KR0185188B1 - 반사형 액정 표시 장치 및 그것을 이용한 표시 장치 - Google Patents

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히로키 나카무라
마사토 겜모치
요시타카 야마다
요시히로 와타나베
미치야 고바야시
노조무 하라다
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사또오 후미오
가부시키가이샤 도시바
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Abstract

화소 전극을 액정 패널의 전면측(즉, 대향 기판측)의 기체에 대하여 상대적으로 경사를 갖게 하여 배치하고, 광원광으로서의 입사광의 상기 기체 표면에서의 반사광의 반사 각도와, 액정 패널을 경유하여 표시에 관한 빛으로서 출사되는 출사광의 출사 각도의 차가 그 표시 장치의 집광각 이상의 차가 되도록, 화소 전극의 반사면과 액정 패널의 전면의 기체 주면과의 관계를 설정함으로써, 표시 전면의 기체 주면 상에서의 불필요한 반사광과 표시에 관한 출사광과의 준별을 행한다. 이것에 의해, 불필요한 반사광에 기인한 화면의 보기 흉함이나 콘트라스트비의 저하를 해소하여 온/오프비가 큰 콘트라스트비가 높은 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 반사형 액정 표시 장치를 이용한 표시 장치는 다이크로익 프리즘으로의 입사면을 광축에 대하여 수직으로 하지 않고 경사면으로 함으로써, 각 반사형 액정 표시 패널에서 반사한 화상 표시에 관한 신호광과 불필요한 다이크로익 프리즘 표면에서의 반사광을 분리할 수 있다. 그 결과, 온/오프비가 높아 콘트라스트비가 높은, 양호한 표시 품질의 화상을 표시할 수 있다.

Description

반사형 액정 표시 장치 및 그것을 이용한 표시 장치
제1a도 내지 제1f도는 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치의 주요 구조의 제조 공정을 도시하는 도면.
제2도는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면.
제3도는 본 발명의 반사형 액정 표시 장치의 동작을 설명하는 도면.
제4도는 전극의 경사와 집광각과의 상관을 도시하는 도면.
제5도는 실시예 2의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제6도는 실시예 3의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제7도는 실시예 4의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제8도는 실시예 5의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제9도는 실시예 6의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제10도는 실시예 7의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제11도는 실시예 8의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제12도는 실시예 9의 반사형 액정 표시 장치의 구조를 도시하는 도면.
제13도는 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치를 이용한 투사형 표시 장치를 도시하는 도면.
제14a도는 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치를 이용한 직시형 표시 장치 중 정보 처리 장치의 표시 단말 화면으로서 조작 패널에 매설된 표시 화면과 같이 화면에 대한 시선이 거의 고정된 구조의 직시형 표시 장치를 도시하는 도면이며, 제14b도는 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치를 이용한 직시형 표시 장치 중 벽걸이 텔레비전에 응용되는 직시형 표시 장치를 도시하는 도면.
제15도는 본 발명의 반사형 액정 프로젝터의 기본 구조를 도시하는 도면.
제16도는 반사형 액정 프로젝터의 다이크로익(dichroic) 프리즘(102)의 전면에서의 출사광과 반사광을 도시하는 도면.
제17도는 본 발명에 따른 반사 광학계(109)의 단면 형상을 도시하는 도면.
제18도는 본 발명에 따른 반사형 액정 프로젝터로 화상을 투사 표시시키고, 그 투사 화상을 평가하여 콘트라스트비 특성을 종래의 반사형 액정 프로젝터와 비교한 결과를 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 고내열 유리 기판 2 : 다결정 실리콘층
3 : 게이트 절연막 11 : 경사층
12 : 데미지층 16 : 화소 전극
17 : TFT 어레이 기판 18 : 대향 기판
20 : 투명 전극 21 : 차광막
22 : 액정층 26 : 조리개
본 발명은 반사형 액정 표시 장치 및 그것을 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 특히 콘트라스트비가 높고 양호한 표시 품질을 실현하는 반사형 액정 표시 장치 및 그것을 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
근래, 액정 표시 장치에 있어서, 화면의 다화소화 및 고세밀화와 화소의 미세화 및 고집적화가 진행되고 있다. 특히, 화소 사이즈의 축소에 대한 검토가 진행되고 있다. 예를 들어, 대각이 0.7인치 정도인 패널 사이즈에 대하여 30만개 정도의 화소를 만들어 넣는 것이 검토되고 있다. 이를 위해서는, 다결정 실리콘을 이용하여 액정 구동 회로용의 박막 트랜지스터(TFT)를 표시 화소 전극 등이 형성된 기판 상의 주변부에 형성하거나 화소부의 개구율을 높여야 할 필요가 있으며, 이것을 실현하기 위한 방안이 강구되고 있다.
액정 표시 장치에 있어서, 상기와 같은 화소 사이즈의 축소에서 최대의 문제가 되는 것은 화면 휘도에 대한 문제이다.
즉, 종래의 흔히 이용되고 있는 액정 표시 장치에 있어서, 기판 배면으로부터 빛을 입사하고, 액정층을 광셔터로서 사용하여 그 반대측의 면, 즉 패널 전면으로부터 셔터를 투과한 빛을 이용하여 표시 화면에 표시한다. 이 때, 각 화소의 개구율은 겨우 30∼40% 정도이고, 나머지의 60∼70%는 차광층으로 입사광을 차단한다.
화소 전극의 온/오프를 행하는 스위칭 소자는 예를 들어 비정질 실리콘을 이용한 TFT의 경우 등에 현저한 바와 같이 TFT에 빛이 닿으면 광여기 작용에 의한 누설 전류가 발생하여 스위칭 소자로서의 동작 특성이 저하되거나 그 스위칭 소자가 오동작을 야기한다. 이를 방지하기 위해 TFT와 같은 스위칭 소자를 차광하기 위한 차광막이 필요하다. 그 차광 영역은 신호 배선이나 주사선 등의 빛을 투과하지 않는 금속 재료로 된 부재의 부분을 포함시키면 표시에 유효한 화소의 면적에 대하여 60∼70%가 되어 매우 커지기 때문이다.
이 때문에, 화소 사이즈의 축소에 수반하여 표시 화면에 있어서 휘도가 낮고 또 콘트라스트 특성이 나쁜 화상이 표시된다. 특히, 투사형 액정 표시 장치(소위 프로젝션 방식의 표시 장치)에서는 100:1 이상의 높은 콘트라스트비가 요구되기 때문에, 상기한 바와 같은 표시에 유효한 화소의 면적이 작다고 하는 문제는 더욱 중대한 문제가 된다. 이러한 점에서, 미세화가 진행되는 액정 표시 소자에 있어서는 입사광의 이용 효율을 더욱 향상시키는 것이 특히 요망되고 있다.
이것을 해결하는 수단으로서, 화소 전극 상에서 입사광을 반사시켜 빛이 입사된 측과 동일한 측에 출사시켜서 화상을 표시하는 소위 반사형 표시 장치의 이점이 다시 각광을 받고 있다. 이 반사형 표시 장치는 특히 투사형 액정 표시 장치와 같은 높은 화소 개구율을 요구하는 표시 장치에 적합한 액정 표시 소자로서 실용화로의 연구·개발이 진행되고 있다.
상기와 같은 반사형 액정 표시 소자는 스위칭 소자나 주사 배선이나 신호 배선 등의 각종 구조물을 화소 전극의 아래에 배치하여 화소 전극 표면에서 빛을 반사시켜 표시하는 것으로, 이론적으로는 화소 개구율은 100%이다. 현재, 그 개구율은 패널 사이즈에 의한 것이지만 최고 85% 정도까지 향상시킬 수 있다.
그러나, 이러한 반사형 액정 표시 소자는 화상 표시 측에서 입사되어 온 빛을 화소 전극 상에서 반사한 반사광을 이용하여 표시를 행하고 있으므로, 그 표시에 관한 화소 전극 상의 반사광외에 원래 광원의 입사광이 액정 표시 패널 전면측의 기본체 표면에서 반사된 불필요한 반사광이 존재하기 때문에, 이 불필요한 표면 반사광에 기인하여 표시 화면이 극히 보기 흉해지고, 또한 표시 화소의 온/오프비가 현저히 저하한다고 하는 문제가 있다.
일반적으로, 대향 기판측이 투명한 기본체 표면에서의 이론적인 계산상의 반사율을 이하에 나타낸다. 여기서, 기판 표면에서의 반사율을 r2, 제1매질의 굴절율 및 제2매질의 굴절율을 각각 n1, n2로 하면, 반사율 r2은
r2= (n1-n1/(n1+n2)2
인 관계식으로 구해진다.
특히, 반사가 현저히 눈에 띄는 전면측의 기판, 예를 들어 유리 기판의 경우, 공기중(굴절율 n1=1.0)으로부터 유리(굴절율 n2=1.5)로의 빛의 입사시 그 반사율은 4%가 된다.
그 결과, 가령 반사 화소 전극에서의 반사 효율을 비록 100%까지 높일 수 있고 액정층이나 빛의 경로 도중에서의 흡수 손실이 전혀 없다 하더라도, 불필요한 표면 반사광 때문에 최종적으로 관찰되는 화면의 온/오프 강도비는 96%:4% = 24:1이 되며, 100:1 이상이 요구되는 투사형 액정 표시 장치에 있어서는 말할 필요도 없고, 직시형 액정 표시 장치에 있어서조차도 화상 표시시에 완전히 불충분한 콘트라스트비가 된다.
이러한 표시 화면의 표면에서의(즉, 외부의 공기나 액정층과 기판 표면과의 계면에서의) 광반사를 방지하기 위해 반사 방지막을 액정 표시 패널의 표면에 코팅하는 수단도 생각할 수 있지만, 이러한 반사 방지막은 그 효과가 특정 파장 영역에 한정된다는 문제가 있다. 또한, 액정 표시 패널의 제조가 복잡해지게 되어 비용이 상승된다는 문제가 있다.
더구나, 그와 같은 반사 방지막을 이용하더라도 제18도의 콘트라스트비-개구율 곡선으로 도시한 바와 같이, 불필요한 반사광의 억제는 어느 정도까지 밖에 달성할 수 없고, 상기와 같은 100:1이라고 하는 높은 콘트라스트비의 실현은 실제로는 불가능하다.
예를 들어, 3판식의 액정 프로젝터에서는 액정 표시 패널을 다이크로익 프리즘에 직접 접촉시키거나 또는 굴절율이 유리 기판과 거의 같은 값인 접착제를 통하여 패널을 미러에 접착시킴으로써, 반사의 대부분을 방지할 수 있다.
그러나, 다이크로익 프리즘의 전면에 입사되는 입사광이 액정 표시 패널에서 반사되어 다이크로익 프리즘으로부터 출사되는 화상 표시에 관한 신호광과 겹쳐 출사되며, 투사 렌즈계를 통하여 스크린에 투사되어 화상을 형성하기 때문에, 그 불필요한 반사광에 기인하여 콘트라스트비의 현저한 저하가 발생되므로 화면이 극히 보기 흉해진다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 화상 표시에 관한 빛과 단순한 액정 표시 패널 전면에서의 반사광을 준별(峻別)하고, 그 반사광에 기인한 콘트라스트 특성의 저하를 해소한 반사형 액정 표시 소자를 구비하여 콘트라스트 특성이 양호한 화상 표시를 실현할 수 있는 반사형 액정 프로젝터를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 의하면, 화소 전극을 액정 패널의 전면측(즉 대향 기판측)의 기본체에 대하여 경사지도록 배치하고, 광원의 광으로서의 입사광의 상기 기본체 표면에서의 반사광의 반사 각도와 액정 패널을 경유하여 표시에 관한 빛으로서 출사되는 출사광의 출사 각도의 차가 그 표시 장치의 집광각 이상의 차가 되도록, 화소 전극의 반사면과 액정 패널의 전면의 기본체 주면과의 관계를 설정함으로써, 표시 전면의 기본체 주면 상에서의 불필요한 반사광과 표시에 관한 출사광과의 준별을 행한다. 이것에 의해, 불필요한 반사광에 기인한 화면의 보기 흉함이나 콘트라스트비의 저하를 해소하여 온/오프비가 큰 콘트라스트비가 높은 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 관한 액정 프로젝터는 다이크로익 프리즘으로의 입사면을 광축에 대하여 수직으로 하지 않고 경사면으로 함으로써, 각 반사형 액정 표시 패널에서 반사된 화상 표시에 관한 신호광과 불필요한 다이크로익 프리즘 표면에서의 반사광을 분리할 수 있다. 그 결과, 온/오프비가 높고 콘트라스트비가 높은 양호한 표시 품질의 화상을 표시할 수 있다.
특히, 고분자 분산형 액정을 이용한 반사형 액정 표시 장치는 투과형 액정 표시 장치에 비해 광로 길이가 2배가 되기 때문에, 소망하는 콘트라스트비를 얻기 위한 셀 두께를 감소시킬 수 있다. 그 이에도, 구동 전압 및 응답 시간을 모두 감소시킬 수 있다는 장점도 있다. 따라서, 반사형 액정 표시 장치를 이용한 투사형 표시 장치는 투과형 액정 표시 장치를 이용한 투사형 표시 장치보다도 슐리렌 광학계(schlieren optics)의 집광각을 크게 할 수 있으며, 콘트라스트비를 높은 값으로 유지하면서 밝은 표시를 실현할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 액정 표시 패널의 표면 또는 다이크로익 프리즘의 표면에서의 반사광을 제거함으로써, 더욱 콘트라스트비가 높고, 표시 품질이 높은 표시를 실현할 수 있다.
또, 상기의 다이크로익 프리즘으로의 입사면의 광축에 대한 경사 각도나 화소 전극과 액정 패널의 전면측(즉 대향 기판측)의 기본체의 상대적인 경사는 광축에 수직인 면에 대하여 1∼10°의 범위가 바람직하고, 더 적합하게는 2∼5°의 범위로 하는 것이 바람직하다.
종래의 5∼15°와 같이 큰 각도이면, 다이크로익 프리즘이나 대향 기판의 두께의 차가 너무 커지거나 또는 액정 셀 두께의 불균일성의 제어가 곤란해져, 집광각과의 균형으로부터 콘트라스트 특성이 현저히 저하되고, 또한 두께의 차에 의한 표시 불균일성 등도 발생되므로, 실제 사용할 수 없는 경우가 많다는 것이 여러 가지의 실험으로 확인되고 있다.
종래의 일본 특허 공개 공보 평성 제4-147215호에 개시된 반사형 액정 표시 장치에 있어서는 광원광을 편광 빔 스플리터(splitter)로 직선 편광화하는 동시에, 편광 변환면에서 반사된 빛을 액정 표시 장치에 수직으로 입사하여 그 액정 표시 장치에서 반사되어 나온 빛을 다시 편광 빔 스플리터에 유도하고, 투과시킨 빛을 투사하여 확대 표시한다.
이 때, 액정 표시 장치의 대향 기판 주면에서의 반사광이 액정 표시 장치에서 반사되어 나와서 화상 표시에 기여하는 빛과 혼재하는 것이 기인한 콘트라스트비의 저하를 방지하기 위해, 상기와 같은 공지 기술에 있어서는 대향 기판을 5∼15°의 경사각을 가진 쐐기형으로 하고, 대향 기판 계면에서의 반사광이 편광 빔 스플리터에 입사하지 않도록 하는 기술이 제안되고 있다.
이 경우, 대향 기판 계면에서의 반사광이 편광 빔 스플리터에 입사하지 않도록 하기 위해서는 반사형 액정 표시 장치와 편광 빔 스플리터 사이의 거리를 길게 하거나, 또는 경사각을 크게 하는 것이 필요하다. 전자의 경우에는 광학계 전체 크기가 대형화되어 반사형 액정 표시 장치로서의 소형·경량화의 장애가 되는 문제가 있다. 또한, 후자의 경우에는 경사각이 크면 기판의 한쪽에서의 두께를 극히 두껍게 하는 것과 액정 셀을 형성할 때에는 일반적으로 상하로부터 2매의 기판을 액정층을 사이에 끼워 가압하는 것이 필요하지만, 이 가압시의 액정 셀 두께(셀갭)의 균일화의 제어가 극히 곤란하며, 액정 셀 두께의 불균일성이 현저하게 발생하는 문제가 있다.
상기와 같은 공지 기술에 관한 광학계에 있어서는 광원광의 집광각을 제어하고 있지 않기 때문에, 일반적인 광원 및 반사기를 이용한 광학계에서의 입사광의 집광각은 14° 정도 또는 그 이상이며, 그리고 입사광은 반사형 액정 표시 장치에 수직으로 입사될 필요가 있기 때문에, 큰 경사각이 필요하다고 할 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치에 있어서는 입사하는 빛의 집광각을 규정하는 동시에 출사광의 집광각을 규정함으로써, 화상 표시에 관여하는 화소 전극에서의 반사광과 대향 기판 주면에서의 불필요한 외광의 반사광을 분리하는 경사각이 작더라도 콘트라스트비를 종래보다도 크게 효과적으로 개선할 수 있다. 그 결과, 액정 셀 두께의 불균일성을 해소할 수 있으며, 또한 광학계를 비롯하여 장치 전체의 소형·경량화를 실현할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치 및 그것을 이용한 표시 장치의 실시예를 도면에 기초하여 상세히 설명한다.
[실시예 1]
본 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치는 화소 사이즈가 약 100μm이고, 대각이 약 3인치의 반사형 액정 표시 장치이다.
제1도는 본 발명에 따른 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치의 구조와 그 제조 방법을 제조 공정을 따라 도시하는 도면이다.
세척 처리를 실시한 고내열 유리 기판(1)을 기본체로서 이용하여, 이 고내열 유리 기판(1)상에 일반적으로 행해지는 방법으로 TFT를 형성한다. 이 때, 고내열 유리 기판(1)으로서는 유리만으로 한정되지는 않고, 석영이나 사파이어, SiC, 세라믹 등의 절연성 투명 기판을 이용해도 좋다. TFT 소자 형성 공정은 다결정 실리콘층(2)을 형성하고(제1a도), 그 후 드라이 에칭에 의한 도상(島狀) 소자 분리, CVD법에 의한 게이트 절연막(3) 및 게이트 전극(4)의 형성, 이온 주입에 의한 소스(5) 및 드레인(6)의 불순물 영역의 형성을 행하고, TFT(7)의 활성층을 중심으로 한 주요부를 형성한다(제1b도).
이어서, 제1층간 절연막(8), 신호선(10) 및 제2층간 절연막(9) 등을 통상적으로 TFT 주변의 형성 방법과 같이 형성하며, 화소 스위칭 소자로서의 TFT(7)를 형성하다(제1c도).
이 때, 제2층간 절연막(9)은 연마법에 의해 평탄화 처리를 행하였다. 다결정 실리콘층(2)은 LPCVD 법으로 비정질 실리콘을 막으로 형성 후, 고상(固相) 성장시켜 다결정화함으로써 얻는다. 물론, 비정질 실리콘에 의한 TFT로서 형성하고 이것을 스위칭 소자로서 이용하도록 해도 좋다. 또, 도면 중에는 보조 용량 Cs은 생략하였다.
이렇게 하여 TFT(7)상에 제2층간 절연막(9)을 형성한 후, 그 다음 공정에서 형성되는 화소 전극의 광반사면이 대향 기판의 기본체에 대하여 경사지도록, 경사층(11)을 막으로 형성하고 이것에 에칭 처리를 실시하여 경사를 부여한다.
이 경사층(11)의 형성 방법은 여러가지의 방법이 가능하지만, 본 실시예에 있어서는 평탄화 처리를 실시한 제2층간 절연막(9)의 표면에 CF4가스 분위기속에서 플라스마를 조사하여, 이 SiO2로 된 제2층간 절연막(9) 표면에 데미지층(12)을 형성한다(제1d도). 그 후, 레지스트(13)를 도포하고, 각 화소마다 한 개소씩 개공(14)을 설치하는 패터닝을 실시한다(제1e도).
그리고, NH4F 용액에 담구고 습식 에칭을 행한다. 이 때, 에칭은 사이드 에치의 형으로 도면중 가로 방향으로 넓어지므로, 제1e도에 도시된 바와 같이 레지스트(13) 아래의 데미지층(12)에 있어서 그 표면(15)이 경사를 가지도록 에칭이 넓어져 간다. 즉, 이 방법은 데미지가 큰 표면쪽 내부보다 에칭 속도가 빨라지기 때문에, 그 표면이 빠르게 에칭되어 결과적으로 테이퍼 각을 갖고 에칭된다. 본 발명자들이 행한 실험에 의하면, 표면(15)의 경사(테이퍼각)는 3∼8°의 범위에서 재현성이 좋게 형성되었다. 이 테이퍼각의 형성 방법으로는 졸겔(sol-gel)법, 드라이 에칭법 등 여러 가지의 형성 방법이 가능하다.
그 후, 레지스트(13)를 박리하고, 제2레지스트를 도포하며, 화소 전극을 형성해야 할 부분에 개공부를 RIE에 의해 패터닝한다. 즉, 제2레지스트를 박리한 후, 제2층간 절연막 상의 상기의 테이퍼각을 가지고 에칭된 경사진 표면(15)에 Al-Si층을 스퍼터법으로 0.6μm 두께의 막을 형성한다. 이 화소 전극(16)의 재료로서는 반사율이 높은 재료이면 다른 금속막 등을 이용해도 상관없다. 이 때, 스퍼터법은 본 실시예에서는 고진공 챔버 내에서 행했기 때문에, 화소 전극(16)의 표면의 반사율은 막을 형성한 직후 90% 정도가 되었다. 이 화소 전극(16) 표면의 반사율이 더 낮은 경우에는 표면의 연마 가공을 행하여 반사율을 향상시키면 좋다. 그리고 이 화소 전극(16)의 패터닝을 행하여 TFT 어레이 기판(17)을 완성시킨다(제1f도).
한편, 대향 기판(18)은 기본체로서 무알카리 유리로 된 유리 기판(19)을 이용하고, ITO로 된 투명 전극(20) 및 차광성 재료의 차광막(BM)(21)을 형성한다. 이 차광막(21)은 반사형 액정 표시 장치에 있어서는 이용하지 않아도 좋은 경우도 있지만, 예를 들어 인접하는 화소들간의 차광을 실시하는 경우 등에 이용된다.
그리고, 이 대향 기판(18)과 TFT 어레이 기판(17)을 주위를 밀봉하여 대향 배치하고, 그 사이에 주입구(도시 생략)로부터 액정 조성물을 주입하여 액정층(22)으로서 끼워 주입구를 밀봉한다.
이와 같이 함으로써, 본 발명의 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치의 주요부의 구조가 형성된다.
본 실시예에 있어서는 액정층의 액정 조성물로서는 본 발명의 효과를 확인하기 위해 편광판을 이용하지 않는 액정, 즉 소위 고분자 분산형 액정(PDLC=Polymer Dispersion Liquid Crystal)을 채용한다.
그리고, 광학계로서는 제2도에 도시된 바와 같은 광학계를 이용한다. 즉, 입사 광속(23)은 대향 기판(18)의 투명 기본체인 유리 기판(19)의 법선 방향(24)에 대하여 10°의 입사각으로 입사된다. 한편, 제1도에 도시된 바와 같은 반사형 액정 표시 장치의 화소 전극(16) 및 액정층(22) 등을 경유하여 다시 유리 기판(19)의 외측으로 출사되는 제2도에 출사된 출사 광속(25)은 간편한 구조의 슐리렌 광학계를 이용하여, 즉 출사광의 출구로서 조리개(애퍼처(aperture))(26)를 이용하여 대향 기판(18)의 기본체인 유리 기판(19)의 표면에서의 반사광(27)과 표시에 관한 출사 광속(25)을 분리한 후에 그 분리된 반사광(27)이 표시측으로 새지 않도록 준별하였다. 이 슐리렌 광학계의 조리개(26)의 집광각은 8°로 하였다.
이상과 같은 구조의 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치를 이용하여 화상 표시를 행한 바, 고콘트라스트비의 휘도가 높은 화상을 표시할 수 있음이 확인되었다. 또한, 화소 전극(16)의 주면의 대향 기판(20)이나 액정층(22)에 대한 경사에 기인한 전계의 불균일성은 표시 화상의 표시 품위에 대해서는 문제가 되지 않는 레벨이 되어 양호한 표시를 실현할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시 장치에 있어서의 기본체 전면이 불필요한 반사광과 화소 전극 표면에서 반사되어 이용되는 표시에 관한 출사광을 분리시키는 동작을 설명한다.
제3도는 상술한 분리 동작을 설명하기 위한 도면이다. 대향하는 양방의 기판(17,18)의 기본체 표면을 모두 평행면으로 하고, TFT 어레이 기판(17)측의 기본체와 대향 기판(18)측의 기본체가 평행하게 배치되도록 한다. 즉, 셀 갭은 화면내에서 균일하면 된다. 입사광은 입사 광학계에 의해 집광각(퍼짐각) θic을 가지고 있고, 대향 기판(18)의 기본체 표면에 대한 입사광의 입사각을 θi0, 화소 전극(16)의 경사진 반사 주면에서 반사하고 다시 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면으로부터 출사되는 출사광의 출사각을 θr0로 한다. 또한, 화소 전극(16)의 반사 주면의, 대향 기판(18)의 기본체(19) 주면에 대한 경사를 θm으로 한다. 그리고, 대향 기판(18)의 기본체(19)의 법선(24)과 화소 전극(16)의 경사진 주면에 입사되는 빛의 입사각이 이루는 각을 θi로 하면, 대향 기판(18)의 기본체(19)의 법선(24)과 화소 전극(16)의 주면에서의 반사광과의 이루는 각 θr은
θr = 2θm + θi
이다.
대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에서의 반사광(27)을 표시에 관한 출사광(25)과 분리시키기 위해서는 화소 전극(16)의 주면을 반사하여 출사된 출사광(25)과 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에서의 반사광(27)과의 각도차 △θ가 광학계의 집광각 θc 이상이어야 한다. 따라서,
θc △θ = ｜θr0 - θi0 ｜
가 되도록, 화소 전극(16)의 경사면의 경사 θm을 정하면 좋다. 즉, 대향 기판(18)의 기본체(19) 주면에 대한 입사광(23)의 입사각 θi0(반사광의 반사각도 같으므로)와 화소 전극(16)의 경사 주면을 반사하여 대향 기판(18)의 기본체(19)로부터 출사되는 출사광의 출사각 θr0과의 각도차가 집광각 θc 이상이 되도록, 화소 전극(16)의 주면의 경사를 대향 기판(18)의 기본체(19)에 대하여 경사지게 하면 좋다.
또는, 상술한 바와 같이 본 발명의 요지는 대향 기판(18)과 화소 전극(16)의 반사 주면과의 상대적인 각도 관계를 경사지도록 배치하면 좋으므로, 화소 전극(16)을 TFT 어레이 기판(17)의 기본체 주면과 평행하게 형성하고, 대향 기판(18)의 기본체(19) 주면을 어레이 기판(17)이나 화소 전극(16)의 주면에 대하여 경사지도록 형성하더라도 상술한 바와 같은 효과를 얻을 수 있다. 이러한 구조의 실시예는 후술되지만, 본 발명의 동작의 요지를 설명하기 위해 이 경우에 관해서도 여기서 설명한다.
스넬(Snell)의 법칙에 의해 공기중의 굴절율 na(=1), 액정의 굴절율n1c로 하면,
n1csinθr = sinθi0
n1csinθi = sinθi0
이것을 변형하여 θi를 소거하면, 입사각 θi0(즉, 표면 반사각)과 화소 전극(16)의 반사 주면의 경사 θm 및 화소 전극(16)의 반사각 θr0 관계식을 얻을 수 있다. 여기서, θm의 최소치를 θmin으로 하고, θmin을 이하와 같이 구한다. θi0θr0로 하면,
θr0 = θc + θi0
가 성립한다. 이상의 식에서 θi를 소거하면, 입사각 θi0(즉, 기판 표면의 반사각), 화소 전극(16)의 반사 주면의 경사 θm 및 집광각 θc, 액정의 굴절율n1c일 때 이하의 관계식을 얻을 수 있다. 즉,
θmin = {arcsin(sin(θc + θi0)/n1c)-arcsin(sin(θi0)n1c)}/2
이 식을 이용하여, 예를 들어 액정층(22)의 굴절율을 1.5로 하면, 제4도의 그래프에 도시된 바와 같은 결과를 얻을 수 있고, 표시에 관한 출사광(25)과 불필요한 반사광(27)이 분리되기 때문에 필요한 화소 전극(16)의 주면의 경사 θmin가 계산에 의해 구해진다. 예를 들어, 입사각이 20°, 입사 집광각 및 출사 집광각이 8°이면, 필요한 화소 전극(16)의 경사는 2.6°이기 때문에, 이 이상의 경사가 있으면 충분한 기판 반사광을 막을 수 있음을 제4도의 그래프로부터 판독할 수 있다. 여기서, 입사 집광각 및 출사 집광각은 콘트라스트비를 확보함에 있어서, 실질적으로 같거나 또는 입사 집광각이 출사 집광각보다 작은 것이 바람직하다.
[실시예 2]
본 실시예 2의 반사형 액정 표시 장치는 화소 사이즈가 약 100μm이고, 대각이 약 3인치인 반사형 액정 표시 장치이다. 본 실시예의 반사형 액정 표시 장치는 제5도에 도시된 바와 같이 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치와 거의 동일하게 화소 전극(16)의 반사 주면이 대향 기판(18)의 기본체(19)에 대하여 경사지도록 설치되어 있다. 실시예 1에 있어서는 화소 전극(16)의 일부는 경사 주면이지만 나머지의 부분은 대향 기판(18)의 기본체(19) 전면에 대하여 평행하기 때문에, 그 평행한 부분의 반사광이 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에 있어서의 입사광의 불필요한 반사의 균형으로 손실분이 되고, 결과적으로 얻어지는 출사광(25)의 강도가 저하하는 경우가 있었다. 그래서, 화상 표시에 관한 출사광(25)의 이용 효율을 더욱 향상시키고, 또한 대향 기판(18) 기본체 표면에서의 반사광에 의한 콘트라스트비의 저하를 방지하기 위해 화소 전극(16)의 반사면 전면이 경사면이 되도록 화소 전극(16)을 형성하였다. 또한, 이 실시예는 반사형 장점을 살려서 단결정 기판 상에 스위칭 소자 및 주변 구동 회로도 함께 형성하였다. 즉, 단결정 기판(501)을 이용한 구동 회로 일체형 스위칭 소자 어레이 기판(이후 이것을 TFT 어레이 기판(17)이라 한다. 단결정 기판에 만들어 넣은 소자는 엄밀하게는 TFT가 아닌 경우도 있지만, 본 발명에 있어서의 구조 요소로서는 개념적으로는 스위칭 소자로서의 TFT와 같기 때문에 용어 및 설명의 간결화를 위함이다)으로서 형성하였다. 반사형 액정 표시 장치에서 있어서는 화면의 표시측에서 관측하여 화소 전극(16)의 아래에 숨겨지는 측의 기본체는 투명이 아니더라도 좋으므로, 이와 같이 투명이 아닌 단결정 기판(501)을 이용할 수 있다. 그리고, 이러한 단결정을 이용한 스위칭 소자는 동작 특성이 극히 양호하고, 또한 미세한 소자 형성을 위해 일반적인 LSI의 제조 기술을 이용할 수 있고, 제조가 간편하다고 하는 이점도 있으므로, 특히 화소가 미세한 액정 표시 장치에 있어서 적합한 것이라고 할 수 있다. 상기 단결정 기판(501)은 기계적 강도를 갖게 하기 위해 배면에 유리 기판(502)이 부착되어 있다. 이와 같이 유리 기판(502)과 단결정 기판(501)으로, TFT 어레이 기판(17)의 기본체(1)가 형성되어 있다.
신호선이나 주사선 등의 각종 구조물의 형성은 실시예 1과 같이 통상의 소자 형성 공정을 이용한다. 또한, 스위칭 소자를 상기와 같이 일반적인 LSI의 제조 기술을 이용하여 단결정 기판에 형성한다. 이 스위칭 소자의 설계 룰은 선폭이 3μm이고, 소자 분리 방법으로서는 로코스(LOCOS)법을 이용하였다. 또, 이 스위칭 소자로서는 상기 실시예 1과 같이 절연 기판 상에 다결정 실리콘을 형성하여 이것을 TFT의 주요부(활성층)의 재료로서 이용해도 좋다.
상기의 실시예 1과 동일하게 하여 제2층간 절연막(9)까지 형성한 후, 레지스트(13)를 패터닝하고, 그리고 나서 경사 입사에 의한 이온 에칭법을 이용하여 제2층간 절연막(9)을 테이퍼각이 형성되도록 에칭한다. 이 때, 충분한 면적에 걸쳐서 충분한 강도로 이온 에칭을 행하고, 후의 공정에서 이 제2층간 절연막(9) 상에 형성되는 각 화소 전극의 주면이 거의 전면에 걸쳐서 경사면이 되도록 에칭한다. 이 때, 에칭 이전에 A1 신호 배선 상에 선택적으로 층간 절연막을 형성하여 경사면을 형성하기 쉽게 해도 상관없다. 이렇게 하여 형성된 화소 전극(16)의 경사 주면의 테이퍼각, 즉 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에 대한 각도는 약 5°가 된다.
이후, Al-Si를 스퍼터법으로 막으로 형성하고, 이것을 패터닝하여 TFT 어레이 기판(17)의 주요부를 완성한다. 이 때, MOS 소자인 스위칭 소자의 광조사에 기인한 광누설 전류가 생기는 일이 없도록 빛을 반사하는 재료로 형성되는 화소 전극(16)을 신호선(10)측에까지 충분히 연장시켜 신호선(10)을 덮는 패턴으로 한다. 즉, 이러한 화소 전극(16)을 스위칭 소자의 차광막으로서도 이용한다. 이 화소 전극(16)과 신호선(10)의 사이에는 제2층간 절연막(9)이 두껍게 형성되어 있기 때문에, 알루미늄으로 된 신호선(10)과 도전성이 높은 화소 전극(16) 사이에서의 신호 펄스간의 간섭(전자파 누화(crosstalk))은 거의 없다.
이와 같이 각 화소마다의 화소 전면이 경사면인 화소 전극(16)은 각 화소로 대향 기판(18)의 기본체(19) 전면의 반사광과 표시에 관한 출사광(25)을 준별할 수 있으며, 고휘도 또는 고콘트라스트인 표시 화상을 실현할 수 있다. 더구나 이 때, 화소 전극(16)은 소위 차광막으로서도 충분히 활용되고 있으므로, 스위칭 소자의 광누설 전류도 차단할 수 있으며, 또한 화소 전극(16)의 유효 표시면을 대부분 유효하게 활용할 수 있다. 즉, 스위칭 소자의 오동작이 없고 또한 고휘도의 화상 표시를 실현할 수 있다.
[실시예 3]
본 실시예의 반사형 액정 표시 장치는 화소 사이즈가 약 100μm이고, 대각이 약 3인치인 반사형 액정 표시 장치이다. 상기의 실시예 2의 화소 전극(16)의 반사 주면이 대향 기판(18)의 대향 전극(20)에 대하여 경사지도록 배치되어 있으므로, 그 화소 전극(16)의 경사 배치된 주면의 일단과 타단에서는 엄밀하게는 대향 전극(20)에 대한 거리가 상이하게 된다. 따라서, 경사에 대하여 셀 갭이 큰 경우에는 이 화소 전극(16)의 경사에 기인할 셀 갭의 차를 대부분 무시할 수 있지만, 근래 초박형 액정 표시 장치가 요구되고 있고, 이에 따라 셀 갭이 작아지면, 화소 전극(16)의 경사에 기인한 셀 갭의 차를 무시할 수 없게 되며, 1화소 내에서 경사에 따라 △nd가 상이하게 되어 1화소 내에서도 표시의 불균일성이 생겨 표시 화상의 품위가 저하되는 경우도 생각할 수 있다.
따라서, 본 실시예 3의 반사형 액정 표시 장치에 있어서는 실시예 2의 경사 주면을 갖는 화소 전극(16)을 제1화소 전극층으로 하고, 제1화소 전극층인 화소 전극(16) 상에 제6도에 도시된 바와 같이 투명 도전막을 형성하며, 이 투명 도전막을 대향 전극(20)에 가까운 쪽의 주면이 평탄하고 대향 전극(20)과 평행하게 되도록 가공하여, 제2화소 전극층(601)으로서 설치한다. 본 제2화소 전극층(601)의 재료로서는 예를 들어 SnOx, ITO 등이 포함된다. 이러한 투명 도전막을 이용하여 제2화소 전극층(601)을 형성함으로써, 1화소 내에서의 셀 갭을 균일하게 할 수 있으며, 더구나 실시예 2의 화소 전극(16)과 동일하게 본 제1화소 전극층에 있어서는 반사성이 높은 금속 재료로 된 경사진 반사 주면을 구비한 화소 전극(16)에 의한 효과가 실시예 2와 거의 동일한 한편, 윗면이 평탄한 제2화소 전극층(601)에 의해 셀 갭의 균일화도 이룰 수 있으므로, 기판 간극(셀 갭)이 더욱 얇은 액정 패널에 있어서도 양호한 화상의 표시 품위를 얻을 수 있다.
다음에, 본 실시예 3의 반사형 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명한다. 제1화소 전극층, 제6도의 화소 전극(16)을 형성할 때까지의 제조 공정은 실시예 2의 경우와 거의 동일하다. 다만 이 때, 화소 전극(16)의 재료로서는 Mo-Al의 2층을 스퍼터법으로 적층하여 화소 전극(16)을 형성한다. 그 막두께의 합은 0.6μm이다. 이 화소 전극(16)의 형성 재료로서는 반사율이 높고 또한 도전성이 양호하면 상술한 다른 금속막 등을 이용해도 상관없다. 또한, 스퍼터법은 고진공 챔버 내에서 행하기 때문에, 막형성 직후에서의 반사율은 85%로 충분하였다. 또한, 이후의 공정에서 제2화소 전극층(601)에 형성 재료로서 ITO를 이용했기 때문에 제1화소 전극층, 즉 화소 전극(16)에는 Al 단층이 아니고 상술한 바와 같이 Mo-Al을 이용하였지만, 만약 접촉에 의한 불량 등이 걱정되지 않으면, Al 단층을 이용해도 상관없다.
계속해서, 제1화소 전측층인 화소 전극(16) 상에 투명 도전막으로서 ITO를 형성한다. 그리고, 이 투명 도전막의 표면에 평탄화 처리를 행한다. 이어서, 제1화소 전극층인 화소 전극(16) 및 제2화소 전극층(601)의 양쪽을 소정의 화소 사이즈로 패터닝하고, TFT 어레이 기판(17)의 주요부를 완성시킨다.
그리고, 대향 기판(18)의 제조 및 TFT 어레이 기판(17)과 대향 기판(18)과의 접합으로부터 액정 패널의 완성까지의 일련의 공정은 실시예 2와 거의 동일한 제조 공정으로 행한다. 또, 이 액정 패널을 상기 실시예 1 및 실시예 2에서 설명한 광학계와 조합하여 반사형 액정 표시 장치를 완성한다. 이 때, 광원광은 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에 대하여 10°의 입사각으로 하고, 집광각 8°로 입사되었다.
한편, 출사측에서는 슐리렌 광학계의 빛의 집광각을 8°로 설정하였다.
이와 같이 형성된 실시예 3의 반사형 액정 표시 장치는 온/오프비가 높고, 높은 콘트라스트비의 화상을 표시할 수 있다.
또한, 화소 전극(16)의 반사 주면의 경사에 기인한 액정 셀 내부의 전계의 불균일은 상술한 바와 같이 본 제2화소 전극(16)층의 표면을 대향 전극(20)에 대하여 평행하게 형성함으로써, 셀 갭이 극히 작은 액정 표시 장치에 있어서도 화상의 표시 품위에 대하여 전혀 문제가 없게 된다.
또, 본 실시예에 도시한 제2화소 전극층(601)은 상기와 같은 실시예 2의 반사형 액정 표시 장치뿐만 아니라, 실시예 1의 반사형 액정 표시 장치에 대해서도 적용할 수 있음은 말할 필요도 없다. 또한, 스위칭 소자로서 단결정 실리콘을 이용하는 것으로만 한정되지 않고, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘을 이용한 TFT를 구비한 반사형 액정 표시 장치에 대해서도 적용할 수 있다.
[실시예 4]
본 실시예 4의 반사형 액정 표시 장치는 상술의 실시예 2의 반사형 액정 표시 장치에 있어서의 화소 전극(16)의 경사 주면이 단속(斷續)하는 복수의 경사 주면(701)을, 각 화소마다 형성하는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 제7도에 도시된 바와 같이 화소 전극(16)의 단면이 톱니형으로 형성되어 있다. 이러한 화소 전극(16)을 구비한 본 실시예의 반사형 액정 표시 장치의 제조 공정은 상술의 실시예 1 및 실시예 2와 거의 동일하지만, 화소 전극(16)을 단면이 톱니형이 되도록 복수의 단속하는 경사 주면을 갖는 형상으로 형성한 점이 다르다. 즉, 화소 전극(16)의 아래에 형성되어 있고, 이 화소 전극(16)의 톱니형 단면을 형성하기 위한 근원이 되는 제2층간 절연막(9)의 표면을 톱니형으로 형성하는 것이 실시예 2와는 다른 본 실시예의 특징이다. 즉, 각 화소 전극(16) 내에서 그와 같은 복수의 경사 주면(701)을 갖도록 제2층간 절연막(9)의 표면을 패터닝한다. 그와 같은 패터닝의 수법은 여러 가지 있지만, 여기서는 경사 이온 입사에 의한 드라이 에칭을 이용하여 패터닝 가공을 행한다. 본 발명자들이 행한 실험에서는 각각의 경사면의 대향 전극(20)(또는 TFT 어레이 기판(17)의 기본체(1)의 표면)에 대한 테이퍼각은 약 5° 정도로 재현성이 양호하게 형성할 수 있었다. 그리고, 본 제2층간 절연막(9) 상에 각 화소마다 화소 전극(16)을 형성한다. 이 화소 전극(16)은 본 실시예에서는 Al-Si층을 스퍼터법으로 0.6μm 두께의 막으로 형성하고 이것을 에칭에 의해 패터닝하여 형성한다.
이 화소 전극(16)의 형성 재료층인 Al-Si 층의 막형성은 고진공 챔버 내에서의 스퍼터법에 의해 행하기 때문에, 막형성 직후에서의 반사율은 85% 정도로 극히 양호한 반사 특성을 나타낸다.
그리고, 이렇게 하여 화소 전극(16)을 형성한 TFT 어레이 기판(17)의 주요부를 형성한 후, 대향 기판(18)도 형성하며, 그 이후의 각 제조 공정은 실시예 2 등과 거의 동일하게 하여 본 실시예 4의 반사형 액정 표시 장치의 주요부를 완성한다. 이 때, 광학계도 전술한 각 실시예와 동일하게 제2도에 도시된 바와 같은 슐리렌 광학계를 이용하여 조리개(26)에 의한 반사광과 표시에 관한 출사광(25)과의 분리를 행하도록 한다. 집광각은 어느 것이나 8°이다.
이렇게 하여 형성된 반사형 액정 표시 장치는 온/오프비가 높고, 고콘트라스트비가 양호한 표시화상을 얻을 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 1화소를 작은 피치로 복수의 경사 주면(701)에 형성하였으므로, 1화소마다의 일단과 타단과의 대향 전극(20)에 대한 간극은 실시예 2의 경우보다도 더 작고, 이 화소 전극(16)의 경사 주면의 경사에 기인한 전계의 불균일은 전혀 문제가 되지 않는다.
또, 본 실시예에 있어서는 제2층간 절연막(9)의 표면에 복수의 단속하는 경사 주면(701)을 형성하는 방법으로서 경사 이온 입사에 의한 드라이 에칭을 이용하였지만, 이러한 제조 방법으로만 한정되지 않고, 예를 들어 실시예 2에서 이용된 것과 같은 레지스트 및 에천트(atchant)를 이용한 에칭법을 적용하는 것도 가능하다.
[실시예 5]
전술한 실시예 1에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 액정 표시장치에 있어서, 불필요한 반사광(27)과 표시에 관한 출사광(25)과의 분리는 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면(표시측의 주면)과 화소 전극(16)의 반사 주면을 경사지게 배치함으로써 실현할 수 있다. 따라서, 상술한 각 실시예의 경우에는 화소 전극(16)의 경사 주면을 경사지게 형성하였지만, 이외에도 대향 기판(18)의 기본체(19) 주면을 화소 전극(16)에 대하여 경사지게 형성할 수도 있다. 즉, 제8도에 도시된 바와 같이 대향 기판(18)의 기본체(19)를 그 일단과 타단의 단면 두께가 다르게 형성하고 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면이 경사지게 형성하여도, 상술한 각 실시예와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 또, 본 실시예에 있어서도 화소 사이즈가 약 100μm이고, 대각이 약 3인치인 반사형 액정 표시 장치를 일예로 하여 이루어진다.
본 실시예에서, 액정 셀 내부의 대향 전극(20), 화소 전극(16), 제2층간 절연막(9), TFT(7) 등의 각 구조물은 상기 각 실시예와 같이 형성하였지만, 본 실시예의 특징은 화소 전극(16)과 대향 전극(20)이 평행하게 되도록 형성한다는 점이다. 즉, 제2층간 절연막(9)을 표면이 경사지도록 형성하지 않고 평탄하게 형성하고 그 위에 평탄한 화소 전극(16)을 형성한다. 한편, 대향 전극(20)도 화소 전극(16)과 평행하게 되도록 평탄한 막두께로 형성한다.
또, 화소부 스위칭 소자는 TFT 만으로 한정되지 않고, 예를 들어 MIM(Metal Insulator Metal)과 같은 다이오드 소자를 이용해도 상관없다.
또한, TFT(7)의 활성층으로서는 본 실시예에 있어는 다결정 실리콘층을 이용한다. 또한, 화소 전극(16)으로서는 Al-Si를 이용한다. 액정층(22)의 굴절율 n1c은 1.5이다.
한편, 대향 기판(18)은 테이퍼각이 7°가 되도록 한 방향으로 연마 가공을 실시한 투명한 유리로 된 기본체(19)를 이용하고, 이 기본체(19)의 액정층(22)과 대면하는 측의 주면에 투명 도전막으로서 ITO를 거의 전면에 걸쳐서 막으로 형성하여 대향 전극(20)을 형성한다. 상기의 테이퍼각 7°는 본 발명자들이 본 실시예에 있어서 이용한 광학계의 집광각이 약 8°이기 때문에, 이것에 대하여 적합한 값인 7°로 설정하였다. 따라서, 집광각이 작은 경우에는 이 테이퍼각은 더욱 작게 할 수도 있다. 또, 이 테이퍼각은 전술한 실시예 1에 있어서 제3도에 기초하여 설명한 계산식으로부터 구할 수 있으며, 2.6° 이상이 적합하다. 상기한 바와 같이 연마 가공에 의한 제조 방법을 이용하면, 테이퍼각을 정확하게 제어할 수 있다.
그리고, TFT 어레이 기판(17)과 대향 기판(18)의 주위를 접착제겸 밀봉제로 봉착하고 그 셀 갭에 액정층(22)를 주입·밀봉하여 액정 패널을 형성한다. 이 때, 대향 기판(18)의 기본체(19)의 경사 주면의 경사의 방향은 제8도에 도시된 바와 같이 표시에 관한 출사광(25)의 주축이 조리개(26)를 중심으로 한 슐리렌 광학계의 광학 주축과 동일 방향이 되도록 설정하는 것은 말할 필요도 없다.
이렇게 하여 형성된 실시예 5의 반사형 액정 표시 장치에 표시를 행하게 하여 그 화상 품위를 평가한 바, 입사광의 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에서의 반사광(27)과, 화소 전극(16)을 반사하여 출사된 표시에 관한 출사광(25)과의 분리가 유효하게 행해진다. 그 결과, 불필요한 반사에 기인한 화면의 보기 흉함이나 콘트라스트 저하가 해소된 극히 양호한 화상 표시를 실현할 수 있었다.
또, 대향 기판(18)의 기본체(19)의 액정층(22)과 접하는 측의 주면 계면에서의 빛의 반사에 기인한 표시 품위의 저하도 방지하고자 하는 경우에는 예를 들어 대향 기판(18)의 기본체(19)의 액정층(22)과 접하는 측의 면도 화소 전극(16)에 대하여 기울어지게 하거나 또는 전술의 각 실시예와 같이 화소 전극(16)의 반사 주면도 경사지게 하여 형성하는 기술을 조합하여 이용해도 좋다.
[실시예 6]
제9도에 도시된 실시예 6의 반사형 액정 표시 장치는 대향 기판(18)의 기본체(19)의 표시측의 주면을 화소 전극(16)에 대하여 경사지게 형성하는 동시에, TFT 어레이 기판(17)의 기본체(1)의 액정층(22)과 대면하는 측의 주면도 그와 동일한 정도의 테이퍼각을 갖도록 형성하고, 또한 양 기본체(1,19)의 내측(액정측(22)과 접하는 측)의 주면이 서로 거의 평행하고 또한 그 반대측인 외측의 기본체 표면도 서로 거의 평행하게 되도록, 제9도에 도시된 바와 같이 형성한 것을 특징으로 하고 있다. 액정 셀 내부의 대향 전극(20), 화소 전극(16), TFT(7), 제2층간 절연막(9) 등의 각 구조물은 상술한 실시예 5와 동일하다. 본 실시예에서 특기할 점은 실시예 5와 같이 화소 전극(16)과 대향 전극(20)의 주면이 서로 평행하게 대향 배치되어 있다는 것이다.
대향 기판(18)측 및 TFT 어레이 기판(17)측의 양쪽의 기본체(1,19)는 모두 한편의 주면과 그 배면의 주면이 7°의 테이퍼각을 갖도록 각각의 한쪽의 주면을 연마하여 형성되어 있다.
실시예 5에 있어서는 대향 기판(18)의 기본체(19)의 액정층(22)과 접하는 측과는 반대측의 주면을 화소 전극(16) 및 TFT 어레이 기판(17)의 기본체 표면에 대하여 경사지게 형성하고 있으므로, 액정 패널 전체로서 보면, 대향 기판(18)의 기본체(19)의 경사진 분만큼 그 일단과 타단에서 패널 두께가 다르다. 본 실시예와 같은 구조에 있어서는 화소 전극(16)의 반사 주면과 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면이 경사진 관계에 있고, 또한 액정 패널 전체로서 보았을 때에는 대향 기판(18)의 기본체(19)의 외측 표면과 TFT 어레이 기판(17)의 외측 표면이 평행하기 때문에, 패널 전체는 평행하고 균일한 두께가 된다. 따라서, 표시 장치에 있어서의 액정 패널의 실장(세팅)이 더욱 용이하게 된다는 이점이 있다.
[실시예 7]
제10도에 도시된 실시예 7의 반사형 액정 표시 장치는 상술한 실시예 6의 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면의 경사를 화소 전극(16)의 피치 및 위치에 맞추어 단속하는 복수의 경사면(1001)으로 하여 형성한 것이다. 즉, 그 기본체(19)의 단면 형상이 화소 피치마다 각 화소의 위치에 맞추어 형성된 복수의 톱니형이 되도록 형성되어 있는 것이 특징이다. 상기 반사형 액정 표시 장치도 화소 사이즈를 약 100μm로 하고, 대각을 약 3인치로 하여 형성하였다. 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면의 경사는 상술한 실시예 6과 같이 테이퍼각을 7°로 하였다. 그리고, 그 외의 구조 및 제조 방법은 실시예 6과 거의 동일하다.
이러한 구조로 형성된 실시예 7의 반사형 액정 표시 장치에 있어서도 실시예 6과 같이, 대향 기판(18)의 기본체(19) 주면에서의 불필요한 반사광을 분리하여 양호한 표시 품위의 화상을 실현할 수 있다.
또, TFT 어레이 기판(17)의 제조 방법으로서는 기본체(1)로서 석영 기판을 이용하여 이 석영 기판 상에 고상 성장에 의해 다결정 실리콘막을 형성하고, 이 다결정 실리콘막을 이용하여 이 TFT를 형성하는 동시에, 구동 회로 등도 동일 기판상에 형성해도 좋다.
[실시예 8]
실시예 8의 반사형 액정 표시 장치는 실시예 5에 있어서의 대향 기판(18)의 기본체(19)의 표면의 경사를 실시예 7의 경사 주면보다 더 작은 피치로 다수 형성한 것을 특징으로 하고 있다. 이것을 제11도에 도시한다.
본 실시예에 있어서는 제11도에 도시된 바와 같이, 1화소 피치당 3개의 경사 주면(1101)이 단속되도록 형성하였다. 이 때, 각 경사 주면(1101)의 테이퍼각은 7°가 되도록 형성하였다.
이러한 실시예 8의 반사형 액정 표시 장치에 있어서도, 표시에 관한 출사광(25)과 불필요한 반사광(27)을 효과적으로 준별할 수 있으며, 양호한 표시 품위의 화상을 표시할 수 있다.
또, 제11도에 있어서, TFT로의 광입사를 방지하기 위한 차광막(BM)은 도시의 간략화를 위해 생략되고 있다. 또한, 이와 동일하게 상술한 제5 내지 제7의 각 실시예에 있어서도 도시의 간략화를 위해 차광막은 생략되어 있다.
[실시예 9]
실시예 9는 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면의 경사 주면을 실시예 8과는 반대로 1화소보다도 큰 피치로 복수개 형성한 것을 특징으로 하고 있다. 구체적으로는 세로 방향과 가로 방향의 2화소씩, 합계 4화소에 걸쳐, 즉 인접하는 4개의 화소 전극(16) 마다를 1묶음으로 하여 그 4개의 화소 전극(16) 마다 1개씩의 단속하는 경사 주면(1201)이 대응(공유된다)하도록 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면을 형성(가공)한 것이 특징이다. 이것을 제12도에 도시한다.
본 실시예에는 이와 같이 종횡 모두 2화소분씩 합계 4화소로 1개의 경사 주면을 공유하게 되지만, 본 발명은 이것만으로 한정되지 않고, 예를 들어 또 종횡 방향으로 각각 3화소분으로 9화소를 한 묶음으로 하는. 또는 세로 방향으로 3화소분 또 가로 방향으로는 1/2화소분으로, 하나의 경사 주면(1201)의 대응하는 화소수의 비율을 변화시켜도 좋다. 그들 각 경사 주면(1201)의 테이퍼각은 7°로 설정하였다. 그리고, 그 외의 구조는 상술한 실시예 5 등과 동일한 구조로 형성하였다. 이러한 실시예 9의 반사형 액정 표시 장치에 있어서도, 불필요한 반사광(27)과 표시에 관한 출사광(25)을 효과적으로 분리하고, 표시 품위가 양호한 화상 표시를 실현할 수 있다.
[실시예 10]
실시예 10에 있어서는 상술한 실시예 1 내지 9에 도시한 각 반사형 액정 표시 장치 중의 어느 하나를 이용하여 대형 스크린 등의 스크린에 광학계를 통하여 컬러 화상을 투사하는 투사형 표시 장치의 일예를, 제13도에 기초하여 설명한다. 이 투사형 표시 장치에 있어서의 R(적색), G(녹색), B(청색)의 각 색 성분에 대응한 액정 패널로서는 실시예 5에서 설명한 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면을 경사지게 한 반사형 액정 표시 장치를 이용하였다. 액정 패널로서는 이 이외에도 상기 각 실시예에서 도시된 바와 같은 본 발명에 관한 반사형 액정 표시 장치를 이용할 수 있다.
액정 패널은 R·G·B 용으로 각각 1매씩을 할당하여 3매의 액정 패널(1300a,1300b,1300c)을 이용하였다.
광원인 금속 할로겐 램프(1301)로부터 출사된 광원광은 반사 미러(1302)에서 반사되어 방향이 변경된 후, 집광 렌즈(1302)를 통하여 다이크로익 프리즘(1304)으로 유도된다.
이 때, 상기 반사 미러(1302)의 지름 D1과 집광 렌즈(1303)의 백 포커스 길이(F1)에 의해, 광원광의 입사측의 집광각 θ은
θ = arctan(D1/F1)
으로 규정된다.
그리고, 다이크로익 프리즘(1304)에서 R·G·B의 3색으로 분리된 빛은 각각 액정 패널(1300a,1300b,1300c)에 입사된다.
각 액정 패널(1300a,1300b,1300c)에 각각 빛이 입사되면, 화소 전극(16)의 반사 주면에서 반사되어 액정층(22)을 통하여 다시 다이크로익 프리즘(1304)내에 출사된다. 그리고, 다이크로익 프리즘(1304) 내에서 3매의 각각의 액정 패널(1300a,1300b,1300c)로부터 출사된 빛이 합성된 후, 그 빛은 다이크로익 프리즘(1304)으로부터 집광 렌즈(1303)로 상기와는 반대 방향으로 출사된다. 이 때, 각 액정 패널(1300a,1300b,1300c)에 있어서의 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면과 화소 전극(16)의 반사 주면이 경사를 가지고 배치되어 있기 때문에, 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에서 반사된 불필요한 반사광(27)과 화소 전극(16)의 반사 주면에서 반사되고 표시 주면측에 출사된 표시에 관한 출사광(25)과는 준별되며, 불필요한 반사광(27)은 차단된다. 그리고, 이렇게 하여 다이크로익 프리즘(1304)으로부터 출사된 빛은 집광 렌즈(1303)를 이전과는 역방향으로 통과하여 집속된 후, 조리개(26)를 통과하여 스크린(1305)상에 투사된다. 이렇게 하여 투사된 빛에 의해서 표시된 화상은 액정 패널 표면에서의 불필요한 반사광을 효과적으로 분리함으로써 어두운 상태에서의 콘트라스트의 저하를 해소하고, 콘트라스트비가 약 50:1이라는 콘트라스트 특성이 양호한 화상을 얻을 수 있다.
또, 본 발명자들의 계산에 의하면, 또 광학계나 집광 렌즈 등의 각 부분의 장치 개량에 의해 본 실시예의 결과 이상의 콘트라스트비의 화상을 실현할 수 있음이 판명되었다.
[실시예 11]
본 실시예 11에 있어서는 상술한 실시예 1 내지 실시예 9의 반사형 액정 표시 장치를 이용한 직시형 표시 장치에 관하여 제14a도 및 제14b도에 기초하여 설명한다.
본 실시예에 나타난 직시형 표시 장치는 예를 들어 제14a도에 도시된 바와 같이, 정보 처리 장치의 표시 단말 화면이나 기기의 조작 패널에 매설된 표시 화면과 같이, 화면에 대한 시선이 거의 고정된(또는 거의 일정한 범위내로 한정된) 구조의 직시형 표시 장치로서 적합한 표시 장치이다.
액정 패널(1401)로서는 구체적으로는 실시예 7에서 설명한 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면을 경사 주면에 형성한 반사형 액정 표시 장치이고, 대각이 약 9cm인 화면에 R·G·B 3색의 색 셀이 배열 형성된 컬러 필터를 1매를 이용하여 컬러 표시할 수 있는 것을 이용하였다. 이 액정 패널(1401)로서는 이 이외의 상기 각 실시예에 있어서의 반사형 액정 표시 장치를 이용해도 좋다.
그리고, 액정 패널(1401)의 경사진 아래쪽으로 광원으로서 스포트라이트(1402)를 배치하고, 이 스포트라이트로부터의 광원광을 액정 패널(1401)에 조사시킨다. 이 스포트라이트(1402)의 배치 위치는 이 이외에도 상측 또는 우측이나 좌측의 어느 방향에서 조사시키도록 배치해도 상관없다. 다만, 이 때, 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에 형성된 각각의 경사 주면은 화소 전극(16)의 반사 주면에서 반사되어 출사되는 표시에 관한 출사광(25)과 기본체 표면에서의 불필요한 반사광(27)을 분리할 수 있도록 제14a도에 도시된 바와 같은 방향을 향하여 배치해야 한다. 이와 같이 형성된 본 발명에 따른 투사형 표시 장치에 있어서는 광원인 스포트라이트(1402)로부터 출사된 광원광이 화소 전극(16)의 반사 주면에서 반사된 후, 액정층(22)을 통하여 대향 기판(18)을 통과하고 화상을 직시하는 관람자(1403)의 눈에 들어 온다. 한편, 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면에서 반사된 불필요한 반사광(27)은 전술한 바와 같이 관람자(1403)의 시선을 벗어나서 예를 들어 하측으로 향해지므로, 관람자(1403)에게는 불필요한 반사광(27)의 반사와 같은 눈부심을 느끼는 일이 없고, 또한 콘트라스트비의 저하도 없으므로, 화면을 직시하고 있더라도 눈이 지치는 일이 없고 쾌적한 상태로 화면을 관람할 수 있다.
또한, 본 실시예 11에서 도시된 바와 같은 구조의 직시형 표시 장치는 상술한 이외에도 제14b도에 도시된 바와 같이 벽걸이 텔레비전에 응용할 수도 있다. 이 때, 상술한 스포트라이트(1402)는 예를 들어 상술한 경우와는 반대로 액정 패널(1401)의 상측, 즉 실내에서 말하자면 천장으로부터 달아 매어 액정 패널에 대하여 광원광을 공급하도록 해도 좋다. 이러한 구조의 직시형 표시 장치를 이용한 벽걸이 텔레비전에 의하면, 화면에 반사광에 의한 보기 흉한 눈부심이 없는 콘트라스트 특성이 양호한 화상을 관람할 수 있다.
또한, 스포트라이트와 같은 광원 이외의 예를 들어 실내의 조명 기구 등으로부터 입사되는 빛에 관해서도 본 발명에 관한 직시형 표시 장치에 의하면 불필요한 반사광(27)으로서 표시에 관한 출사광(25)과는 준별할 수 있으며, 그 결과, 화면의 표시측 표면에서의 반사나 비침 등, 화면의 보기 흉함이 없는 양호한 화면으로 콘트라스트 특성이 양호한 화상을 관람할 수 있다.
또, 이상의 각 실시예 중, 실시예 1 내지 실시예 4의 각 실시예에서, 화소 전극(16)의 경사 주면은 그 아래의 제2층간 절연막(9)의 표면을 경사지게 설치함으로써 경사지게 하고 있지만, 본 발명은 이러한 구조만으로 한정되지는 않는다. 즉, 예를 들어 화소 전극(16)을 통상 보다 두껍게 형성해 두고, 이것을 표면이 경사지도록 테이퍼형으로 연마 또는 에칭하여 화소 전극(16) 자체의 표면을 테이퍼형으로 형성하여 경사지게 해도 좋다.
또한, 실시예 5 내지 실시예 10의 각 실시예에 있어서는 어느 것이나 대향 기판(18)의 기본체(19) 표면을 연마 또는 드라이 에칭에 의해 가공하여 경사 주면을 형성하고 있지만, 경사 주면의 형성 방법은 이것만으로 한정되지는 않는다.
이 외에도, 대향 기판(18)의 기본체(19)는 일반적인 평탄한 양 주면을 갖는 유리 기판과 같은 기본체로 하고, 이 기본체와 광학적으로 동등한 재질, 즉 특히 굴절율 투과율이 같은 재료를 이용하여 경사진 주면을 갖는 제2기본체를 형성하고, 이 제2기본체를 상기의 평탄한 기본체 상에 광학적으로 그들과 동일한 재질의 접착제를 이용하여 접합하고, 대향 기판(18)의 테이퍼형 기본체(19)를 형성해도 좋다.
상기 실시예 1 내지 실시예 11의 실시예에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 화상 표시에 관한 빛과 단순한 액정 패널 전면에서의 반사광을 준별하고, 반사광에 기인한 휘도 특성의 저하나 콘트라스트 특성의 저하를 해소한 양호한 화상 표시를 관람할 수 있는 반사형 액정 표시 장치 및 그것을 이용한 표시 장치를 제공할 수 있다.
[실시예 12]
본 실시예 12에 있어서는 본 발명에 관한 반사형 액정 표시 장치를 이용한 반사형 액정 프로젝터에 이용한 경우에 관해서 설명한다.
상기 반사형 액정 프로젝터는, 제15도에 도시된 바와 같이, 한 쪽의 기판 상에는 투명 전극이 형성되고 다른 쪽의 기판 상에는 반사 전극이 형성되어 있고, 그 투명 전극과 반사 전극이 간격을 두고 대향하도록 배치된 2매의 전극 기판과, 이 전극 기판간의 사이에 끼워져 전압이 인가되, 상기의 한쪽의 기판 및 투명 전극을 통하여 입사하는 입사광의 투과를 제어하는 액정층을 포함하고, 반사형 액정 표시 패널(100a,100c)의 2매가 간격을 가지고 대향 배치되고, 나머지 1매의 반사형 액정 표시 패널(100b)이 상기의 2매에 대하여 수직으로 배치되어 있는 3매의 반사형 액정 표시 패널(100a,100b,100c)과; 광원(101)과; 외형이 직방체형이고 3개의 주면이 상기의 3매의 반사형 액정 표시 패널(100a,100b,100c) 각각의 주면과 거의 평행하게 되도록 배치되어 있으며, 광원(101)으로부터 입사된 광원광을 파장 분포가 다른 3개의 빛으로 분광하고, 이 빛을 상기 3매의 반사형 액정 표시 패널(100a,100b,100c) 각각에 배분하여 입사시키고, 그 3매의 반사형 액정 표시 패널(100a,100b,100c) 각각의 반사 전극에서 반사하여 그 전면측에 출사된 빛을 다시 상기 입사 방향과는 역방향으로 출사하는 분광 수단으로서의 다이크로익 프리즘(102)과; 광원(101)으로부터 공급되는 광원광을 다이크로익 프리즘(120)으로 유도하는 도광계와 액정 표시 패널(100a,100b,100c)의 각 반사 전극으로 반사하고 액정층을 투과하여 투명 전극의 전면측에 출사되는 빛을 그곳에서 이간된 위치에 배치된 스크린(103)에 투사하여 화상을 결상시키는 슐리렌 광학계를 포함하는 광학계(104)와; 광원(101)으로부터 공급되어 다이크로익 프리즘(102)의 표면에서 반사되는 표시와 관계없는 반사광의 반사 각도를 화상 표시에 관한 빛의 광축과는 다른 각도로 상기 광학계(104)의 슐리렌 광학계에서의 조리개(105)를 통과하지 않는 각도로 반사시키는 반사 광학계로서, 다이크로익 프리즘(102)과 거의 같은 굴절율의 재질로 이루어지고, 그 출사측 주면에 대하여 경사각을 갖는 단면 형상의 투명부재로 이루어지며, 다이크로익 프리즘(120)의 출사측 주면에 붙여진 반사 광학계(106)를 구비한다.
또, 이 반사형 프로젝터에 이용되는 액정 표시 패널 자체는 반사형 액정 표시 패널이면 가능하므로, 그 구조의 상세는 도시 및 설명의 간결화를 위해 생략했지만, 본 실시예에 있어서 이용된 반사형 액정 표시 패널로서는 일반적인 방식의 TFT 액티브 매트릭스형 액정 표시 패널을 이용하였다. 그 액정 표시 패널의 규정의 개요는 화소 사이즈가 약 100μm이고, 대각이 약 3인치인 반사형 액정 표시 패널로, R, G, B용으로 3매를 이용하여 투사 방식의 액정 프로젝터를 제작하였다. 또한, 그 액정층에는 중합체 분산형 액정을 이용하였다. 이것은 조금이라도 휘도를 향상시키기 위해서이지만, 이 외에도 일반적인 TN형이나 STN형 액정 표시 소자를 이용해도 상관없다.
또한, 액정 표시 패널(100a,100b,100c)과 다이크로익 프리즘(102)의 사이에는 광정합층(107)을 배설하고 있다.
그리고, 이러한 액정 표시 패널(100a,100b,100c)은 각각 굴절율 1.5의 아크릴계 접착제를 이용하여 다이크로익 프리즘(102)의 서로 수직인 소정의 3주면에 접착하였다.
이 때, 다이크로익 프리즘(102)의 광입사측의 주면 자체를 빛의 출사 광축에 대하여 수직으로 하지 않고 경사면(108)과 같이 경사지게 하거나 또는 그와 같은 전면이 경사면인, 즉 단면 형상인 제15도에 도시된 바와 같이 쐐기형 또는 삼각형 프리즘형 반사 광학계(106)를 다이크로익 프리즘(102)의 광입사측의 주면에 부착 설치함으로써, 액정 표시 패널로부터 반사되어 출사되는 표시에 관한 빛과 다이크로익 프리즘(10)의 전면에서 반사된 불필요한 반사광을 분리하여 온/오프비가 높은, 즉 콘트라스트비가 높은 반사형 표시 장치를 실현할 수 있다.
그런데, 상기와 같이, 반사형 액정 표시 장치에 있어서는 그 기판 또는 화상 표시에 관한 빛의 출사면(화면)의 표면에서의 불필요한 반사광과 화상 표시에 기여하기 위해 화소 전극에서 반사되어 출사되는 출사광을 준별하여 분리하는 것이, 그 관찰되는 표시 화면의 휘도 및 콘트라스트 특성의 향상에 대하여 매우 효과적이다. 이 때 요구되는 화소 전극의 면방향의 각도는 이하와 같이 예상할 수 있다. 제16도는 그 출사광과 반사광을 도시하는 도면이다.
화상 표시에 관한 빛의 조리개(105)에서의 집광각을 θc로 한다. 일반적인 다이크로익 프리즘(102)의 광원측 입사면을 θs 경사지게 한다. 이 경사면에 대한 법선에 대해 θi의 입사각으로 빛을 입사시킨다. 이 때의 다이크로익 프리즘(102)으로의 진입각을 θm, 그 전면에서의 반사각을 θr로 한 다음의 식,
θc ｜θi -θr｜ = 2× θi …(1)
을 충족시키면 된다.
θm이 다이크로익 프리즘(102)에 수직으로 입사하는 경우, 즉 θm=θs의 경우, 유리의 공기에 대한 굴절율 n을 1.5로 하면,
n = sinθi/sinθr …(2)
가 된다. 즉, 스넬의 법칙으로부터 θi와 θs의 관계를 알 수 있다.
여기서 집광각을 예를 들어 5°로 하면, (1)식에 의해 θi가 2.5° 이상이면 되고, 이것을 (2)식에 대입하면, 기판 경사각 θs는
θs = arcsin((sinθi)/n) … (3)
가 되며, 따라서, θs를 1.7° 이상 경사지게 하면 된다.
그리고, 이 정도의 경사각이면, 반사 광학계(106)에 의한 프리즘의 효과는 광학적으로 무시될 수 있다. 이러한 반사 광학계(106)의 경사각은 다이크로익 프리즘(102)의 한 주면을 연마하여 형성해도 상관없고 또는 경사면을 갖는 유리 기판을 부착하여도 좋다.
또한, 반사 광학계(106)의 형상은 상기와 같은 쐐기형 단면 형상만으로 한정되지는 않는다. 이 외에도, 예를 들어 제17도에 도시된 바와 같이 단면이 이등변 삼각형인 삼각 프리즘형의 것을 이용해도 좋다.
이상과 같은 본 발명에 관한 반사형 액정 프로젝터로 화상을 투사 표시시키고, 그 투사 화상의 평가를 행하였다. 그 결과, 제18도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 관한 반사형 액정 프로젝터의 경우에는 콘트라스트비가 100:1이 되어 종래의 반사형 액정 프로젝터의 경우에 비하여 비약적으로 개선되고, 또한 반사 방지막을 이용한 종래의 반사형 액정 프로젝터의 경우와 비교해도 그 콘트라스트비가 배 이상으로 향상된 것이 확인되었다.
상기의 실시예 12에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 화상 표시에 관한 빛과 단순한 액정 표시 패널 전면에서의 반사광을 준별하고, 그 반사광에 기인한 휘도 특성의 저하나 콘트라스트 특성의 저하를 해소한 반사형 액정 표시 소자를 구비하여 콘트라스트 특성이 양호한 화상 표시를 실현할 수 있는 반사형 액정 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (56)

  1. 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선과 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되며 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비하고, 상기 대향 기판측에서 입사되는 빛의 상기 대향 기판 표면에서의 반사광의 출사 각도와 상기 대향 기판측에서 입사되는 상기 빛의 상기 화소 전극에서 반사되어 상기 액정층을 통과한 후 상기 대향 기판의 표면으로부터 출사되는 출사광의 상기 대향 기판 표면에서의 출사 각도가 서로 상이한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 빛을 반사시키는 상기 각 화소 전극의 주면은 1화소 전극마다 동일한 경사를 갖는 복수의 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  2. 평탄한 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되며 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사시키는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 평탄한 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 빛을 반사시키는 상기 각 화소 전극의 주면은 상기 대향 기판 주면에 대하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  3. 평탄한 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되며 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사시키는 화소 전극이 형성된 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 평탄한 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 스위칭 소자 어레이 기판의 기본체 상에, 입사된 빛을 반사시키는 주면이 상기 대향 기판에 대하여 경사지게 형성된 도전체로 된 제1화소 전극층과, 상기 제1화소 전극층 상에, 상기 제1화소 전극층과 접하는 면의 반대측의 주면이 상기 대향 기판에 대하여 실질적으로 평행하게 형성된 투명한 도전체로 된 제2화소 전극층을 적층하여 형성된 화소 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  4. 평탄한 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되며 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 평탄한 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 각 화소 전극의 빛이 입사되는 측의 주면에, 상기 대향 기판에 대하여 경사진 면의 영역과 상기 대향 기판에 대하여 평행한 면의 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  5. 제2항에 있어서, 빛을 반사하는 상기 각 화소 전극의 주면은 1화소 전극마다 동일한 경사를 갖는 복수의 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  6. 제3항에 있어서, 빛을 반사하는 상기 각 화소 전극의 주면은 1화소 전극마다 동일한 경사를 갖는 복수의 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서, 빛을 반사하는 상기 각 화소 전극의 주면은 1화소 전극마다 동일한 경사를 갖는 복수의 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  8. 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되며 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성된 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 대향 기판의 기본체는 빛이 입사하는 측의 제1주면과 이 제1주면의 배면측의 제2주면이 경사진 형상의 투명한 기본체이고, 상기 제1주면은 상기 화소 전극에 대하여 경사져 있고 상기 제2주면은 상기 화소 전극에 대하여 평행하게 형성되어 있으며; 상기 대향 기판의 상기 제1주면에 대하여 입사되는 빛 중 상기 제1주면에서 반사된 반사광의 이 제1주면에 대한 각도와 상기 대향 기판의 상기 제1주면에 입사된 빛 중 상기 액정층을 통과하여 상기 화소 전극에서 반사된 후 상기 액정층을 다시 통과하여 상기 대향 기판의 제1주면측으로 출사되는 출사광의 이 제1주면에 대한 출사 각도가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  9. 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되며 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 대향 기판의 기본체는 빛이 입사되는 측의 제1주면과 이 제1주면의 배면측의 제2주면이 경사진 형상의 투명한 기본체이고; 상기 스위칭 소자 어레이 기판의 기본체는 상기 액정층에 대면하는 측의 제2주면과 이 제2주면의 반대측의 제1주면이 경사진 형상의 투명한 기본체이고; 상기 대향 기판의 제1주면과 상기 스위칭 소자 어레이 기판의 제1주면이 평행하고 또한 상기 대향 기판의 제2주면과 상기 스위칭 소자 어레이 기판의 제2주면이 평행한 상태로 상기 대향 기판과 상기 스위칭 소자 어레이 기판이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  10. 기판 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되고 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성된 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 대향 기판의 기본체의 빛이 입사되는 측의 주면은 상기 화소 전극의 표면에 대하여 경사진 경사면이며 상기 화소 전극의 각각의 피치에 대해 복수의 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단속하는 경사면의 피치가 상기 화소 전극의 피치보다도 작은 피치로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 단속하는 경사면의 피치가 상기 화소 전극의 피치보다도 큰 피치로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  13. 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되고 이 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치를, 광벌브로써 이용하여 상기 반사형 액정 표시 장치에서 반사된 빛을 광학계를 통하여 투사 스크린에 투사하여 상기 투사 스크린에 화상을 표시하는 투사형 표시 장치에 있어서, 상기 반사형 액정 표시 장치의 대향 기판의 기본체의 주면에서 반사된 반사광의 이 주면에 대한 반사 각도와 상기 반사형 액정 표시 장치의 상기 화소 전극에서 반사되어 상기 액정층을 통과한 후 상기 대향 기판의 기본체의 주면으로부터 출사되는 출사광의 이 주면에 대한 각도가 서로 상이하며; 상기 출사광의 각도와 상기 반사광의 각도의 각도차는 상기 광학계의 집광각 이상이며; 상기 화소 전극에서 반사된 빛만을 상기 광학계에 의해 상기 투사 스크린에 투사하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  14. 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되고 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치를, 광벌브로써 이용하여 상기 반사형 액정 표시 장치에서 반사된 빛을 광학계를 통하여 이용함으로써 화상을 표시하는 직시형 표시 장치에 있어서, 상기 반사형 액정 표시 장치의 대향 기판의 기본체의 주면에서 반사된 반사광의 이 주면에 대한 반사 각도와 상기 반사형 액정 표시 장치의 상기 화소 전극에서 반사되어 상기 액정층을 통과한 후 상기 대향 기판의 기본체의 주면으로부터 출사되는 출사광의 이 주면에 대한 각도가 서로 상이하며; 상기 출사광의 각도와 상기 반사광의 각도의 각도차는 상기 광학계의 집광각 이상이며; 상기 화소 전극에서 반사된 빛만을 상기 화면에 화상으로써 표시하는 것을 특징으로 하는 직시형 표시 장치.
  15. 기본체 상에 서로 교차하도록 배열된 복수의 주사 배선 및 복수의 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 접속되고 상기 주사 배선으로부터 인가되는 주사 전압에 의해 제어되어 상기 신호 배선으로부터 인가되는 화상 신호 전압의 도통을 제어하는 스위칭 소자와, 상기 스위칭 소자에 접속되고 상기 화상 신호 전압이 인가되는 화상 전극이며 입사광을 반사하는 화소 전극이 형성되어 있는 스위칭 소자 어레이 기판; 상기 스위칭 소자 어레이 기판에 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 전극이 기본체 상에 형성된 대향 기판; 및 상기 스위칭 소자 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 주위를 밀봉하여 끼워진 액정층을 구비한 반사형 액정 표시 장치를, 광벌브로써 이용하여 상기 반사형 액정 표시 장치에서 반사된 빛을 광학계를 통하여 이용함으로써 화상을 표시하는 표시 장치에 있어서, 상기 반사형 액정 표시 장치의 대향 기판의 기본체의 주면에서 반사된 반사광의 이 주면에 대한 반사 각도와 상기 반사형 액정 표시 장치의 상기 화소 전극에서 반사되어 상기 액정층을 통과한 후 상기 대향 기판의 기본체의 주면으로부터 출사되는 출사광의 이 주면에 대한 각도가 서로 상이하며; 상기 출사광의 각도와 상기 반사광의 각도의 각도차는 상기 광학계의 집광각 이상이며; 상기 화소 전극에서 반사된 빛만을 상기 광학계에 의해 화상으로서 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 한쪽의 기판 상에 투명 전극이 형성되고 다른 쪽의 기판 상에 반사 전극이 형성되어 있으며, 상기 투명 전극과 상기 반사 전극이 간격을 갖고 대향하도록 배치된 2매의 전극 기판; 상기 전극 기판들의 사이에 끼워져 상기 전극에 의해 전압이 인가되고, 상기 한쪽의 기판 및 상기 투명 전극을 통하여 입사되는 입사광의 투과를 제어하는 액정층을 구비한 적어도 2매 이상의 반사형 액정 표시 패널; 광원; 상기 광원으로부터 공급되는 광원광을 분광하여 이 빛을 상기 반사형 액정 표시 패널 각각에 배분하는 분광 수단; 및 상기 광원으로부터 공급되는 광원광을 상기 분광 수단에 도광시키는 한편 상기 액정 표시 패널내의 상기 반사 전극에서 반사하여 상기 액정층을 투과한 후 상기 투명 전극의 전면측에 출사되는 빛을 다시 상기 분광 수단을 통하여 상기 액정 표시 패널로부터 이간된 위치에 배치된 스크린에 투사하여 화상을 결상하는 광학계를 구비하는 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 광원으로부터 공급되어 상기 분광 수단의 표면에서 반사하는 표시에 관련되지 않는 반사광을 상기 화상 표시에 관한 빛의 광축과는 다른 방향으로 유도하는 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  17. 한쪽의 기판 상에 투명 전극이 형성되고 다른 쪽의 기판 상에 반사 전극이 형성되어 있으며, 상기 투명 전극과 상기 반사 전극이 간격을 갖고 대향하도록 배치된 2매의 전극 기판; 상기 전극 기판들의 사이에 끼워져 상기 전극에 의해 전압이 인가되고, 상기 한쪽의 기판 및 상기 투명 전극을 통하여 입사되는 입사광의 투과를 제어하는 액정층을 구비한 적어도 2매의 반사형 액정 표시 패널; 광원; 상기 광원으로부터 공급되어 입사되는 광원광을 파장 분포가 다른 적어도 2개 이상의 빛으로 분광하여 이 빛을 상기 반사형 액정 표시 패널 각각에 배분하여 입사시키고, 상기 반사형 액정 표시 패널 각각의 상기 반사 전극을 반사하여 상기 반사형 액정 표시 패널 전면측에 출사된 빛을 상기 입사 방향의 역방향으로 출사하는 다이크로익 프리즘 또는 다이크로익 필터를 이용한 색분리·합성 수단; 상기 광원으로부터 공급되는 광원광을 상기 색분리·합성 수단으로 유도하는 도광계와, 상기 액정 표시 패널내의 상기 반사 전극에서 반사하고 상기 액정층을 투과하여 상기 투명 전극의 전면측에 출사되는 빛을 상기 액정 표시 패널로부터 이간된 위치에 배치된 스크린에 투사하여 화상을 결상시키는 슐리렌 광학계를 포함하는 광학계; 및 상기 광원으로부터 공급되어 상기 색분리·합성 수단의 표면에서 반사하는 표시에 관련되지 않는 반사광의 반사 각도를, 상기 화상 표시에 관한 빛의 광축과는 다른 각도이며 상기 슐리렌 광학계에서의 조리개를 통과하지 않는 각도로 하여 반사시키는 반사 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 한쪽의 기판 상에 투명 전극이 형성되고 다른 쪽의 기판 상에 반사 전극이 형성되어 있으며, 상기 투명 전극과 상기 반사 전극이 간격을 갖고 대향하도록 배치된 2매의 전극 기판; 상기 전극 기판들의 사이에 끼워져 상기 전극에 의해 전압이 인가되고, 상기 한쪽의 기판 및 상기 투명 전극을 통하여 입사되는 입사광의 투과를 제어하는 액정층을 구비한 3매의 반사형 액정 표시 패널로서, 그 중 2매가 간격을 가지고 대향 배치되고 나머지 1매는 상기 2매에 대하여 수직의 자세로 배치된 3매의 반사형 액정 표시 패널; 광원; 외형이 직방체형이고, 상기 3매의 반사형 액정 표시 패널 각각의 주면과 대면하는 각 면이 각각 상기 반사형 액정 표시 패널 주면과 거의 평행하도록 배치되어 있으며, 상기 광원으로부터 공급되어 입사되는 광원광을 파장 분포가 다른 적어도 2개의 빛으로 분광하여 이 빛을 상기 반사형 액정 표시 패널 각각에 배분하여 입사시키고, 상기 반사형 액정 표시 패널 각각의 상기 반사 전극을 반사하여 상기 반사형 액정 표시 패널 전면측에 출사된 빛을 상기 입사 방향의 역방향으로 출사하는 다이크로익 프리즘 또는 다이크로익 필터를 이용한 색분리·합성 수단; 상기 광원으로부터 공급되는 광원광을 상기 색분리·합성 수단에 유도하는 도광계와, 상기 액정 표시 패널내의 상기 반사 전극에서 반사하여 상기 액정층을 투과한 후 상기 투명 전극의 전면측에 출사되는 빛을 상기 액정 표시 패널로부터 이간된 위치에 배치된 스크린에 투사하여 화상을 결상시키는 슐리렌 광학계를 포함하는 광학계; 및 상기 광원으로부터 공급되어 상기 색분리·합성 수단의 표면에서 반사하는 표시에 관련되지 않는 반사광의 반사 각도를, 상기 화상 표시에 관한 빛의 광축과는 다른 각도이며 상기 슐리렌 광학계에서의 조리개를 통과하지 않는 각도로 하여 반사시키는 반사 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 반사 광학계가 상기 다이크로익 프리즘 또는 다이크로익 필터를 이용한 색분리·합성 수단에서의 빛의 출사측의 주면은 상기 화상 표시에 관한 빛의 광축 방향에 대하여 수직이 되지 않도록 경사진 경사면인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 반사 광학계는, 상기 다이크로익 프리즘의 출사측 주면에 부착된, 상기 다이크로익 프리즘과 동일한 굴절율의 재질로 구성되고 상기 출사측 주면에 대하여 경사각을 갖는 단면 형상의 투명 부재인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 반사 광학계는, 상기 다이크로익 프리즘의 출사측 주면에 부착된, 상기 다이크로익 프리즘과 동일한 굴절율의 재질로 구성되고 상기 출사측 주면에 대하여 경사각을 갖는 단면 형상의 투명 부재인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  22. 제18항에 있어서, 상기 광원과 상기 색분리·합성 수단의 사이에 개삽된, 상기 입사광의 집광각을 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 광원과 상기 색분리·합성 수단의 사이에 개삽된, 상기 입사광의 집광각을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 제18항에 있어서, 상기 다이크로익 프리즘의 입사측 주면에서의 반사광의 각도와 상기 다이크로익 프리즘을 출사하여 화면에 투사되는 출사광의 각도의 각도차가 상기 조리개의 집광각 이상의 각도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 다이크로익 프리즘의 입사측 주면에서의 반사광의 각도와 상기 다이크로익 프리즘을 출사하여 화면에 투사되는 출사광의 각도의 각도차가 상기 조리개의 집광각 이상의 각도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  26. 제23항에 있어서, 상기 다이크로익 프리즘의 입사측 주면에서의 반사광의 각도와 상기 다이크로익 프리즘을 출사하여 화면에 투사되는 출사광의 각도의 각도차는 상기 조리개의 집광각 이상의 각도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  27. 제24항에 있어서, 상기 광원광의 집광각의 제어 수단에 의해 규정되는 입사측 집광각과 상기 출사측 조리개의 집광각이 실질적으로 같거나 또는 상기 입사측 집광각이 상기 출사측 조리개의 집광각보다도 작은 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치,
  28. 제25항에 있어서, 상기 광원광의 집광각의 제어 수단에 의해 규정되는 입사측 집광각과 상기 출사측 조리개의 집광각이 실질적으로 같거나 또는 상기 입사측 집광각이 상기 출사측 조리개의 집광각보다도 작은 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치,
  29. 제26항에 있어서, 상기 광원광의 집광각의 제어 수단에 의해 규정되는 입사측 집광각과 상기 출사측 조리개의 집광각이 실질적으로 같거나 또는 상기 입사측 집광각이 상기 출사측 조리개의 집광각보다도 작은 값인 것을 특징으로 하는 표시 장치,
  30. 제1항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  31. 제2항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  32. 제3항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  33. 제4항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  34. 제8항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  35. 제9항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  36. 제10항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  37. 제13항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  38. 제15항에 있어서, 상기 입사되는 빛이 상기 대향 기판의 수직선 방향 및 상기 화소 전극의 수직선 방향에 대하여 경사각을 가지도록 상기 대향 기판 및 상기 화소 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  39. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  40. 제2항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  41. 제3항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  42. 제4항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  43. 제8항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  44. 제9항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  45. 제10항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  46. 제13항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  47. 제14항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 직시형 표시 장치.
  48. 제15항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  49. 제16항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 반사형 표시 장치.
  50. 제17항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  51. 제18항에 있어서, 상기 액정층은 광산란 상태와 광투과 상태를 구별하여 표시하는, 고분자 분산형 액정층을 포함하는 산란형 표시 모드 방식의 액정층인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  52. 제13항에 있어서, 상기 광학계는 집광각 θc의 조리개를 구비하며; 상기 액정층의 굴절율이 nLC, 상기 입사광의 상기 기본체 주면에 대한 입사 각도가 θio 일 때, 상기 각도차를 θmin이라 하면, 상기 각도차 θmin가, θmin ≥ 1/2[arcsin{sin(θc + θio/nLC)} - arcsin{sin(θio/nLC)}]로 되도록 상기 화소 전극과 상기 대향 기판을 상대적으로 경사지게 한 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  53. 제15항에 있어서, 상기 광학계는 집광각 θc의 조리개를 구비하며; 상기 액정층의 굴절율 nLC, 상기 입사광의 상기 기본체 주면에 대한 입사 각도가 θio 일 때, 상기 각도차를 θmin이라 하면, 상기 각도차 θmin가, θmin ≥ 1/2[arcsin{sin(θc + θio/nLC)} - arcsin{sin(θio/nLC)}로 되도록 상기 화소 전극과 상기 대향 기판을 상대적으로 경사지게 한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  54. 제1기판의 제1주면 상에 배치되는 복수의 주사 배선 및 신호 배선과, 상기 주사 배선 및 상기 신호 배선에 스위칭 소자를 통하여 전기적으로 접속되는 화소 전극을 포함하는 어레이 기판; 제2기판의 제1주면 상에 대향 기판이 배치되고, 상기 화소 전극에 대하여 상기 대향 전극이 소정의 간격을 갖고 대향 배치되는 대향 기판; 및 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 유지되는 액정층을 구비하며, 상기 대향 기판으로부터 상기 어레이 기판에 입사되는 빛을 상기 화소 전극에 의해 반사하여 표시하는 반사형 액정 표시 장치에 있어서, 상기 화소 전극은 빛을 반사하는 반사층을 포함하며, 상기 반사층의 주표면은 상기 제1기판의 상기 제1주면과 대향하는 제2주면에 대하여 소정의 각도를 갖고서 교차하도록 상기 제2주면에 대하여 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  55. 제54항에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 신호 배선, 상기 주사 배선 및 상기 스위칭 소자 상에 절연막을 통하여 배치되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
  56. 제55항에 있어서, 상기 화소 전극은 상기 반사층 상에 배치되는 평탄층을 포함하며, 상기 평탄층의 주면은 상기 제2기판의 상기 제1주면과 거의 평행한 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시 장치.
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