JP3293589B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、昼間など外光が明
るい時にこれを利用して映像を表示することのできる反
射型と、夜間など外光が乏しく暗い時にバックライト
（背面光源）を利用して映像を表示する透過型との両方
の機能を兼ね備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄型、低消費電力といった特徴から携帯
情報端末などの表示装置として反射型カラー液晶表示装
置が注目を集めている。反射型液晶表示装置は、反射板
を有し外光を利用して表示を行うものである。これは、
バックライトを有する透過型のカラー液晶表示装置に比
べて消費電力が小さいことが特長である。反射型カラー
液晶表示装置の構成としては、反射板を有する基板とカ
ラーフィルタを有する対向基板の基板間に液晶を充填
し、１枚の偏光板と光学補償板を組み合わせた１枚偏光
板方式や、基板間に黒色のゲストホスト液晶を充填して
カラーフィルタで色を出す方式などがある。しかしなが
ら、その表示方式ゆえに、反射型カラー液晶表示装置は
夜間などの周囲の外光が乏しく暗い環境では使用に適さ
ないという欠点がある。
【０００３】そこで、周囲が明るい場合には外光を利用
し、暗い場合には光源による光で表示させることが考え
られる。このような方法には、１）反射型カラー液晶表
示装置の前面に補助光源（フロントライト）を配置し、
外光の代わりとして用いる、２）反射型と透過型の両方
の性質を併せ持った、いわゆる半透過型の液晶表示装置
により、暗いときにはバックライトからの光で表示す
る、という２つの方法がある。
【０００４】このうち、後者の半透過型液晶表示装置
は、例えば特開平１１−５２３６６に開示されている。
この従来例は、反射型液晶表示装置の構成において、反
射板に、光を透過するための微細な開孔を設けたもので
あり、明るいときには反射型、周囲が暗い場合には、開
孔からバックライトの光を得て透過型として使用するも
のである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この半
透過型液晶表示装置のカラー化の際には、カラーフィル
ターを介して発色する方式のため、反射型モード使用時
ならび透過型モード使用時では各々、従来の反射型液晶
表示装置および透過型液晶表示装置ほどは明るく、色鮮
やかなカラー表示は困難であった。すなわち、カラーフ
ィルターを用いて発色する場合、反射型モード使用時と
透過型モード使用時の光学濃度を考慮して設計する必要
があった。
【０００６】反射型モードに使用するカラーフィルター
と透過型モードに使用するカラーフィルターとの塗り分
けによる設計を行っている場合が考えられる。このとき
も、各々のカラーフィルターで面積を分けることにな
り、反射型モードおよび透過型モードそれぞれについ
て、充分な明るさの表示を得るためには、どちらの面積
も大きく取ることができない。すなわち、各々のモード
で充分な開口率を得ることが極めて困難であり、従来の
反射型液晶表示装置ならびに透過型液晶表示装置に明る
さの面で大幅に劣ってしまう。
【０００７】第一に、透過型と反射型との中間的な光学
濃度で設計している場合が考えられる。一般に透過型モ
ードで用いられるカラーフィルターの光学濃度の方が、
反射型モードのカラーフィルターに比べて大きくなって
いる。したがって、反射型モードでは、同一のカラーフ
ィルターを２回通過することになるので、従来の反射型
カラーフィルターを用いる場合に比べて暗い映像表示に
なってしまう。また、透過型モードでは、従来の透過型
で用いられるカラーフィルターより光学濃度が低くな
り、全体に白っぽい映像となり、色再現範囲の狭い表示
となってしまう。すなわち、従来の反射型液晶表示装置
や透過型液晶表示装置と比較して、色再現範囲の狭い映
像表示になってしまう欠点があった。
【０００８】本発明の目的は、上記課題に鑑みなされた
ものであって、第１の目的は、反射型モードおよび透過
型モードの両方で充分な光の利用効率で明るく、色再現
範囲の広い液晶表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る第１の液晶表示装置は、透明電極を有する対向
基板と、対向基板との間に一定の間隙を保つように貼り
合わされると共に対向基板側から入射する光を反射する
反射層を有するアレイ基板と、対向基板とアレイ基板と
の間に挟まれると共にこれらの間に印加される電圧に応
じて変調し表示を行う液晶材料層と、液晶材料層との間
にアレイ基板を挟むバックライト部とを有する液晶表示
装置において、反射層が開口部を有し、反射層とバック
ライト部の間にバックライト部からの光を集光して開口
部から出射させるマイクロレンズが配置されており、反
射層で反射された光が透過する第１のカラーフィルター
と、バックライト部から出射してマイクロレンズを介し
て集光された光が透過する第２のカラーフィルターとを
対向基板上に有し、第１のカラーフィルタの光学濃度が
第２のカラーフィルターの光学濃度よりも低くなってい
る。
【００１０】第１のカラーフィルタの厚みと第２のカラ
ーフィルタの厚みとが同じであることが好ましい。
【００１１】上記課題を解決する本発明に係る第２の液
晶表示装置は、透明電極を有する対向基板と、対向基板
との間に一定の間隙を保つように貼り合わされると共に
対向基板側から入射する光を反射する反射層を有するア
レイ基板と、対向基板とアレイ基板との間に挟まれると
共にこれらの間に印加される電圧に応じて変調し表示を
行う液晶材料層と、液晶材料層との間にアレイ基板を挟
むバックライト部とを有する液晶表示装置において、反
射層が開口部を有し、反射層とバックライト部の間にバ
ックライト部からの光を集光して開口部から出射させる
マイクロレンズが配置されており、マイクロレンズを複
数個有し、複数個のそれぞれのマイクロレンズにより集
光された光がそれぞれ透過する複数の開口部が各画素ご
とに形成されている。
【００１２】開口部の形状は円形または楕円形であるこ
とが好ましく、開口部は各画素ごとにランダムな位置に
形成されていることもまた、好ましい。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。
【００３０】（実施の形態１）図１は、本発明に係る液
晶表示装置の第１の実施の形態を示す模式的な部分断面
図である。図１に示するように、本液晶表示装置は所定
の間隙を介して互いに接合されている上下一対の対向基
板１とアレイ基板２を用いて構成されている。これらの
一対の基板のうち、上側対向基板１は周囲の外光が入射
する側に位置し、ガラスなどの透明基材からなる。一方
下側のアレイ基板２は外光を反射する側に位置し、これ
もガラス等の透明基材を用いている。一対の基板１、２
の間隙には、、電圧印加によりリタデーション変化を生
じる液晶材料層３が挟持されている。この液晶材料層３
はネマティック液晶材料から構成されている。上側の基
板１の内表面には透明電極４と配向層５が形成されてい
る。透明電極４はＩＴＯ（インジウム酸化物）などの透
明導電膜からなる。配向層５は、例えばポリイミドの薄
膜からなる。
【００３１】下側のアレイ基板２には少なくとも、薄膜
トランジスタ６からなるスイッチング素子と平坦化層７
と透明電極８と光反射層９が形成されている。透明電極
８と光反射層９が重なりあっていない部分が開口部１０
である。透明電極８ならびに光反射層９は少なくともど
ちらか一方がコンタクトホール１１により薄膜トランジ
スタ６とに導通している。光反射層９は、透明電極８を
成膜した後、その上に成膜した金属膜１２からなる。光
反射層９は、外部から入射してきた光の大部分を反射す
る。開口部１０は、金属層１２の一部をエッチングで除
去することにより形成される。
【００３２】後方に位置するアレイ基板２のさらに背面
には、マイクロレンズ１３が形成されているマイクロレ
ンズシート１４が配設されている。このマイクロレンズ
シート１４の後側には、バックライト１６が配設されて
いる。マイクロレンズシート１４とバックライト１６の
間には偏光層１５が介在している。偏光層１５に対応し
て、対向基板１の前面に偏光層１７が形成されている。
また、必要に応じて、位相差板１８を偏光板１７と対向
基板１との間に挿入してもよい。このバックライト１６
からは、必要に応じて前方に向かって光が照射される。
【００３３】係る構成において、通常前方から後方に向
かって外部から入射する外光の大部分を光反射層９で前
方に反射して表示を行うとともに、必要に応じ後方から
前方に向かってバックライト１６から入射する光を開口
部１０を介して前方に透過して表示を行う。
【００３４】図２を参照して、図１に示した第１の実施
の形態の反射表示時における動作を説明する。反射表示
を行う場合にはバックライトを消灯する。外部からの入
射光は偏光板および対向基板、さらに液晶材料層を通過
し、光反射層９で拡散反射させる。白黒表示の切り替え
は光反射層９に印加する電圧のオンオフで制御する。
【００３５】さらに、図３を参照して、第１の実施の形
態の透過表示時における動作を説明する。透過表示時は
バックライトを点灯させる。バックライトから照射され
た光源光は偏光層１５およびマイクロレンズ１３を通過
する。マイクロレンズ１３は、バックライト１６からの
光源光が通過する際、マイクロレンズの１３の焦点位置
がアレイ基板２上の光反射層９に設けられた開口部１０
近傍となるようレンズ設計を行っておく。この結果バッ
クライト１６からの光源光はこのマイクロレンズ１３に
よって集光され、効率良く開口部１０を通過することに
なる。マイクロレンズ１３の集光効率はバックライト１
６からの光源光の平行度による。したがって、この光源
光の平行度を上げる手段として、バックライト１６上に
プリズムシートもしくはＢＥＦ板を配置することもでき
る。
【００３６】以上のような構成により、明るい環境で使
う時には外部の周囲光を利用した反射型で、暗い環境で
使う時にはバックライトシステムを利用した透過型とす
ることにより、環境光がいかなる場合でも使える情報携
帯端末用途の液晶ディスプレイが得られる。すなわち、
基本的には反射型液晶ディスプレイであるが、環境光の
乏しいところではバックライトシステムを用いることに
より、透過型液晶ディスプレイにもなるということであ
る。この透過型液晶ディスプレイ使用時に光利用効率が
高く、明るいディスプレイを実現する手段としてマイク
ロレンズを用いた。
【００３７】カラーフィルターを用いた場合につき、図
４を用いて説明する。図４は、液晶表示装置を正面およ
び断面から見た図である。図４に示すとおり、対向基板
１上にカラーフィルター層１９を形成しておく。この
際、正面図に示すとおり、カラーフィルター１９のう
ち、光反射層９からの光を通し、反射型モードにのとき
の第１のカラーフィルター部２０、およびバックライト
からの光源光が通過する透過型モード使用時のときの第
２のカラーフィルター部２１からなる。第１のカラーフ
ィルター部はＲＧＢもしくはＣＭＹどちらの方式のカラ
ーフィルターでも良い。カラーフィルター部２０および
２１ともにＲＧＢを用いる場合には、望ましくは、第１
のカラーフィルター部２０は、第２のカラーフィルター
部２１と比較して、光学濃度の低いものを用いる方がよ
い。すなわち、反射型モードで用いるカラーフィルター
部２０では、同一の光が２度通ることにより発色するた
め、より広い色再現性のため、透過型モードで用いるた
め、光源光が１度しか透過しないカラーフィルター部２
１よりも光学濃度の低いものを用いるのが望ましい。
【００３８】上記の構成では、バックライト１５からの
光源光がマイクロレンズ１３を介して集光されるため、
マイクロレンズ１３の集光度により光反射層９の面積を
５０％より大きく形成させることにより、高い光利用効
率の明るさを確保できるものである。
【００３９】本実施の形態において、バックライト１５
の輝度が例えば３０００ｎｉｔである場合、カラーフィ
ルターや偏光層、液晶材料層３での光吸収などを考慮す
ると、３０００ｎｉｔ×０．３×０．７／３＝２１０ｎ
ｉｔの輝度が開口率１００％の時は得られるはずであ
る。一方反射型として用いる際の明るさをロスしない為
には、反射率に寄与しない開口率は１０％以内に抑える
必要がある。したがって、例えば５％と仮定すると、透
過型モード使用時では、２１０×０．０５＝１０．５ｎ
ｉｔとなり充分な明るさが得られない。これを解決する
ため、本実施の形態ではマイクロレンズ１３が形成され
たマイクロレンズシート１４を用いる。バックライト１
５よりの光源光はこのマイクロレンズ１３により集光さ
れ、効率よく開口部１０を通過することになる。マイク
ロレンズ１３による集光効果が約３倍であれば、輝度は
約３０ｎｉｔとなり、暗い環境で使う時には十分明るさ
となる。以上のように本実施の形態では、暗い環境では
数十にｎｉｔでも充分な明るさであり、これを実現する
ためにマイクロレンズを用いた。
【００４０】なお、本実施の形態では、対向基板１に形
成されたカラーフィルター１９のうち、外側の部分が反
射型モードでの発色を行うカラーフィルター部２０、内
側に透過型モードでの発色を行うカラーフィルター部２
１が形成されているが、外側に透過型モードでの発色を
行うカラーフィルター部を、内側に反射型モードでの発
色を行うカラーフィルター部を形成してもよい。この
際、光反射層の構成を外側に透明電極、内側に金属膜に
よる反射層を形成すればよい。
【００４１】（実施の形態２）図５は、本発明に係る液
晶表示装置の第２の実施の形態を示す模式的な部分断面
図である。図５の基本的な構成は、図１に示したとおり
であるが、マイクロレンズにつき、本実施に形態の特徴
がある。すなわち、マイクロレンズ１４を予めカラーフ
ィルターと同色の有色構成にしておく。すなわち、マイ
クロレンズ１３のうち、赤色のみを透過するマイクロレ
ンズ部２２と緑色光のみを透過するマイクロレンズ部２
３、というようにＲＧＢを発色する構成をとる。予めＲ
ＧＢいずれかに着色されたマイクロレンズをバックライ
トからの光源光が透過する際、色分離が行われる。この
色分離と同時に開口部への集光が行われる。したがっ
て、バックライトを点灯する際、透過型モード部のカラ
ーフィルターを対向基板に形成する必要ない。
【００４２】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００４３】上記構成により、透過型モードでの使用時
にマイクロレンズでの高開口率化による明るい表示が行
えた。
【００４４】本実施の形態では、マイクロレンズを着色
することにより、発色を行っているが、例えばマイクロ
レンズアレイ上にマイクロレンズ毎にカラーフィルター
を形成しても同様に実施可能である。
【００４５】（実施の形態３）図６は、本発明に係る液
晶表示装置の第３の実施の形態を示す模式的な部分断面
図および正面図である。図６の基本的な構成は、図１に
示したとおりである。ただし、カラーフィルターにつ
き、本実施の形態の特徴がある。すなわち、反射型の光
学濃度の低いカラーフィルター２４を光反射層９前面に
形成する。対向基板に反射型モード時のときのカラーフ
ィルターを形成する必要がない。この結果、対向基板１
とアレイ基板２との貼り合わせの際の位置ずれを考慮す
る必要がなく、色再現性の良好な発色が可能となる。
【００４６】なお、本実施の形態では、ＲＧＢ、ＣＭＹ
ともに、実施可能である。また、直接液晶材料層と接す
ると、焼き付きなどの表示上の問題が生じる可能性があ
るため、例えば、導電性材料をラーフィルターの色剤に
混合する、もしくはITOなどの導電性膜をカラーフィル
ター前面に成膜するなどの構成になっても同様に実施可
能である。
【００４７】また、本実施の形態で示した光反射層前面
にカラーフィルターと、本実施の形態２の有色カラーフ
ィルターとの組み合わせも高開口率と色再現性の面で極
めて有効な手段ある。すなわち、対向基板１に全くカラ
ーフィルターを形成する必要ないことから、対向基板と
アレイ基板との貼り合わせ時の位置ずれを考慮する必要
がない。この結果、位置ずれによる開口率の減少、ひい
ては明るさの低下を考慮する必要がない。第２に、光反
射層で反射された光は透過型モード時の発色に用いられ
るカラーフィルターを、もしくはマイクロレンズを介し
て集光された光は、反射型モード時の発色に用いられる
カラーフィルターを、各々透過することがないため、極
めて明るく、色再現範囲の大きい表示の可能である。
【００４８】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００４９】（実施の形態４）図７は、本発明に係る液
晶表示装置の第４の実施の形態を示す模式的な部分断面
図および正面図である。図７の基本的な構成は、図１に
示したとおりである。ただし、カラーフィルターにつ
き、本実施の形態の特徴がある。すなわち、カラーフィ
ルター２５を透過型モードに用いる光学濃度の高いもの
を光反射層９とアレイ基板２との間の平坦化層７上に形
成する。カラーフィルター２５形成後、透明電極ITOを
成膜しさらに、光反射層である金属膜を成膜する。この
プロセスではカラーフィルター２５の形成精度がそれほ
ど必要なく、対向基板に透過型モード時のときのカラー
フィルターを形成する必要がない。この結果、対向基板
１とアレイ基板２との貼り合わせの際の位置ずれを考慮
する必要がなく、色再現性の良好な発色が可能となる。
【００５０】また、直接液晶材料層と接することもない
ため、焼き付きなどの表示上の問題が生じる可能性がな
い。
【００５１】また、本実施の形態で示したカラーフィル
ター２５と、本実施の形態３の反射層全面に形成された
カラーフィルターとの組み合わせも高開口率と色再現性
の面で極めて有効な手段ある。すなわち、対向基板１に
全くカラーフィルターを形成する必要ないことから、対
向基板とアレイ基板との貼り合わせ時の位置ずれを考慮
する必要がない。この結果、位置ずれによる開口率の減
少、ひいては明るさの低下を考慮する必要がない。第２
に、光反射層で反射された光は透過型モード時の発色に
用いられるカラーフィルターを、もしくはマイクロレン
ズを介して集光された光は、反射型モード時の発色に用
いられるカラーフィルターを、各々透過することがない
ため、極めて明るく、色再現範囲の大きい表示の可能で
ある。
【００５２】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００５３】（実施の形態５）図８は、本発明に係る液
晶表示装置の第５の実施の形態を示す模式的な部分断面
図および正面図である。図８の基本的な構成は、図１に
示したとおりである。ただし、カラーフィルターにつ
き、本実施の形態の特徴がある。すなわち、カラーフィ
ルター２６を光反射層のうち開口部１１前面に形成す
る。対向基板に透過型モード時のときのカラーフィルタ
ーを形成する必要がない。この結果、対向基板１とアレ
イ基板２との貼り合わせの際の位置ずれを考慮する必要
がなく、色再現性の良好な発色が可能となる。
【００５４】なお、直接液晶材料層と接すると、焼き付
きなどの表示上の問題が生じる可能性があるため、例え
ば、導電性材料をラーフィルターの色剤に混合する、も
しくはITOなどの導電性膜をカラーフィルター前面に成
膜するなどの構成になっても同様に実施可能である。
【００５５】また、実施の形態３に示した光反射層前面
にカラーフィルターと、本実施の形態との組み合わせも
高開口率と色再現性の面で極めて有効な手段ある。すな
わち、対向基板１に全くカラーフィルターを形成する必
要ないことから、対向基板とアレイ基板との貼り合わせ
時の位置ずれを考慮する必要がない。この結果、位置ず
れによる開口率の減少、ひいては明るさの低下を考慮す
る必要がない。第２に、光反射層で反射された光は透過
型モード時の発色に用いられるカラーフィルターを、も
しくはマイクロレンズを介して集光された光は、反射型
モード時の発色に用いられるカラーフィルターを、各々
透過することがないため、極めて明るく、色再現範囲の
大きい表示の可能である。
【００５６】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００５７】（実施の形態６）図９は、本発明に係る液
晶表示装置の第６の実施の形態を示す模式的な部分断面
図および正面図である。図９の基本的な構成は、図１に
示したとおりである。ただし、本実施の形態では、光反
射層の開口部につき、本実施の形態の特徴がある。図９
に示すように、開口部１０‘を複数形成することによ
り、回折による色ムラを緩和し、かつ、開口率が高く、
かつ色再現範囲の大きく明るい表示が可能となる。この
際、図９に示すように複数個のマイクロレンズ１３‘を
形成すればより明るい表示が可能となる。
【００５８】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００５９】なお、実施の形態１から５までのとの組み
合わせでも同様に実施可能である。
【００６０】（実施の形態７）図１０は、本発明に係る
液晶表示装置の第７の実施の形態を示す模式的な部分断
面図および正面図である。図９の基本的な構成は、図１
に示したとおりである。ただし、本実施の形態では、光
反射層の開口部につき、本実施の形態の特徴がある。図
１０に示すように、開口部を楕円形もしくは円形するこ
とにより、開口部を形成しやすく、また、画素の形状の
応じて開口率が高く、かつ色再現範囲の大きく明るい表
示が可能となる。この際、図９に示すような形状のマイ
クロレンズ１３‘’を形成すればより明るい表示が可能
となる。
【００６１】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００６２】なお、実施の形態１から６までのとの組み
合わせでも同様に実施可能である。
【００６３】（実施の形態８）図１１は、本発明に係る
液晶表示装置の第７の実施の形態を示す模式的な部分断
面図および正面図である。図９の基本的な構成は、図１
に示したとおりである。ただし、本実施の形態では、光
反射層の開口部につき、本実施の形態の特徴がある。図
８に示すように、各画素に応じて開口部の位置をランダ
ムすることにより、画素の形状に応じて開口率が高く、
かつ色再現範囲の大きく明るい表示が可能となる。この
際、図１０に示すようにランダムなマイクロレンズ１４
‘’‘を形成すれば、開口部の周期的な構造による回折
を抑えることができる。この結果、色ムラのない良好な
表示得ることができる。また、より明るい表示が可能と
なる。なお、実施の形態１から６までのとの組み合わせ
でも同様に実施可能である。
【００６４】実際、バックライト１５よりの光源光はこ
の有色マイクロレンズ１３により集光され、効率よく開
口部１０を通過することになる。バックライトの輝度が
３０００ｎｉｔであれば、マイクロレンズ１３による集
光効果が約３倍として、輝度は約３０ｎｉｔとなり、暗
い環境で使う時には十分明るさとなった。
【００６５】なお、本実施の形態１から７まで図示した
ように、アレイ基板としてボトムゲート構造の薄膜トラ
ンジスタＴＦＴを形成したものを図示したがトップゲー
ト構造の薄膜トランジスタでも同様に実施可能である。
また、例えば、二端子の薄膜ダイオードなどのスィッチ
ング素子を用いても同様に実施可能である。
【００６６】また、本実施の形態では、いずれもスイッ
チング素子が形成されたアクティブマトリクスアレイ基
板について述べたが、パッシブマトリクス型基板でも同
様に実施可能である。
【００６７】さらに、光反射層の形状として、平坦な金
属膜の構造を図示したが、例えば、凹凸の構造を有する
反射層でも同様に実施可能である。
【００６８】また、対向基板にマイクロレンズシートに
よるマイクロレンズを形成しても同様に実施可能であ
る。
【００６９】
【００７０】
【発明の効果】本発明により、反射型でも透過型でも使
用できる液晶表示装置が実現できる。昼間など充分な周
囲光がある環境での使用時は、外部からの光を光反射層
で前方に反射して表示を行うことができる。この際バッ
クライトを点灯する必要がないので消費電力を抑えるこ
とができる。一方、夜間など周囲光が乏しい環境では、
バックライトからの光源光をマイクロレンズにより集光
することにより高開口を実現し、明るい表示を実現す
る。すなわち、本発明に係る液晶表示装置は外光が乏し
い場合でも視認できるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の第１の実施の形態
を示す模式的な部分断面図
【図２】第１の実施の形態の反射表示時における動作を
説明する図
【図３】第１の実施の形態の透過表示時における動作を
説明する図
【図４】第１の実施の形態のカラーフィルターを用いた
場合の液晶表示装置の部分断面図
【図５】本発明に係る液晶表示装置の第２の実施の形態
を示す模式的な部分断面図
【図６】本発明に係る液晶表示装置の第３の実施の形態
を示す模式的な部分断面図および正面図
【図７】本発明に係る液晶表示装置の第４の実施の形態
を示す模式的な部分断面図および正面図
【図８】本発明に係る液晶表示装置の第５の実施の形態
を示す模式的な部分断面図および正面図
【図９】本発明に係る液晶表示装置の第６の実施の形態
を示す模式的な部分断面図および正面図
【図１０】本発明に係る液晶表示装置の第７の実施の形
態を示す模式的な部分断面図および正面図
【図１１】本発明に係る液晶表示装置の第８の実施の形
態を示す模式的な部分断面図および正面図
【符号の説明】
１ 対向基板 ２ アレイ基板 ３ 液晶材料層 ４ 透明電極 ５ 配向層 ６ 薄膜トランジスタ ７ 平坦化層 ８ 透明電極 ９ 光反射層 １０ 開口部 １１ コンタクトホール １２ 金属層 １３ マイクロレンズ １４ マイクロレンズシート １５ バックライト １６ 偏光層 １７ 偏光層 １８ 位差板 １９ カラーフィルター ２０ カラーフィルター ２１ カラーフィルター ２２ 着色マイクロレンズ（Ｒ） ２３ 着色マイクロレンズ（Ｇ） ２４ カラーフィルター ２５ カラーフィルター ２６ カラーフィルター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 脇田 尚英 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−201793（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11240（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−9922（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−52366（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318929（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−242226（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−52415（ＪＰ，Ａ) 特開2000−267077（ＪＰ，Ａ) 特開2000−147502（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 G02F 1/1343

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明電極を有する対向基板と、 前記対向基板との間に一定の間隙を保つように貼り合わ
    されると共に前記対向基板側から入射する光を反射する
    反射層を有するアレイ基板と、 前記対向基板と前記アレイ基板との間に挟まれると共に
    これらの間に印加される電圧に応じて変調し表示を行う
    液晶材料層と、 前記液晶材料層との間に前記アレイ基板を挟むバックラ
    イト部とを有する液晶表示装置において、 前記反射層が開口部を有し、前記反射層と前記バックラ
    イト部の間に前記バックライト部からの光を集光して前
    記開口部から出射させるマイクロレンズが配置されてお
    り、 前記反射層で反射された光が透過する第１のカラーフィ
    ルターと、 前記バックライト部から出射して前記マイクロレンズを
    介して集光された光が透過する第２のカラーフィルター
    とを対向基板上に有し、 前記第１のカラーフィルタの光学濃度が前記第２のカラ
    ーフィルターの光学濃度よりも低い、液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記第１のカラーフィルタの厚みと前記
    第２のカラーフィルタの厚みとが同じである、請求項１
    に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 透明電極を有する対向基板と、 前記対向基板との間に一定の間隙を保つように貼り合わ
    されると共に前記対向基板側から入射する光を反射する
    反射層を有するアレイ基板と、 前記対向基板と前記アレイ基板との間に挟まれると共に
    これらの間に印加される電圧に応じて変調し表示を行う
    液晶材料層と、 前記液晶材料層との間に前記アレイ基板を挟むバックラ
    イト部とを有する液晶表示装置において、 前記反射層が開口部を有し、前記反射層と前記バックラ
    イト部の間に前記バックライト部からの光を集光して前
    記開口部から出射させるマイクロレンズが配置されてお
    り、 前記マイクロレンズを複数個有し、前記複数個のそれぞ
    れのマイクロレンズにより集光された光がそれぞれ透過
    する複数の開口部が各画素ごとに形成されている、液晶
    表示装置。
  4. 【請求項４】 前記開口部の形状が円形または楕円形で
    ある、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の液
    晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記開口部が各画素ごとにランダムな位
    置に形成されている、請求項１から請求項４までのいず
    れかに記載の液晶表示装置。
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