JP4260563B2 - 半透過反射型液晶表示パネルおよび半透過反射型液晶表示装置ならびに半透過反射型液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外光反射および照明装置の照明光を利用して表示を行なう半透過反射型の液晶表示パネル、およびこれを用いた半透過反射型液晶表示装置ならびに半透過反射型液晶表示パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる半透過反射型液晶表示装置を表示部として備えているものがある。こうした半透過反射型液晶表示装置は、前面から入射する外光（自然光）を表面で全反射させるとともに、液晶表示パネルの後方に配置されたバックライト光を透過させる開口を備えた半透過反射膜によって、外光の反射光と照明装置の照明光のいずれによっても液晶表示パネルを明るく照らし出すことができるようになっている。
【０００３】
このような半透過反射型液晶表示装置では、外光と照明装置の照明光との光路長が異なると、液晶表示パネルを照らし出す光源として外光を利用した場合と照明装置を利用した場合とで、液晶表示パネルの表示色や輝度に差が生じてしまう。こういった液晶表示パネルを照らし出す光源の種類による表示色や輝度の差を無くすために、いわゆるマルチギャップ構造と称される液晶表示パネルが従来より提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−６２５２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の半透過反射型の液晶表示装置では、外光と照明光との光路長を同じにするために、基板上に肉厚の反射膜を形成して、その後、この反射膜を覆うようにフィルタを形成するなど、その製造にあたって多くの工程を必要とし、製造コストがかかるとともに、その製造自体も容易ではない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、外光および照明光のいずれにおいても鮮明な表示が可能であり、製造が容易でかつローコストな半透過反射型の液晶表示パネルおよび半透過反射型液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、基板本体上に複数の走査線と複数の信号線と複数のスイッチング素子とが形成され、それらが光透過性の絶縁層により覆われ、該絶縁層の上面が平坦面とされ、前記絶縁層上に樹脂層が形成され、前記複数の走査線と複数の信号線により区画された画素領域に対応させて前記樹脂層上に光反射性の導電性の反射膜が形成され、前記画素領域の一部に、前記絶縁層の平坦面に達する溝が形成され、前記溝の底面において前記絶縁層上に位置した光透過性電極が形成され、該光透過性電極と前記絶縁層により光透過部が形成され、前記各画素領域の光透過性電極と前記樹脂層上の反射膜とが電気的に接合されてなり、前記樹脂層がその表面に転写型の押圧により微細な凹部が形成される樹脂層とされ、前記樹脂層の上層に液晶層を介して形成され、前記光透過部だけ厚みを増したカラーフィルタ層とを備え、前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ、前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ、前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値が設定され、前記微細な凹部が内面球面形状とされ、その直径が５μｍ〜１００μｍの範囲、深さが０．１〜３μｍの範囲とされ、各凹部内面の傾斜角が−１８゜〜＋１８゜の範囲であり、隣接する凹部のピッチがランダムにされてなることにより、入射角３０°での外光に対して、反射特性が正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で一定とされたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネルが提供される。
【０００８】
このような半透過反射型液晶表示パネルによれば、液晶表示パネルの照明光として反射光と透過光の何れを用いても、液晶表示パネルを透過する際の光路長を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
【０００９】
反射光と透過光との光路長を揃えることによって、液晶表示パネルを照明するために、反射光となる外光を用いる場合と、透過光となる照明装置の照明光を用いる場合のいずれにおいても、液晶表示パネルの色調や輝度を同じにすることが可能になる。つまり、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
【００１０】
前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ，前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値を設定するのが好ましい。これにより、反射光と透過光との光路長が同じになり、液晶表示パネルの色調や輝度を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
【００１１】
前記フィルタ層の前記光反射部における厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに，前記液晶層の前記光反射部における厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに，前記液晶層の前記光透過部における厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定するのが好ましい。
【００１２】
前記絶縁層に覆われたスイッチング素子と、前記絶縁層に形成され前記スイッチング素子と前記光透過性電極とを導電可能に接続するコンタクトホールとを更に備えてもよい。上述した各項の半透過反射型液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを照明する照明装置とを備えた半透過反射型液晶表示装置が提供される。
【００１３】
また、本発明では、上面が平坦な絶縁層と、前記絶縁層の上面に積層された樹脂層と、前記樹脂層の一部に形成され底面で前記絶縁層の上面を露出させる溝が形成された光透過部と、前記溝の底面をおおう光透過性電極と、前記樹脂層のうち前記反射部以外を覆う反射膜が形成された光反射部とを備えた半透過反射型液晶表示装置の製造方法であって、基板上にフィルタ材を積層する工程と、前記フィルタ材のうち前記光透過部に対応する部分に光透過性のレジスト層を形成する工程と、前記フィルタ材およびレジスト層をエッチングして、前記光反射部に対応する部分の前記フィルタ材の厚みを減じ、前記光反射部と前記光透過部とで厚みが異なるフィルタ層と形成する工程とを備えたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネルの製造方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半透過反射型液晶表示パネルの一実施形態として、アクティブマトリクスの半透過反射型液晶表示装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の半透過反射型液晶表示装置（以下、液晶表示装置と称する）１は、半透過反射型液晶表示パネル（以下、液晶パネルと称する）１００と、この液晶パネル１００の下面に配された照明装置であるバックライト２００とを備えて構成されている。液晶パネル１００は、アクティブマトリクス基板（下基板）１１０と、上基板１４０と、これら基板１１０，１４０の間に形成されている液晶層１５０とを備えている。
【００１６】
アクティブマトリクス基板１１０は、図２に示すように、例えばガラスやプラスチック等からなる基板本体１１１上に、それぞれ行方向（ｘ軸方向），列方向（ｙ軸方向）にそれぞれ複数の走査線１２６，信号線１２５が電気的に絶縁されて形成され、各走査線１２６，信号線１２５の交差部近傍にＴＦＴ（スイッチング素子）１３０が形成されている。以下では、基板１１０上において、画素電極となる反射膜１２０が形成される領域，ＴＦＴ１３０が形成される領域，走査線１２６及び信号線１２５が形成される領域を、それぞれ画素領域，素子領域，配線領域と呼ぶ。
【００１７】
再び図１を参照して、本実施形態のＴＦＴ１３０は逆スタガ型の構造を有し、基板本体１１１の最下層部から順にゲート電極１１２，ゲート絶縁膜１１３，半導体層１１４，１１５，ソース電極１１６及びドレイン電極１１７が形成されている。すなわち、走査線１２６の一部が延出されてゲート電極１１２が形成され、これを覆ったゲート絶縁層１１３上にゲート電極１１２を平面視で跨るようにアイランド状の半導体層１１４が形成され、この半導体層１１４の両端側の一方に半導体層１１５を介してソース電極１１６が、他方に半導体層１１５を介してドレイン電極１１７が形成されている。
【００１８】
基板本体１１１には、ガラスの他、例えばポリ塩化ビニル,ポリエステル,ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂類や天然樹脂等、バックライト２００からの照明光を透過可能な光透過性の絶縁基板を用いることができる。
【００１９】
ゲート電極１１２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），タンタル（Ｔａ），チタン（Ｔｉ），銅（Ｃｕ），クロム（Ｃｒ）等の金属或いはこれら金属を一種類以上含んだＭｏ−Ｗ等の合金から構成されれば良く、図２に示すように、行方向に配設される走査線１２５と一体に形成されている。
【００２０】
ゲート絶縁層１１３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｙ）等のシリコン系の絶縁膜からなり、図２に示す走査線１２６及びゲート電極１１２を覆うように基板本体１１１の全面に形成されている。
【００２１】
半導体層１１４は、不純物ドープの行なわれないアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなるｉ型の半導体層であり、ゲート絶縁層１１３を介してゲート電極１１２と対向する領域がチャネル領域として構成される。ソース電極１１６及びドレイン電極１１７は、例えば、Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｃｒ等の金属及びこれら金属を一種類以上含んだ合金から形成されればよく、ｉ型半導体層１１４上に、チャネル領域を挟むように対向して形成されている。また、ソース電極１１６は列方向に配設される信号線１２５から延出されて形成されている。
【００２２】
なお、ｉ型半導体層１１４とソース電極１１６及びドレイン電極１１７との間で良好なオーミック接触を得るために、ｉ型半導体層１１４と各電極１１６，１１７との間には、例えばリン（Ｐ）等のＶ族元素を高濃度にドープしたｎ型半導体層１１５が設けられている。
【００２３】
基板１１１上にはＴＦＴ１３０を覆うように上面が平坦面を成す絶縁層１１９が形成されている。絶縁層１１９は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）等のシリコン系絶縁膜からなる無機絶縁材料や、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ（ＢＣＢ）等からなる有機絶縁材料から形成されれば良い。
【００２４】
こうした絶縁層１１９は、ＴＦＴ１３０を覆うように比較的厚く積層され、反射膜１２０とＴＦＴ１３０及び配線１２６，１２５との絶縁を確実にし、反射膜１２０との間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、ＴＦＴ１３０や配線１２６，１２５によって形成された基板１１１の段差構造が平坦化されるようになっている。
【００２５】
絶縁層１１９の上層には、樹脂層１６０が形成されている。樹脂層１６０は、例えば、感光性樹脂（フォトレジスト）で形成されていれば良い。こうした樹脂層１６０は、フォトリソグラフィーによって定められたパターンに形成されれば良い。
【００２６】
樹脂層１６０には、バックライト２００からの照明光を透過させるための溝１５５が形成されている。溝１５５は、例えば３０〜６０μｍ×３０〜１４０μｍ程度の大きさの矩形に形成され、内部を液晶層１５０で埋められる。そして、この溝１５５の底面１５５ａを覆うように光透過性電極１５１が形成されている。光透過性電極１５１は透明な導電体、例えばＩＴＯを積層してなり、厚みが例えば０．０５〜０．３μｍ程度に形成されている。このような、溝１５５および光透過性電極１５１によって、バックライト２００からの照明光を透過させる光透過部Ｔが形成される。
【００２７】
絶縁層にはドレイン電極１１７および光透過性電極１５１を電気的に接続するコンタクトホール１２１が形成されており、これらのコンタクトホール１２１に充填された導電体１２２を介して、樹脂層１６０上に形成された画素電極となる反射膜１２０と、絶縁層１１９の下層に配されたドレイン電極１１７および光透過性電極１５１とが電気的に接続されている。なお、このようなコンタクトホール１２１は、１画素あたり任意の数を形成しても構わない。
【００２８】
溝１５５の形成部分を除く樹脂層１６０の上面には、反射膜１２０が形成されている。こうした反射膜１２０は、例えばＡｌやＡｇ等の高反射率の金属材料から形成されており、基板１４０側から入射してくる光（外光）を反射させる。反射膜１２０は、樹脂層１６０上にマトリクス状に複数形成され、例えば走査線１２６と信号線１２５とによって区画された領域に対応させて一つずつ設けられている。そして、この反射膜１２０は、その端辺が走査線１２６及び信号線１２５に沿うように配されており、ＴＦＴ１３０及び走査線１２６，信号線１２５を除く基板１１１のほぼ全ての領域を画素領域とするようになっている。
【００２９】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、樹脂層１６０の表面には画素領域に対応する位置に、表面に微細な凹凸が形成された転写型を圧着するなどして形成された複数の微細な凹部１６０ａが設けられている。この樹脂層１６０上面に形成された凹部１６０ａは、反射膜１２０に所定の表面形状（凹部１２０ａ）を付与し、反射膜１２０に形成された凹部１２０ａによって、液晶パネル１００に入射した光は一部散乱され、より広い観察範囲でより明るい表示が得られるようになっている。
【００３０】
図４に示すように、この凹部１２０ａの内面は球面形状に形成され、反射膜１２０に所定角度（例えば３０°）で入射した光の拡散反射光の輝度分布がその正反射角度を中心として略対称となるようになっている。具体的には、凹部１２０ａの内面の傾斜角θｇは−１８°〜＋１８°の範囲に設定されている。また、隣接する凹部１２０ａのピッチはランダムとなるように配置されており、凹部１２０ａの配列に起因するモアレの発生を防止できるようになっている。
【００３１】
なお、製造の容易性から凹部１２０ａの直径は５μｍ〜１００μｍに設定されている。さらに、凹部１２０ａの深さは０．１μｍ〜３μｍの範囲に構成されている。これは、凹部１２０ａの深さが０．１μｍに満たない場合には反射光の拡散効果を十分得ることができず、又、深さが３μｍを超える場合には上記内面の傾斜角の条件を満たすために凹部１２０ａのピッチを広げなければならず、モアレを発生させる虞があるためである。
【００３２】
図５は、上述のように構成された反射膜１２０の反射特性と示す図であり、基板表面Ｓに対して入射角３０°で外光を照射し、視角を、基板表面Ｓに対する正反射の方向である３０°の位置を中心として、基板表面Ｓの法線方向に対して０°の位置（垂線位置）から６０°の位置まで振ったときの受光角θと明るさ（反射率）との関係を示している。本実施形態の反射膜１２０では、反射光は、正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で略一定となっており、この範囲において均一な明るい表示を得ることができるようになっている。
【００３３】
再び図１を参照して、樹脂層１６０に溝１５５が形成された領域は、図中矢印Ｔで示すように光透過部Ｔとされ、バックライト２００からの照明光Ｂを透過させる領域を成す。一方、樹脂層１６０に溝１５５が形成されずに反射膜１２０で覆われた領域は、図中矢印Ｒで示すように光反射部Ｒとされ、基板１４０方向から入射した外光Ｎを基板１４０方向に反射させる領域を成す。
【００３４】
基板１４０の下層には、フィルタ層１７０が形成されている。フィルタ層１７０は、例えば液晶パネル１００の画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂの３原色を発色させるカラーフィルタであればよい。こうしたフィルタ層１７０は、光透過部Ｔにおいては光反射部Ｒの例えば２倍の厚みに形成されれば良い。フィルタ層１７０は、光反射部Ｒに対応した肉薄部１７０ａと光透過部Ｔに対応した肉厚部１７０ｂとから構成される。
【００３５】
光反射部Ｒにおけるフィルタ層１７０の厚みを光透過部Ｔの２倍にした肉厚部１７０ｂを形成することによって、フィルタ層１７０をちょうど１往復分透過する外光（反射光）Ｎは肉厚部１７０ｂを透過し、フィルタ層１７０を片道１回分だけ透過する照明光（透過光）Ｂは肉薄部１７０ａを透過するので、外光Ｎと照明光Ｂとのフィルタ層１７０を透過する光路長を同じにすることができる。これにより、液晶パネル１００を照明する光として、外光とバックライト２００の何れを用いても、発色度合いと輝度とを同じにすることが可能になる。
【００３６】
以上のような構成の液晶表示装置１を構成する各層の最適な厚みについて説明する。いま、フィルタ層１７０の光反射部Ｒにおける厚み（肉薄部１７０ａの厚み）をＦＲ、フィルタ層１７０の光透過部Ｔにおける厚み（肉厚部１７０ｂの厚み）をＦＴ、液晶層１５０の光反射部Ｒにおける厚みをＬＲ、液晶層１５０の光透過部Ｔにおける厚みＬＴ、溝１５５の深さの値をＤと規定する。
【００３７】
本発明の液晶表示装置１では、本発明では樹脂層１６０に形成する溝１５５の深さＤ＝（ＬＴ−ＬＲ）＋（ＦＴ−ＦＲ）を満たすように形成する。ＬＴ−ＬＲをＬ，ＦＴ−ＦＲをＦと規定すると、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすことによって、外光Ｎとバックライト２００の照明光Ｂとが液晶パネル１００を透過する際の光路長を同じにすることが可能になる。
【００３８】
このように、外光Ｎと照明光Ｂとの光路長を揃えることによって、液晶パネル１００を照明するために、日中の屋外等で外光を用いる場合と、バックライト２００の照明光を用いる場合のいずれにおいても、液晶パネル１００の色調や輝度を同じにすることが可能になる。つまり、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
【００３９】
上述した各層の厚み範囲として、例えば、フィルタ層１７０の肉薄部１７０ａの厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに、フィルタ層１７０の肉厚部１７０ｂの厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに、液晶層１５０の光反射部Ｒにおける厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに、液晶層１５０の光透過部Ｔにおける厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定されれば好ましい。こうした厚み範囲に各層を形成することによって、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
【００４０】
本発明の半透過反射型液晶表示パネルの製造方法について、図１および図６を交えて説明する。製造にあたって、まず、図１に示す半透過反射型液晶表示パネル（液晶パネル）１００を構成するガラス板等の上基板（基板）１４０が用意される（図６ａ参照）。次に、図６ｂに示すように、この上基板１４０上にフィルタ材１８０が積層される。このフィルタ材１８０は、この後工程で加工後にフィルタ層１７０を構成するものであり、フィルタ層１７０を構成する着色された樹脂を例えば２．０μｍ程度積層すればよい。
【００４１】
続いて、図６ｃに示すように、フィルタ層１７０の光透過部Ｔに対応する領域だけに、レジスト層１８５を積層する。レジスト層１８５は、例えばフィルタ材１８０と同様の樹脂素材で色素を含まない透明な光透過性材料を厚み２．０μｍ程度形成すれば良い。
【００４２】
そして、図６ｄに示すように、レジスト層１８５および光反射部Ｒで露出しているフィルタ材１８０に、例えばイオンミリングでエッチングを行う。こうしたエッチングは、例えばフィルタ材１８０の光反射部Ｒにおける厚みが１．０μｍ程度になるまで行えばよい。
【００４３】
こうして、光反射部Ｒに対応した肉薄部１７０ａと光透過部Ｔに対応した肉厚部１７０ｂとから構成されるフィルタ層１７０が形成される。この後、液晶層１５０を介してアクティブマトリクス基板（下基板）１１０など図１に示す各層が順次形成されればよい。こうして形成されたフィルタ層１７０は、光透過部Ｔでレジスト層１８５を残留させたままであっても、レジスト層１８５がフィルタ材１８０と同様の樹脂素材で色素を含まない透明な光透過性材料で形成されていることで、光透過部Ｔで光が良好に透過することができる。
【００４４】
なお、図６ｅに示すように、エッチング工程の後に光透過部Ｔで残留したレジスト層１８５を取り除いてしまってもよい。こうした残留レジスト層１８５の除去は、例えば、選択溶解性の溶剤を用いればよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の半透過反射型液晶表示パネルによれば、液晶表示パネルの照明光として反射光と透過光の何れを用いても、液晶表示パネルを透過する際の光路長を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
【００４７】
反射光と透過光との光路長を揃えることによって、液晶表示パネルを照明するために、反射光となる外光を用いる場合と、透過光となる照明装置の照明光を用いる場合のいずれにおいても、液晶表示パネルの色調や輝度を同じにすることが可能になる。つまり、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
また、基板本体上に複数の走査線と複数の信号線と複数のスイッチング素子とが形成され、それらが光透過性の絶縁層により覆われ、該絶縁層の上面が平坦面とされ、前記絶縁層上に樹脂層が形成された構造であると、絶縁層は、スイッチング素子を覆うように比較的厚く積層され、反射膜とスイッチング素子及び走査線と信号線との絶縁を確実にし、反射膜との間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、スイッチング素子や走査線、信号線によって形成された基板の段差構造を平坦化できる。
【００４８】
前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ，前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値を設定するのが好ましい。これにより、反射光と透過光との光路長が同じになり、液晶表示パネルの色調や輝度を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
更に、微細な凹部を内面球面形状とし、その直径を５μｍ〜１００μｍの範囲、深さを０．１〜３μｍの範囲とし、各凹部内面の傾斜角を−１８゜〜＋１８゜の範囲、隣接する凹部のピッチをランダムにしたことにより、入射角３０°での外光に対して、正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で一定な反射特性を得ることができるので、この範囲において均一な明るい、モアレの無い表示を得ることができる。
【００４９】
前記フィルタ層の前記光反射部における厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに，前記液晶層の前記光反射部における厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに，前記液晶層の前記光透過部における厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定するのが好ましい。
【００５０】
前記絶縁層に覆われたスイッチング素子と、前記絶縁層に形成され前記スイッチング素子と前記光透過性電極とを導電可能に接続するコンタクトホールとを更に備えてもよい。上述した各項の半透過反射型液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを照明する照明装置とを備えた半透過反射型液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、アクティブマトリクス型の半透過反射型液晶表示装置の構造を示す部分拡大断面である。
【図２】 図２は、図１の半透過反射型液晶表示装置を構成する液晶パネルの拡大平面図である。
【図３】 図３は、図１に示す反射膜、および樹脂層の拡大斜視図である。
【図４】 図４は、反射膜に形成された凹部の内面形状を示す断面図である。
【図５】 図５は、図４に示す凹部の反射特性例を示すグラフである。
【図６】 図６は、半透過反射型液晶表示パネルの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 半透過反射型液晶表示装置（アクティブマトリクス型表示装置）
１１９ 絶縁層
１２０ 反射膜
１２１ コンタクトホール
１２５ 信号線
１２６ 走査線
１３０ ＴＦＴ（スイッチング素子）
１５１ 光透過性電極
１６０ 樹脂層
１８０ フィルタ材
１８５ レジスト層
【発明の属する技術分野】
本発明は、外光反射および照明装置の照明光を利用して表示を行なう半透過反射型の液晶表示パネル、およびこれを用いた半透過反射型液晶表示装置ならびに半透過反射型液晶表示パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる半透過反射型液晶表示装置を表示部として備えているものがある。こうした半透過反射型液晶表示装置は、前面から入射する外光（自然光）を表面で全反射させるとともに、液晶表示パネルの後方に配置されたバックライト光を透過させる開口を備えた半透過反射膜によって、外光の反射光と照明装置の照明光のいずれによっても液晶表示パネルを明るく照らし出すことができるようになっている。
【０００３】
このような半透過反射型液晶表示装置では、外光と照明装置の照明光との光路長が異なると、液晶表示パネルを照らし出す光源として外光を利用した場合と照明装置を利用した場合とで、液晶表示パネルの表示色や輝度に差が生じてしまう。こういった液晶表示パネルを照らし出す光源の種類による表示色や輝度の差を無くすために、いわゆるマルチギャップ構造と称される液晶表示パネルが従来より提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−６２５２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の半透過反射型の液晶表示装置では、外光と照明光との光路長を同じにするために、基板上に肉厚の反射膜を形成して、その後、この反射膜を覆うようにフィルタを形成するなど、その製造にあたって多くの工程を必要とし、製造コストがかかるとともに、その製造自体も容易ではない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、外光および照明光のいずれにおいても鮮明な表示が可能であり、製造が容易でかつローコストな半透過反射型の液晶表示パネルおよび半透過反射型液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、基板本体上に複数の走査線と複数の信号線と複数のスイッチング素子とが形成され、それらが光透過性の絶縁層により覆われ、該絶縁層の上面が平坦面とされ、前記絶縁層上に樹脂層が形成され、前記複数の走査線と複数の信号線により区画された画素領域に対応させて前記樹脂層上に光反射性の導電性の反射膜が形成され、前記画素領域の一部に、前記絶縁層の平坦面に達する溝が形成され、前記溝の底面において前記絶縁層上に位置した光透過性電極が形成され、該光透過性電極と前記絶縁層により光透過部が形成され、前記各画素領域の光透過性電極と前記樹脂層上の反射膜とが電気的に接合されてなり、前記樹脂層がその表面に転写型の押圧により微細な凹部が形成される樹脂層とされ、前記樹脂層の上層に液晶層を介して形成され、前記光透過部だけ厚みを増したカラーフィルタ層とを備え、前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ、前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ、前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値が設定され、前記微細な凹部が内面球面形状とされ、その直径が５μｍ〜１００μｍの範囲、深さが０．１〜３μｍの範囲とされ、各凹部内面の傾斜角が−１８゜〜＋１８゜の範囲であり、隣接する凹部のピッチがランダムにされてなることにより、入射角３０°での外光に対して、反射特性が正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で一定とされたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネルが提供される。
【０００８】
このような半透過反射型液晶表示パネルによれば、液晶表示パネルの照明光として反射光と透過光の何れを用いても、液晶表示パネルを透過する際の光路長を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
【０００９】
反射光と透過光との光路長を揃えることによって、液晶表示パネルを照明するために、反射光となる外光を用いる場合と、透過光となる照明装置の照明光を用いる場合のいずれにおいても、液晶表示パネルの色調や輝度を同じにすることが可能になる。つまり、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
【００１０】
前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ，前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値を設定するのが好ましい。これにより、反射光と透過光との光路長が同じになり、液晶表示パネルの色調や輝度を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
【００１１】
前記フィルタ層の前記光反射部における厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに，前記液晶層の前記光反射部における厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに，前記液晶層の前記光透過部における厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定するのが好ましい。
【００１２】
前記絶縁層に覆われたスイッチング素子と、前記絶縁層に形成され前記スイッチング素子と前記光透過性電極とを導電可能に接続するコンタクトホールとを更に備えてもよい。上述した各項の半透過反射型液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを照明する照明装置とを備えた半透過反射型液晶表示装置が提供される。
【００１３】
また、本発明では、上面が平坦な絶縁層と、前記絶縁層の上面に積層された樹脂層と、前記樹脂層の一部に形成され底面で前記絶縁層の上面を露出させる溝が形成された光透過部と、前記溝の底面をおおう光透過性電極と、前記樹脂層のうち前記反射部以外を覆う反射膜が形成された光反射部とを備えた半透過反射型液晶表示装置の製造方法であって、基板上にフィルタ材を積層する工程と、前記フィルタ材のうち前記光透過部に対応する部分に光透過性のレジスト層を形成する工程と、前記フィルタ材およびレジスト層をエッチングして、前記光反射部に対応する部分の前記フィルタ材の厚みを減じ、前記光反射部と前記光透過部とで厚みが異なるフィルタ層と形成する工程とを備えたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネルの製造方法が提供される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の半透過反射型液晶表示パネルの一実施形態として、アクティブマトリクスの半透過反射型液晶表示装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の半透過反射型液晶表示装置（以下、液晶表示装置と称する）１は、半透過反射型液晶表示パネル（以下、液晶パネルと称する）１００と、この液晶パネル１００の下面に配された照明装置であるバックライト２００とを備えて構成されている。液晶パネル１００は、アクティブマトリクス基板（下基板）１１０と、上基板１４０と、これら基板１１０，１４０の間に形成されている液晶層１５０とを備えている。
【００１６】
アクティブマトリクス基板１１０は、図２に示すように、例えばガラスやプラスチック等からなる基板本体１１１上に、それぞれ行方向（ｘ軸方向），列方向（ｙ軸方向）にそれぞれ複数の走査線１２６，信号線１２５が電気的に絶縁されて形成され、各走査線１２６，信号線１２５の交差部近傍にＴＦＴ（スイッチング素子）１３０が形成されている。以下では、基板１１０上において、画素電極となる反射膜１２０が形成される領域，ＴＦＴ１３０が形成される領域，走査線１２６及び信号線１２５が形成される領域を、それぞれ画素領域，素子領域，配線領域と呼ぶ。
【００１７】
再び図１を参照して、本実施形態のＴＦＴ１３０は逆スタガ型の構造を有し、基板本体１１１の最下層部から順にゲート電極１１２，ゲート絶縁膜１１３，半導体層１１４，１１５，ソース電極１１６及びドレイン電極１１７が形成されている。すなわち、走査線１２６の一部が延出されてゲート電極１１２が形成され、これを覆ったゲート絶縁層１１３上にゲート電極１１２を平面視で跨るようにアイランド状の半導体層１１４が形成され、この半導体層１１４の両端側の一方に半導体層１１５を介してソース電極１１６が、他方に半導体層１１５を介してドレイン電極１１７が形成されている。
【００１８】
基板本体１１１には、ガラスの他、例えばポリ塩化ビニル,ポリエステル,ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂類や天然樹脂等、バックライト２００からの照明光を透過可能な光透過性の絶縁基板を用いることができる。
【００１９】
ゲート電極１１２は、例えば、アルミニウム（Ａｌ），モリブデン（Ｍｏ），タングステン（Ｗ），タンタル（Ｔａ），チタン（Ｔｉ），銅（Ｃｕ），クロム（Ｃｒ）等の金属或いはこれら金属を一種類以上含んだＭｏ−Ｗ等の合金から構成されれば良く、図２に示すように、行方向に配設される走査線１２５と一体に形成されている。
【００２０】
ゲート絶縁層１１３は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｙ）等のシリコン系の絶縁膜からなり、図２に示す走査線１２６及びゲート電極１１２を覆うように基板本体１１１の全面に形成されている。
【００２１】
半導体層１１４は、不純物ドープの行なわれないアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなるｉ型の半導体層であり、ゲート絶縁層１１３を介してゲート電極１１２と対向する領域がチャネル領域として構成される。ソース電極１１６及びドレイン電極１１７は、例えば、Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ，Ｃｕ，Ｃｒ等の金属及びこれら金属を一種類以上含んだ合金から形成されればよく、ｉ型半導体層１１４上に、チャネル領域を挟むように対向して形成されている。また、ソース電極１１６は列方向に配設される信号線１２５から延出されて形成されている。
【００２２】
なお、ｉ型半導体層１１４とソース電極１１６及びドレイン電極１１７との間で良好なオーミック接触を得るために、ｉ型半導体層１１４と各電極１１６，１１７との間には、例えばリン（Ｐ）等のＶ族元素を高濃度にドープしたｎ型半導体層１１５が設けられている。
【００２３】
基板１１１上にはＴＦＴ１３０を覆うように上面が平坦面を成す絶縁層１１９が形成されている。絶縁層１１９は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）等のシリコン系絶縁膜からなる無機絶縁材料や、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ベンゾシクロブテンポリマ（ＢＣＢ）等からなる有機絶縁材料から形成されれば良い。
【００２４】
こうした絶縁層１１９は、ＴＦＴ１３０を覆うように比較的厚く積層され、反射膜１２０とＴＦＴ１３０及び配線１２６，１２５との絶縁を確実にし、反射膜１２０との間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、ＴＦＴ１３０や配線１２６，１２５によって形成された基板１１１の段差構造が平坦化されるようになっている。
【００２５】
絶縁層１１９の上層には、樹脂層１６０が形成されている。樹脂層１６０は、例えば、感光性樹脂（フォトレジスト）で形成されていれば良い。こうした樹脂層１６０は、フォトリソグラフィーによって定められたパターンに形成されれば良い。
【００２６】
樹脂層１６０には、バックライト２００からの照明光を透過させるための溝１５５が形成されている。溝１５５は、例えば３０〜６０μｍ×３０〜１４０μｍ程度の大きさの矩形に形成され、内部を液晶層１５０で埋められる。そして、この溝１５５の底面１５５ａを覆うように光透過性電極１５１が形成されている。光透過性電極１５１は透明な導電体、例えばＩＴＯを積層してなり、厚みが例えば０．０５〜０．３μｍ程度に形成されている。このような、溝１５５および光透過性電極１５１によって、バックライト２００からの照明光を透過させる光透過部Ｔが形成される。
【００２７】
絶縁層にはドレイン電極１１７および光透過性電極１５１を電気的に接続するコンタクトホール１２１が形成されており、これらのコンタクトホール１２１に充填された導電体１２２を介して、樹脂層１６０上に形成された画素電極となる反射膜１２０と、絶縁層１１９の下層に配されたドレイン電極１１７および光透過性電極１５１とが電気的に接続されている。なお、このようなコンタクトホール１２１は、１画素あたり任意の数を形成しても構わない。
【００２８】
溝１５５の形成部分を除く樹脂層１６０の上面には、反射膜１２０が形成されている。こうした反射膜１２０は、例えばＡｌやＡｇ等の高反射率の金属材料から形成されており、基板１４０側から入射してくる光（外光）を反射させる。反射膜１２０は、樹脂層１６０上にマトリクス状に複数形成され、例えば走査線１２６と信号線１２５とによって区画された領域に対応させて一つずつ設けられている。そして、この反射膜１２０は、その端辺が走査線１２６及び信号線１２５に沿うように配されており、ＴＦＴ１３０及び走査線１２６，信号線１２５を除く基板１１１のほぼ全ての領域を画素領域とするようになっている。
【００２９】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、樹脂層１６０の表面には画素領域に対応する位置に、表面に微細な凹凸が形成された転写型を圧着するなどして形成された複数の微細な凹部１６０ａが設けられている。この樹脂層１６０上面に形成された凹部１６０ａは、反射膜１２０に所定の表面形状（凹部１２０ａ）を付与し、反射膜１２０に形成された凹部１２０ａによって、液晶パネル１００に入射した光は一部散乱され、より広い観察範囲でより明るい表示が得られるようになっている。
【００３０】
図４に示すように、この凹部１２０ａの内面は球面形状に形成され、反射膜１２０に所定角度（例えば３０°）で入射した光の拡散反射光の輝度分布がその正反射角度を中心として略対称となるようになっている。具体的には、凹部１２０ａの内面の傾斜角θｇは−１８°〜＋１８°の範囲に設定されている。また、隣接する凹部１２０ａのピッチはランダムとなるように配置されており、凹部１２０ａの配列に起因するモアレの発生を防止できるようになっている。
【００３１】
なお、製造の容易性から凹部１２０ａの直径は５μｍ〜１００μｍに設定されている。さらに、凹部１２０ａの深さは０．１μｍ〜３μｍの範囲に構成されている。これは、凹部１２０ａの深さが０．１μｍに満たない場合には反射光の拡散効果を十分得ることができず、又、深さが３μｍを超える場合には上記内面の傾斜角の条件を満たすために凹部１２０ａのピッチを広げなければならず、モアレを発生させる虞があるためである。
【００３２】
図５は、上述のように構成された反射膜１２０の反射特性と示す図であり、基板表面Ｓに対して入射角３０°で外光を照射し、視角を、基板表面Ｓに対する正反射の方向である３０°の位置を中心として、基板表面Ｓの法線方向に対して０°の位置（垂線位置）から６０°の位置まで振ったときの受光角θと明るさ（反射率）との関係を示している。本実施形態の反射膜１２０では、反射光は、正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で略一定となっており、この範囲において均一な明るい表示を得ることができるようになっている。
【００３３】
再び図１を参照して、樹脂層１６０に溝１５５が形成された領域は、図中矢印Ｔで示すように光透過部Ｔとされ、バックライト２００からの照明光Ｂを透過させる領域を成す。一方、樹脂層１６０に溝１５５が形成されずに反射膜１２０で覆われた領域は、図中矢印Ｒで示すように光反射部Ｒとされ、基板１４０方向から入射した外光Ｎを基板１４０方向に反射させる領域を成す。
【００３４】
基板１４０の下層には、フィルタ層１７０が形成されている。フィルタ層１７０は、例えば液晶パネル１００の画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂの３原色を発色させるカラーフィルタであればよい。こうしたフィルタ層１７０は、光透過部Ｔにおいては光反射部Ｒの例えば２倍の厚みに形成されれば良い。フィルタ層１７０は、光反射部Ｒに対応した肉薄部１７０ａと光透過部Ｔに対応した肉厚部１７０ｂとから構成される。
【００３５】
光反射部Ｒにおけるフィルタ層１７０の厚みを光透過部Ｔの２倍にした肉厚部１７０ｂを形成することによって、フィルタ層１７０をちょうど１往復分透過する外光（反射光）Ｎは肉厚部１７０ｂを透過し、フィルタ層１７０を片道１回分だけ透過する照明光（透過光）Ｂは肉薄部１７０ａを透過するので、外光Ｎと照明光Ｂとのフィルタ層１７０を透過する光路長を同じにすることができる。これにより、液晶パネル１００を照明する光として、外光とバックライト２００の何れを用いても、発色度合いと輝度とを同じにすることが可能になる。
【００３６】
以上のような構成の液晶表示装置１を構成する各層の最適な厚みについて説明する。いま、フィルタ層１７０の光反射部Ｒにおける厚み（肉薄部１７０ａの厚み）をＦＲ、フィルタ層１７０の光透過部Ｔにおける厚み（肉厚部１７０ｂの厚み）をＦＴ、液晶層１５０の光反射部Ｒにおける厚みをＬＲ、液晶層１５０の光透過部Ｔにおける厚みＬＴ、溝１５５の深さの値をＤと規定する。
【００３７】
本発明の液晶表示装置１では、本発明では樹脂層１６０に形成する溝１５５の深さＤ＝（ＬＴ−ＬＲ）＋（ＦＴ−ＦＲ）を満たすように形成する。ＬＴ−ＬＲをＬ，ＦＴ−ＦＲをＦと規定すると、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすことによって、外光Ｎとバックライト２００の照明光Ｂとが液晶パネル１００を透過する際の光路長を同じにすることが可能になる。
【００３８】
このように、外光Ｎと照明光Ｂとの光路長を揃えることによって、液晶パネル１００を照明するために、日中の屋外等で外光を用いる場合と、バックライト２００の照明光を用いる場合のいずれにおいても、液晶パネル１００の色調や輝度を同じにすることが可能になる。つまり、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
【００３９】
上述した各層の厚み範囲として、例えば、フィルタ層１７０の肉薄部１７０ａの厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに、フィルタ層１７０の肉厚部１７０ｂの厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに、液晶層１５０の光反射部Ｒにおける厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに、液晶層１５０の光透過部Ｔにおける厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定されれば好ましい。こうした厚み範囲に各層を形成することによって、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
【００４０】
本発明の半透過反射型液晶表示パネルの製造方法について、図１および図６を交えて説明する。製造にあたって、まず、図１に示す半透過反射型液晶表示パネル（液晶パネル）１００を構成するガラス板等の上基板（基板）１４０が用意される（図６ａ参照）。次に、図６ｂに示すように、この上基板１４０上にフィルタ材１８０が積層される。このフィルタ材１８０は、この後工程で加工後にフィルタ層１７０を構成するものであり、フィルタ層１７０を構成する着色された樹脂を例えば２．０μｍ程度積層すればよい。
【００４１】
続いて、図６ｃに示すように、フィルタ層１７０の光透過部Ｔに対応する領域だけに、レジスト層１８５を積層する。レジスト層１８５は、例えばフィルタ材１８０と同様の樹脂素材で色素を含まない透明な光透過性材料を厚み２．０μｍ程度形成すれば良い。
【００４２】
そして、図６ｄに示すように、レジスト層１８５および光反射部Ｒで露出しているフィルタ材１８０に、例えばイオンミリングでエッチングを行う。こうしたエッチングは、例えばフィルタ材１８０の光反射部Ｒにおける厚みが１．０μｍ程度になるまで行えばよい。
【００４３】
こうして、光反射部Ｒに対応した肉薄部１７０ａと光透過部Ｔに対応した肉厚部１７０ｂとから構成されるフィルタ層１７０が形成される。この後、液晶層１５０を介してアクティブマトリクス基板（下基板）１１０など図１に示す各層が順次形成されればよい。こうして形成されたフィルタ層１７０は、光透過部Ｔでレジスト層１８５を残留させたままであっても、レジスト層１８５がフィルタ材１８０と同様の樹脂素材で色素を含まない透明な光透過性材料で形成されていることで、光透過部Ｔで光が良好に透過することができる。
【００４４】
なお、図６ｅに示すように、エッチング工程の後に光透過部Ｔで残留したレジスト層１８５を取り除いてしまってもよい。こうした残留レジスト層１８５の除去は、例えば、選択溶解性の溶剤を用いればよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の半透過反射型液晶表示パネルによれば、液晶表示パネルの照明光として反射光と透過光の何れを用いても、液晶表示パネルを透過する際の光路長を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
【００４７】
反射光と透過光との光路長を揃えることによって、液晶表示パネルを照明するために、反射光となる外光を用いる場合と、透過光となる照明装置の照明光を用いる場合のいずれにおいても、液晶表示パネルの色調や輝度を同じにすることが可能になる。つまり、表面側照射の光源と背面側照射の光源のいずれの光源を用いても、常に鮮明で良好な視認性を保つことができるようになる。
また、基板本体上に複数の走査線と複数の信号線と複数のスイッチング素子とが形成され、それらが光透過性の絶縁層により覆われ、該絶縁層の上面が平坦面とされ、前記絶縁層上に樹脂層が形成された構造であると、絶縁層は、スイッチング素子を覆うように比較的厚く積層され、反射膜とスイッチング素子及び走査線と信号線との絶縁を確実にし、反射膜との間に大きな寄生容量が発生するのを防止するとともに、スイッチング素子や走査線、信号線によって形成された基板の段差構造を平坦化できる。
【００４８】
前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ，前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値を設定するのが好ましい。これにより、反射光と透過光との光路長が同じになり、液晶表示パネルの色調や輝度を反射光と透過光とで同じにすることが可能になる。
更に、微細な凹部を内面球面形状とし、その直径を５μｍ〜１００μｍの範囲、深さを０．１〜３μｍの範囲とし、各凹部内面の傾斜角を−１８゜〜＋１８゜の範囲、隣接する凹部のピッチをランダムにしたことにより、入射角３０°での外光に対して、正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で一定な反射特性を得ることができるので、この範囲において均一な明るい、モアレの無い表示を得ることができる。
【００４９】
前記フィルタ層の前記光反射部における厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに，前記フィルタ層の前記光透過部における厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに，前記液晶層の前記光反射部における厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに，前記液晶層の前記光透過部における厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定するのが好ましい。
【００５０】
前記絶縁層に覆われたスイッチング素子と、前記絶縁層に形成され前記スイッチング素子と前記光透過性電極とを導電可能に接続するコンタクトホールとを更に備えてもよい。上述した各項の半透過反射型液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを照明する照明装置とを備えた半透過反射型液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、アクティブマトリクス型の半透過反射型液晶表示装置の構造を示す部分拡大断面である。
【図２】 図２は、図１の半透過反射型液晶表示装置を構成する液晶パネルの拡大平面図である。
【図３】 図３は、図１に示す反射膜、および樹脂層の拡大斜視図である。
【図４】 図４は、反射膜に形成された凹部の内面形状を示す断面図である。
【図５】 図５は、図４に示す凹部の反射特性例を示すグラフである。
【図６】 図６は、半透過反射型液晶表示パネルの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 半透過反射型液晶表示装置（アクティブマトリクス型表示装置）
１１９ 絶縁層
１２０ 反射膜
１２１ コンタクトホール
１２５ 信号線
１２６ 走査線
１３０ ＴＦＴ（スイッチング素子）
１５１ 光透過性電極
１６０ 樹脂層
１８０ フィルタ材
１８５ レジスト層
Claims (5)
- 基板本体上に複数の走査線と複数の信号線と複数のスイッチング素子とが形成され、それらが光透過性の絶縁層により覆われ、該絶縁層の上面が平坦面とされ、前記絶縁層上に樹脂層が形成され、前記複数の走査線と複数の信号線により区画された画素領域に対応させて前記樹脂層上に光反射性の導電性の反射膜が形成され、前記画素領域の一部に、前記絶縁層の平坦面に達する溝が形成され、前記溝の底面において前記絶縁層上に位置した光透過性電極が形成され、該光透過性電極と前記絶縁層により光透過部が形成され、前記各画素領域の光透過性電極と前記樹脂層上の反射膜とが電気的に接合されてなり、前記樹脂層がその表面に転写型の押圧により微細な凹部が形成される樹脂層とされ、前記樹脂層の上層に液晶層を介して形成され、前記光透過部だけ厚みを増したカラーフィルタ層とを備え、
前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ、前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ、前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値が設定され、
前記微細な凹部が内面球面形状とされ、その直径が５μｍ〜１００μｍの範囲、深さが０．１〜３μｍの範囲とされ、各凹部内面の傾斜角が−１８゜〜＋１８゜の範囲であり、隣接する凹部のピッチがランダムにされてなることにより、入射角３０°での外光に対して、反射特性が正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で一定とされたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネル。 - 前記フィルタ層の前記光反射部における厚みＦＲを０．４〜２．０μｍに、前記フィルタ層の前記光透過部における厚みＦＴをＦＲ＋（０〜１．０）μｍに、前記液晶層の前記光反射部における厚みＬＲを１．８〜３．３μｍに、前記液晶層の前記光透過部における厚みＬＴを３．５〜５．３μｍにそれぞれ設定したことを特徴とする請求項１に記載の半透過反射型液晶表示パネル。
- 前記絶縁層に覆われたスイッチング素子と、前記絶縁層に形成され前記スイッチング素子と前記光透過性電極とを導電可能に接続するコンタクトホールとを更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の半透過反射型液晶表示パネル。
- 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半透過反射型液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを照明する照明装置とを備えたことを特徴とする半透過反射型液晶表示装置。
- 基板本体上に複数の走査線と複数の信号線と複数のスイッチング素子とが形成され、それらが光透過性の絶縁層により覆われ、該絶縁層の上面が平坦面とされ、前記絶縁層上に樹脂層が形成され、前記複数の走査線と複数の信号線により区画された画素領域に対応させて前記樹脂層上に光反射性の導電性の反射膜が形成され、前記画素領域の一部に、前記絶縁層の平坦面に達する溝が形成され、前記溝の底面において前記絶縁層上に位置した光透過性電極が形成され、該光透過性電極と前記絶縁層により光透過部が形成され、前記各画素領域の光透過性電極と前記樹脂層上の反射膜とが電気的に接合されてなり、前記樹脂層がその表面に転写型の押圧により微細な凹部が形成される樹脂層とされ、前記樹脂層の上層に液晶層を介して形成され、前記光透過部だけ厚みを増したカラーフィルタ層とを備え、
前記光透過部における前記溝の深さの値をＤ、前記液晶層の前記光透過部における厚みと前記液晶層の前記光反射部における厚みとの差の値をＬ、前記フィルタ層の前記光透過部における厚みと前記フィルタ層の前記光反射部における厚みとの差の値をＦとしたときに、Ｄ＝Ｌ＋Ｆを満たすようにそれぞれの値が設定され、
前記微細な凹部が内面球面形状とされ、その直径が５μｍ〜１００μｍの範囲、深さが０．１〜３μｍの範囲とされ、各凹部内面の傾斜角が−１８゜〜＋１８゜の範囲であり、隣接する凹部のピッチがランダムにされてなることにより、入射角３０°での外光に対して、反射特性が正反射方向である反射角度３０°の位置を中心として±１０°の範囲で一定とされたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネルの製造方法であって、
基板上にフィルタ材を積層する工程と、前記フィルタ材のうち前記光透過部に対応する部分に光透過性のレジスト層を形成する工程と、前記フィルタ材およびレジスト層をエッチングして、前記光反射部に対応する部分の前記フィルタ材の厚みを減じ、前記光反射部と前記光透過部とで厚みが異なるフィルタ層を形成する工程とを備えたことを特徴とする半透過反射型液晶表示パネルの製造方法。
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