶ディスプレイ及び部分反射式液晶ディスプレイのいずれか一つの液晶ディスプレイに適用可能である。

上述により、本実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造は、画素区域、例えば、画素の周辺、画素の周辺及び画素の中央に近い接触孔または画素の周辺及び透光区の境界部分において、上に突出するか下に凹んだ隆起部構造を形成するものである。本実施例は、隆起部構造により液晶セルの指向矢の傾斜方向を制御可能であることで、本実施例による反射式または部分反射式液晶ディスプレイは多区域が形成され、相当に高いコントラスト及び広視角という特性を有する。
上述は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の実施範囲を制限することがない。本発明の請求範囲により均等な変化と修飾をするのは、本発明の範囲に属するべきである。

本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイを示す断面図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイを示す断面図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイを部分反射式ディスプレイに適用する状態を示す断面図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの散乱式反射素子中の反射金属層の三種の方式を示す図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの隆起構造及び下に凹んだ構造を形成する状態を示す模式図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの液晶分子が垂直配列または垂直に近い配列から傾斜または水平配列に変わる状態を示す模式図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイが部分反射式液晶ディスプレイに適用される時の隆起構造及び下に凹んだ構造を形成する状態示す模式図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイが部分反射式液晶ディスプレイに適用される時の自動傾斜配列の反射板が壁を二重に囲む隆起部構造を形成する状態を示す模式図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの下に凹んだ構造に近隣する液晶分子の指向分配の模擬図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの壁を二重に囲む隆起部構造の反射板を備える部分反射式液晶ディスプレイを示す断面図である 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの反射板を示す断面図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの反射板を示す断面図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの光学の実施効果のデータを示す図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの反射方式における暗状態の視角図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの反射方式における明状態の視角図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの反射方式における暗状態と明状態の対比視角図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの透過方式における暗状態の視角図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの透過方式における明状態の視角図である。 本発明の一実施例による自動傾斜配列の液晶ディスプレイの透過方式における明状態の視角図である。

符号の説明

１０１ 下層基板、１０３ 液晶層、１０６ 偏光板、１０７ 無色ワイドバンドの１／４波長プレート、１０９ 遅延膜、１１１ 上層基板、１１２ 透明電極層、１１３ 隆起部構造、１１４ 反射金属層、１１５ 内拡散層、１１６ 偏光板、１１７ 無色ワイドバンドの１／４波長プレート、１１８ 遅延膜、１２３ 隆起部構造、１２４ 反射金属層、１２５ 内拡散層、１３３ 透明電極、１３５ 反射金属、１３６ 偏光板、１３７ 無色ワイドバンドの１／４波長プレート、１３９ 遅延膜、１４１ 全反射金属層、１４２ 薄く透光性のある金属層、１４３ 開口透明電極、１４４ アルミニウムまたは銀合金の反射区、２０１ 下に凹んだ構造、２０３ 反射金属層、２０５ 内拡散層、３０１ 接触孔、３０３ 反射金属層、３１１ 透光区の境目、３１５ 透明電極層、３１７ 内拡散層、５１５ 偏光板、５１７ 無色ワイドバンドの１／４波長プレート、５１９ 遅延膜、５３５ 偏光板、５３７ 無色ワイドバンドの１／４波長プレート、５３９ 遅延膜、６０１ 散乱層、６０３ 反射金属層、６０５ 被覆層、６１１ カラーレンズ、６１３ 隆起部構造、６１５ 隆起部構造、６１７ 隆起部構造、ｄＴ 透光区の液晶セルの隙間、ｄＲ 反射区の液晶セルの隙間、Ｗ 接触孔の直径、Ｔ 透光区、Ｒ 反射区

Claims (28)

1. それぞれ共電極層及び画素電極層を有し、該電極層の中は透明電極層及び自動傾斜配列を有する散乱式反射素子であり、該反射素子は画素区域において上に突出するか下に凹んだ隆起部構造を形成する上下二枚の基板と、
   上層基板の上方に形成される直列遅延膜と、
   直列遅延膜の上方に形成される偏光板と、
   上下二枚の基板の間に形成される均質な液晶層とを備え、
   該自動傾斜配列の散乱式反射素子は反射金属層と隆起部構造を有する内拡散層とを有し、該隆起部の平均高度Ｈは反射素子の散乱層の平均高度ｈに等しいかそれより大きく、液晶セルの隙間ｄより低く、かつ該液晶層の液晶分子は駆動電圧を加える前に垂直配列または垂直に近い配列を呈し、駆動電圧を加えた後、垂直配列または垂直に近い配列から傾斜または水平配列に変わり、隆起部構造に近隣する該液晶セルの指向矢は傾斜角度を有することを特徴とする自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
2. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、画素区域の周辺において上に突出する隆起部構造を形成することを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
3. ０．０５≦Ｈ／ｄ≦１であることを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
4. 該液晶ディスプレイの構造は、部分反射式液晶ディスプレイに適用され、かつ下層基板の後側は偏光板及び低色ワイドバンドの１／４波長プレートを有し、その中に直列遅延膜を加えることを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
5. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、画素の中央に近い接触孔のあたりにおいて下に凹んだ構造を形成し、下に凹んだ構造に近隣する該液晶セルの指向矢は傾斜角度を有することを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
6. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、画素の中央に近い接触孔のあたりにおいて下に凹んだ構造を形成し、下に凹んだ構造に近隣する該液晶セルの指向矢は傾斜角度を有することを特徴とする請求項３に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
7. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、透光区の周辺においてもう一つの下に凹んだ隆起部構造を形成することを特徴とする請求項６に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
8. 透光区の液晶セルの隙間ｄＴは、反射区の液晶セルの隙間ｄＲより大きく、かつ両者の関係はｄＲ≦ｄＴ≦２ｄＲであることを特徴とする請求項７に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
9. １００ｎｍ≦△ｎ×ｄＲ≦２２０ｎｍ及び１８０ｎｍ≦△ｎ×ｄＴ≦４５０ｎｍであり、そのうちの△ｎは液晶の屈折率であることを特徴とする請求項８に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
10. 該画素電極層は、アクティブマトリックス素子の電極であることを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
11. 該直列遅延膜は、双軸展延膜またはＡ−プレートとＣ―プレートの組合せのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
12. 上層基板は、カラーレンズを有することを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
13. 該液晶ディスプレイの構造は、反射式液晶ディスプレイに適用され、かつ該自動傾斜配列の散乱式反射素子は反射式構造を有することを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
14. 該直列遅延膜は、双軸展延膜またはＡ−プレートとＣ―プレートの組合せのいずれか一つであることを特徴とする請求項１３に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
15. Ａ―プレートの厚さａｆ、Ｃ―プレートの厚さｃｆ、液晶屈折率△ｎ及び液晶セルの隙間ｄＲの間の関係は、０．８×△ｎ×ｄＲ≦ｃｆ＋１２５ｎｍ≦１．３×△ｎ×ｄＲ及び０≦ａｆ≦５０であり、プレートの厚さの単位はｎｍであることを特徴とする請求項１４に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
16. 該直列遅延膜は、双軸展延膜またはＡ−プレートとＣ―プレートの組合せのいずれか一つであることを特徴とする請求項４に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
17. Ａプレートの厚さａｆ、双軸展延膜の厚さａｂまたはｃｂ、液晶屈折率△ｎ及び透光区の液晶セルの隙間ｄＴの間の関係は、０≦ａｂ≦１００ｎｍ及び０．４×△ｎ×ｄＴ≦ｃｂ＋６５ｎｍ≦０．７５×△ｎ×ｄＴであり、プレートの厚さの単位はｎｍであることを特徴とする請求項１６に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
18. Ａ―プレートの厚さａｆ、Ｃ―プレートの厚さｃｆ、双軸展延膜の厚さａｂまたはｃｂ、液晶屈折率△ｎ及び透光区の液晶セルの隙間ｄＴの間の関係は、０．８×△ｎ×ｄＴ≦ｃｆ＋ｃｂ＋１８５ｎｍ≦１．３×△ｎ×ｄＴ及び３０ｎｍ≦ａｂ＋ａｆ≦１２０ｎｍであり、プレートの厚さの単位はｎｍであることを特徴とする請求項１６に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
19. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、開口透光区の構造を有することを特徴とする請求項１に記載の自動傾斜配列の液晶ディスプレイの構造。
20. 反射式また部分反射式液晶ディスプレイに適用される自動傾斜配列の反射板の構造であって、
    下層基板と、
    下層基板の上方に形成され、少なくとも一つの内拡散層と一つの反射金属層とを有し、かつ液晶ディスプレイの画素区域において上に突出するか下に凹んだ隆起部構造を有する自動傾斜配列の散乱式反射素子と、
    を備えることを特徴とする自動傾斜配列の反射板の構造。
21. 該反射金属層は、薄く透光性のある金属層であることを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
22. 該反射金属層は、開口透明電極の透光区と、アルミニウムまたは銀合金の反射区とを有する金属層であることを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
23. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、
    下層基板の上方に形成され、かつ液晶ディスプレイの画素区域の周辺に上に突出する隆起部構造を形成する内拡散層と、
    内拡散層の上方に形成される反射金属層と、
    を有することを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
24. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、
    下層基板の上方に形成され、かつ液晶ディスプレイの画素区域の周辺に上に突出する隆起部構造を形成し、また、画素の中央に近い接触孔のあたりに下に凹んだ構造を形成する内拡散層と、
    内拡散層の上方に形成される反射金属層と、
    を有することを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
25. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、
    下層基板の上方に形成され、かつ液晶ディスプレイの画素区域の周辺に上に突出する隆起部構造を形成し、また、液晶ディスプレイの透光区における画素の中央に近い接触孔のあたりに下に凹んだ構造を形成する内拡散層と、
    内拡散層の上方かつ液晶ディスプレイの反射区の中に形成される反射金属層と、
    内拡散層の上方かつ液晶ディスプレイの透明区の中に形成される透明電極層と、
    を有することを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
26. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、
    下層基板の上方に形成され、かつ液晶ディスプレイの画素区域の周辺に上に突出する隆起部構造を形成し、また、液晶ディスプレイの透光区における画素の中央に近い接触孔のあたりに下に凹んだ構造を形成し、また、液晶ディスプレイの透光区の境界部分において壁を囲む隆起部構造を形成する内拡散層と、
    内拡散層の上方かつ液晶ディスプレイの反射区の中に形成される反射金属層と、
    内拡散層の上方かつ液晶ディスプレイの透明区の中に形成される透明電極層と、
    を有することを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
27. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、
    下層基板の上方に形成される内拡散層と、
    内拡散層の上方に形成される反射金属層と、
    反射金属層の上方に形成される被覆層と、
    被覆層の上方に形成されるインジウムすず酸化物パターンと、
    を有することを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。
28. 該自動傾斜配列の散乱式反射素子は、
    下層基板の上方に形成される内拡散層と、
    内拡散層の上方に形成される反射金属層と、
    反射金属層の上方に形成されるカラーレンズと、
    カラーレンズの上方に形成される被覆層と、
    被覆層の上方に形成されるインジウムすず酸化物パターンと、
    液晶ディスプレイの赤、緑及び青などの子画素の周辺に形成され、上に突出する隆起部構造と、
    を有することを特徴とする請求項２０に記載の自動傾斜配列の反射板の構造。

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