(57)【要約】【課題】散乱型液晶を用いた反射型液晶表示装置において、表示のコントラストを向上させる。【解決手段】複数の画素を有する反射型液晶表示装置であって、各画素は、光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る液晶層１と、液晶層１を介して互いに対向する一対の電極層１１および１２と、液晶層１の背面側に設けられ、それぞれが反射性表面を有する複数の凸部５と、隣接する凸部５の間に配置された光吸収層３とをさらに備える。【選択図】図２
2006227267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する反射型液晶表示装置であって、
各画素は、
光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る液晶層と、
前記液晶層を介して互いに対向する一対の電極層と、
前記液晶層の背面側に設けられ、それぞれが反射性表面を有する複数の凸部と、
隣接する凸部の間に配置された光吸収層と
をさらに備えた反射型表示装置。
【請求項２】
前記複数の凸部の高さは０．１μｍ以上５０μｍ以下である請求項１に記載の反射型表示装置。
【請求項３】
前記複数の凸部は円錐形状を有している請求項１または２に記載の反射型表示装置。
【請求項４】
前記複数の凸部における側面の傾斜角度は３３度以上５１度以下である請求項３に記載の反射型表示装置。
【請求項５】
前記複数の凸部は多角錐形状を有している請求項１または２に記載の反射型表示装置。
【請求項６】
前記隣接する凸部の間隔は０．２μｍ以上２０μｍ以下である請求項１から５のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項７】
前記複数の凸部は０．４μｍ以上１２０μｍ以下のピッチで配列されている請求項１から６のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項８】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、
前記複数の凸部は、前記背面基板の表面に対して平行な面内に略均一に配置されている請求項１から７のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項９】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、
前記複数の凸部は、前記背面基板の表面に対して平行な面内にランダムに配置されている請求項１から６のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１０】
前記複数の凸部を規定する表面形状を有する構造体と、前記構造体表面のうち凸部を規定する領域の少なくとも一部を覆う金属膜とをさらに有し、前記金属膜の表面は前記複数の凸部における前記反射性表面を構成する請求項１から９のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１１】
前記金属膜の厚さは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下である請求項１０に記載の反射型表示装置。
【請求項１２】
前記金属膜は、前記一対の電極のうち前記液晶層の背面側に配置された電極よりも背面側に配置され、
前記一対の電極のうち前記液晶層の背面側に配置された電極と前記金属膜との間に、光透過性の保護膜をさらに備えた請求項１０または１１に記載の反射型表示装置。
【請求項１３】
前記保護膜における背面側の表面は、前記構造体の前記表面形状を反映した形状を有しており、前記保護膜における観察者側の表面は略平坦である請求項１２に記載の反射型表示装置。
【請求項１４】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、
前記複数の凸部および前記光吸収層は、前記液晶層と前記背面基板との間に配置されている請求項１から１３のいずれかに記載の反射型表示装置。
【請求項１５】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、
前記複数の凸部は、前記液晶層と前記背面基板との間に配置されており、
前記光吸収層は、前記背面基板の背面側に配置されている請求項１から１３のいずれかに記載の反射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲光を光源として利用することによって表示を行う反射型の液晶表示装置が知られている。反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置とは異なりバックライトを必要としないため、軽量薄型化が要求される様々な機器に好適に用いられる。特にアクティブマトリクス駆動の反射型液晶表示装置は、画素毎にスイッチング素子を備えているため高精細で高品位の表示が可能である。
【０００３】
反射型液晶表示装置の表示性能をさらに向上させるために、光散乱液晶を用いた反射型液晶表示装置が、例えば特許文献１および特許文献２に提案されている。このような反射型液晶表示装置は、偏光板を必要としないため（偏光板レスモード）、偏光板を使用することによる光の利用効率の低下を抑え、より明るい表示を行うことができる。
【０００４】
以下、図面を参照しながら、従来の光散乱液晶を用いた反射型液晶表示装置の構成を説明する。図１０は、反射型液晶表示装置の断面模式図であり、図示するような構成は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
反射型表示装置１００は、背面基板３０１および前面基板３０５と、これらの基板の間に設けられた光散乱型の液晶層３０３と、前面基板３０５に設けられた透明電極３０４と、背面基板３０１に設けられた複数の反射電極３０２とを備えている。反射電極３０２は、表面に凹凸形状を有し、かつ画素毎に離間されており、画素電極として機能するとともに反射層としても機能する。
【０００６】
背面基板３０１には、複数のスイッチング素子が形成されている。各スイッチング素子は、ゲート電極３１０と、ゲート絶縁層３１１を介してゲート電極３１０の上に形成された半導体層３１２と、半導体層３１２に電気的に接続されたソース電極３１３およびドレイン電極３１４とを有している。これらのスイッチング素子は層間絶縁層３１５で覆われている。各スイッチング素子のドレイン電極３１４は、層間絶縁層３１５に形成されたコンタクト部を介して、対応する反射電極３０２に接続されている。
【０００７】
液晶層３０３は、屈折率異方性を有する液晶材料とアクリル系高分子材料との混合系を硬化させて形成され、前方散乱性および／または後方散乱性を有している。液晶層３０３は、透明電極３０４および反射電極３０２によって電圧が印加されると（電圧ＯＮ時）透明状態となり、電圧が印加されない電圧ＯＦＦ時には散乱状態となる。液晶層３０３が透明状態のとき、前面基板３０５から入射した光は反射電極３０２の凹凸表面で反射され、観察側に出射されないので、「黒」が表示される。一方、液晶層３０３が散乱状態のとき、液晶層３０３に入射した光は、液晶材料と高分子材料との屈折率差によって後方に散乱されて観察側に出射される。あるいは、液晶層３０３で前方に散乱された後、反射電極３０２で反射され、さらに液晶層３０３で散乱されて観察側に出射される。従って、白表示が得られる。
【０００８】
しかしながら、反射型表示装置１００では、黒表示時（電圧ＯＮ時）において、隣接する反射電極３０２の間から層間絶縁層３１５に入射した光がスイッチング素子表面で正反射されて観察側に出射し、黒レベルが上がってしまう（黒表示の明度が高くなる）という問題がある。なお、本明細書では、液晶層３０３の背面側表面において、反射電極３０２と接する領域を「反射領域」、隣接する反射電極３０２の間に位置する領域を「非反射領域」と称することにする。
【０００９】
これに対し、特許文献２では、上述したような光散乱液晶を用いた反射型液晶表示装置において、層間絶縁層３１５の代わりに光散乱層を用いる構成を開示している。特許文献２の構成によると、隣接する反射電極３０２の間（非反射領域）に入射した光がスイッチング素子表面で正反射されることを抑制できるので、黒レベルを低下させることが可能になり、表示のコントラストを向上できる。
【特許文献１】特開第２０００−０２９０５６号公報
【特許文献２】特開第２０００−１４７４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２に開示される反射型液晶表示装置では、反射電極表面で反射されずに非反射領域に入射した光によって、黒表示特性が低下することを抑制できる。
【００１１】
しかし、本発明者の検討によると、黒レベルをさらに下げて表示のコントラストを向上させるためには、非反射領域に入射した光に起因する表示特性の低下を抑制するだけでなく、反射電極の凹凸表面（反射領域）で反射された光の一部による表示特性の低下をも抑制する必要がある。反射電極の凹凸表面で反射された光の多くは、前面基板と空気層との界面で全反射されて表示装置の外部に出射せず、あるいは、表示装置の外部に出射しても観察方向と異なる方向に出射されるが、凹凸表面で反射された光の一部は観察方向に出射して黒表示を明るくしてしまう。従って、反射電極の凹凸表面で反射された光のうち観察者方向に出射してしまう光を低減する必要がある。
【００１２】
このように、従来の散乱型液晶を用いた反射層型液晶表示装置では、偏光板を備えていないために明るい白表示を実現できる一方で、黒表示の明度を十分に下げることが難しく、優れたコントラストが得られないという問題があった。
【００１３】
本発明は上記諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、散乱型液晶を用いた反射型液晶表示装置において、表示のコントラストを向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の反射型表示装置は、複数の画素を有する反射型液晶表示装置であって、各画素は、光散乱状態と光透過状態との間で切り替えられ得る液晶層と、前記液晶層を介して互いに対向する一対の電極層と、前記液晶層の背面側に設けられ、それぞれが反射性表面を有する複数の凸部と、隣接する凸部の間に配置された光吸収層とをさらに備える。
【００１５】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凸部の高さは０．１μｍ以上５０μｍ以下である。
【００１６】
前記複数の凸部は円錐形状を有していてもよい。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記複数の凸部における側面の傾斜角度は３３度以上５１度以下である。
【００１８】
前記複数の凸部は多角錐形状を有していてもよい。
【００１９】
前記隣接する凸部の間隔は０．２μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
前記複数の凸部は０．４μｍ以上１２０μｍ以下のピッチで配列されていることが好ましい。
【００２１】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、前記複数の凸部は、前記背面基板の表面に対して平行な面内に略均一に配置されていてもよい。
【００２２】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、前記複数の凸部は、前記背面基板の表面に対して平行な面内にランダムに配置されていてもよい。
【００２３】
前記複数の凸部を規定する表面形状を有する構造体と、前記構造体表面のうち凸部を規定する領域の少なくとも一部を覆う金属膜とをさらに有し、前記金属膜の表面は前記複数の凸部における前記反射性表面を構成してもよい。
【００２４】
前記金属膜の厚さは５ｎｍ以上２００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記金属膜は、前記一対の電極のうち前記液晶層の背面側に配置された電極よりも背面側に配置され、前記一対の電極のうち前記液晶層の背面側に配置された電極と前記金属膜との間に、光透過性の保護膜をさらに備えていてもよい。
【００２６】
前記保護膜における背面側の表面は、前記構造体の前記表面形状を反映した形状を有しており、前記保護膜における観察者側の表面は略平坦であってもよい。
【００２７】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、前記複数の凸部および前記光吸収層は、前記液晶層と前記背面基板との間に配置されていてもよい。
【００２８】
前記液晶層の観察者側に設けられた前面基板と、前記液晶層の背面側に設けられた背面基板とをさらに有し、前記複数の凸部は、前記液晶層と前記背面基板との間に配置されており、前記光吸収層は、前記背面基板の背面側に配置されていてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、散乱型液晶を用いた反射型液晶表示装置において、黒表示時に液晶層に入射した光の一部が光吸収層で吸収されるので、入射光のうち観察側に出射する光の強度を小さくでき、黒表示特性を改善できる。また、白表示時に、十分な光散乱状態を確保できるので明るい白表示が得られる。従って、表示のコントラストに優れた反射型液晶表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の反射型表示装置は、複数の画素を有しており、各画素は、液晶層の背面側に設けられ、それぞれが反射性表面を有する複数の凸部と、隣接する凸部の間に配置された光吸収層とを備えることを特徴としている。
【００３１】
まず、図面を参照しながら、本発明の反射型表示装置における黒表示および白表示の光の振る舞いについて説明する。図１（ａ）および（ｂ）は、黒表示時および白表示時における液晶層を例示する断面図である。
【００３２】
図示する例では、液晶層１の背面側に複数の凸部５が設けられ、隣接する凸部の間には光吸収層３が配置されている。また、液晶層１として、電圧が印加されない時（電圧ＯＦＦ時）に光を前方および／または後方へ散乱させる散乱状態となり、電圧が印加されると（電圧ＯＮ時）光を透過させる透明状態となる光散乱型の液晶層を用いる。液晶層１が散乱状態になると「白」、透明状態になると「黒」が表示される。
【００３３】
黒表示時では、図１（ａ）に示すように、観察側から液晶層１に入射した光は、透明状態の液晶層を通過して凸部５の表面で反射された後、その凸部５に隣接する凸部５の表面でさらに反射される。このようにして、隣接する凸部５の間で典型的には複数回反射され、隣接する凸部５の間に配置された光吸収層３によって吸収される。入射光の一部は、凸部５の表面で１回反射されて光吸収層３に吸収されるか、あるいは、凸部５の表面で反射されず、直接、光吸収層３で吸収される。従って、従来の反射型表示装置に比べて、黒表示時に観察側に出射する光を大幅に低減できるので、黒表示特性を向上させることができる。
【００３４】
白表示時では、液晶層１に入射した光は、図１（ｂ）に示すように、液晶層１で後方に散乱されて観察側に出射する。あるいは、液晶層１で前方に散乱された後、凸部５の表面で反射され、さらに液晶層１で散乱されて観察側に出射する（図示せず）。従って、入射光の大部分は光吸収層３で吸収されることなく観察側出射するため、明るい表示が得られる。
【００３５】
なお、光散乱型の液晶層１は、高分子または低分子の散乱型液晶材料、例えば高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ）から形成されていてもよい。好ましくは、高分子構造に液晶骨格（メソゲン基）を有するリバース型ＰＬＤＣから形成される。
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態の反射型表示装置を説明する。図２は、反射型表示装置の構成を示す断面模式図である。
【００３７】
本実施形態の反射型表示装置は、表面に透明電極１１を有する前面基板１０と、表面に複数のスイッチング素子（図示せず）を有する背面基板２０と、前面基板１０および背面基板２０の間に設けられた液晶層１とを備える。背面基板２０は、反射性表面を有する複数の凸部５と、隣接する凸部５の間に配置された光吸収層３と、凸部５の上に保護膜１４を介して設けられた複数の透明画素電極１２とを有している。本実施形態では、複数の凸部５は、凸部を規定する表面形状を有する構造体１８と、構造体１８の表面の少なくとも一部を覆う金属膜１６とから構成されている。凸部５は、例えば円錐形状を有している。
【００３８】
前述したように、特許文献２の反射型液晶表示装置では、黒表示時において、反射電極の間（非反射領域）に入射する光による特性低下を抑制できても、反射電極表面（反射領域）に入射した光による特性低下を低減することは難しかった。これに対し、本実施形態の反射型表示装置では、黒表示時において、観察側から液晶層１を通過した光は、入射位置にかかわらず、複数の凸部５によって、典型的には複数回反射されて光吸収層３で吸収される。すなわち、隣接する透明画素電極１２の間に入射する光も、透明画素電極１２の表面に入射する光も、同様に、光吸収層３によって吸収され、観察側に出射することが抑制される。従って、黒表示時に観察側に出射する光を従来よりも大幅に低減することが可能になり、その結果、黒表示の明度をより低くできるので、表示のコントラストを向上できる。
【００３９】
図１（ａ）を参照しながら説明したような光の振る舞いを実現するためには、各凸部５は、前面基板側から入射する光を背面基板側に向って反射させることのできる表面（反射面）を有している必要がある。また、入射光を光吸収層３に導くことのできるように、凸部５のサイズや形状、配列状態などが設計されている必要がある。具体的には、凸部５の形状、凸部５における側面（入射光を反射させる面）の角度や高さ、隣接する凸部の間隔などを適宜選択することによって、入射光の反射角度を制御できる。
【００４０】
凸部５の形状は、前面基板側から入射する光を隣接する凸部５の表面に向って反射させる反射面を有していればよい。反射面は平面である必要はなく、曲面であってもよい。凸部５は、例えば円錐、多角錐、円柱、多角柱などの形状を有していてもよいし、丸みを帯びた円錐形状などであってもよい。あるいは、壁のように一定の方向に延びていてもよい。
【００４１】
以下、具体的な凸部５の形状を例示して説明する。
【００４２】
図３（ａ）および（ｂ）は、円錐形状を有する凸部５を例示する平面図およびＩ−Ｉ’断面図である。凸部５は完全な円錐形状を有する必要はなく、例えば丸みを帯びた頂点を有していてもよいし、側面に反りを有していてもよい。そのような凸部５の断面図を、それぞれ、図３（ｃ）および（ｄ）に示す。
【００４３】
図示する例において、入射光を光吸収層により確実に導くためには、上述したように、凸部５の高さｈ、反射面となる凸部５の側面と凸部５の底面とのなす角度（側面の傾斜角）αおよび隣接する凸部５の間隔ｄを適宜選択する必要がある。
【００４４】
本明細書では、「凸部５の高さ」は、凸部５の最も高い点（この例では頂点）３０と凸部５の底面との距離ｈとする。凸部５の高さｈが０．１μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上であれば、反射面で鏡面反射が生じることを抑制できる。また、凸部５をアクリル樹脂等の感光性樹脂で形成する場合、凸部５の高さｈが大きくなり過ぎるとパターニングが困難になるため、高さｈは液晶層の厚さ（セル厚）の１／４程度以下に抑えることが好ましい。高さｈは、例えば５０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下である。
【００４５】
凸部５における側面の傾斜角αは、凸部５の側面に入射した光のうち前面基板１０の方向に反射する光が前面基板１０から観察者側に出射しないように選択されることが望ましい。図９を参照しながら以下に詳しく説明する。
【００４６】
図９は、この例における液晶パネルの断面模式図である。図９に示すように、凸部５の側面で観察者側に反射された光５２は、液晶パネルの表面と観察者側の空気層との界面５０で全反射されて、空気層へ出射されないことが望ましい。ここで、光５２が界面５０で全反射される臨界角θｒは、空気の屈折率を１とし、液晶パネル表面の屈折率をｎとすると、次式で表わされる。
θｒ＝ａｒｃ  ｓｉｎ（１／ｎ）                （１）
【００４７】
典型的には界面５０と凸部５の底面とは平行であるため、側面の傾斜角αが臨界角θｒ以上であれば、光５２が空気層へ出射することを防止できる。従って、傾斜角αの好ましい範囲は液晶パネル表面の屈折率ｎに応じて変わる。例えば液晶パネル表面の屈折率ｎが１．３であれば、臨界角θｒは３３度となるので、傾斜角αは３３度以上であることが好ましい。同様にして、液晶パネル表面の屈折率ｎが１．４であれば、傾斜角αは３８度以上であることが好ましい。液晶パネル表面がガラスのとき、ガラスの屈折率ｎは１．８以下（例えば１．５程度）であるので、傾斜角αは、屈折率ｎが１．８のときの臨界角θｒ以上、すなわち５１度以上であることが好ましい。液晶パネル表面のガラスの屈折率ｎが１．６以下であれば、傾斜角αは、屈折率ｎが１．６のときの臨界角θｒ以上、すなわち４６度以上であることが好ましい。また、傾斜角αは例えば９０度未満である。なお、黒表示のための電圧印加時の液晶層１の屈折率は、ガラスの屈折率と略一致していることが好ましい。
【００４８】
次いで、隣接する凸部５の間隔ｄの好ましい範囲を説明する。本明細書では、「隣接する凸部５」は、隣り合って配置されているだけでなく、一方の凸部における反射面の少なくとも１つが、他方の凸部における反射面の１つと対向するように配置された２つの凸部をいう。なお、ここでいう「対向」とは、反射面同士が平行である必要はなく、これらの反射面が、図１（ａ）に示すような入射光の複数回反射を実現し得る位置関係を有していればよい。さらに、「隣接する凸部５の間隔ｄ」は、凸部の底面を含む平面において、隣接する凸部５における対向する反射面間（例えば側面３２と側面３４との間）の距離とする。光吸収層３は、複数の凸部５の間に位置する領域全面を覆うように設けられていることが好ましく、その場合、上記間隔ｄが大きすぎると、黒状態において、光吸収層３の表面における弱い反射光も液晶パネルから観察者側へ出射してしまうおそれがある。これを防ぐためには、間隔ｄを液晶層の厚さ（セル厚）の１／１０以下に設定することが好ましい。例えばセル厚が２００μｍ以下であれば、間隔ｄは２０μｍ以下であることが好ましい。また、間隔ｄが２０μｍを超えると、白状態において、入射光の一部が光吸収層３に吸収されやすくなり、白表示の輝度が低下することもある。一方、間隔ｄが小さすぎると、光吸収層３に光が入射しにくくなるため、間隔ｄは０．２μｍ以上であることが好ましい。このように間隔ｄの好ましい範囲はセル厚によっても変化するが、典型的には１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００４９】
なお、これらのパラメータｄ、ｈおよびαの値は、それぞれ単独で選択されるものではなく、互いに依存して選択される。
【００５０】
図３（ｂ）に示す例では、「凸部５の側面の傾斜角」は、凸部５の反射面と凸部５の底面との間の角度αとしているが、図３（ｃ）および（ｄ）に示すように、丸みや反りを有する凸部５の場合には、凸部５の高さｈの１／２の高さにおいて反射面に接する平面３６と凸部５の底面との間の角度を「角度α」と定義することにする。
【００５１】
この例では、凸部５は画素内に一定のピッチＰで配列されている。本明細書において、「凸部５のピッチＰ」は、隣接する凸部５の中心間の距離とする。ピッチＰは、上記パラメータｄ、ｈおよびαによって決まる。傾斜角αを４５度とすると、ピッチＰは例えば０．４μｍ以上１２０μｍ以下、好ましくは２μｍ以上２０μｍ以下である。
【００５２】
図４（ａ）および（ｂ）は、四角錐形状を有する凸部５を例示する平面図およびＩＩ−ＩＩ’断面図である。
【００５３】
図示する例では、凸部５の反射面は４つの側面から構成される。入射光を光吸収層により確実に導くためには、図３に示す例と同様に、凸部５の高さｈ、側面の傾斜角αおよび隣接する凸部５の間隔ｄを適宜選択する必要がある。なお、この例における「隣接する凸部５」は、図４（ａ）の平面図において、左右あるいは上下に隣り合う凸部を意味し、斜め方向に隣り合う凸部は含まない。斜め方向に隣り合う凸部の間では、反射面が向かいあっていないからである。この例における高さｈ、側面の傾斜角αおよび隣接する凸部５の間隔ｄの好適な範囲は、図３に示す例において説明した範囲と同様である。また、図４（ａ）からわかるように、凸部５は画素内に一定のピッチＰで配列されているが、ピッチＰの好適な範囲も、図３に示す例において説明した範囲と同様である。
【００５４】
本例においても、凸部５は丸みを帯びていたり、反りを有していてもよく、その場合の側面の傾斜角αの定義は、図３（ｃ）および（ｄ）を参照して説明した定義と同様である。さらに、図４（ａ）および（ｂ）に示す凸部５は四角錐形状であるが、他の多角錐形状であってもよい。その場合、凸部の反射面の少なくとも１つが、隣に位置する凸部の反射面と対向するように、凸部の配列を工夫することが望ましい。
【００５５】
図５（ａ）および（ｂ）は、壁状に延びる凸部５を例示する平面図およびＩＩＩ−ＩＩＩ’断面図である。
【００５６】
図示する例では、画素内に、特定方向（「ｙ方向」とする）に延びる壁状の凸部５が互いに平行に配列されている。図５（ａ）の平面図上において、ｙ方向と直交する方向をｘ方向とすると、各凸部５のｘ方向に沿った断面形状は、図５（ｂ）に示すように、略三角形である。凸部５は、ｙ方向に延びる略長方形の２つの側面を有しており、これらの側面が反射面を構成する。隣接する凸部５における反射面（例えば側面３８および側面３９）によって入射光を光吸収層により確実に導くためには、図３に示す例と同様に、凸部５の高さｈ、側面の傾斜角αおよび隣接する凸部５の間隔ｄを適宜選択する必要がある。この例における高さｈ、側面の傾斜角αおよび隣接する凸部５の間隔ｄの好適な範囲は、図３に示す例において説明した範囲と同様である。また、図５（ａ）からわかるように、凸部５は画素内に一定のピッチＰで配列されているが、ピッチＰの好適な範囲も、図３に示す例において説明した範囲と同様である。
【００５７】
本例においても、凸部５は丸みを帯びていたり、反りを有していてもよく、その場合の側面の傾斜角αの定義は、図３（ｃ）および（ｄ）を参照して説明した定義と同様である。さらに、凸部５のｘ方向に沿った断面形状は、三角形に限定されず、他の形状（長方形、台形など）であってもよい。さらに、この例における凸部５は、ｙ方向に沿って線状に延びているが、隣接する凸部５における反射面が対向すればよいので、曲線状に延びていてもよい。
【００５８】
図３〜図５を参照しながら上述したいずれの例でも、複数の凸部５は一定のピッチＰで配列されており、従って、画素における背面基板表面に対して平行な面内に略均一に配置されているが、これらの凸部５は画素における背面基板表面に対して平行な面内にランダムに配置されていてもよい。例えば、画素の中央部で周縁部よりも凸部５を密に配置することもできる。なお、凸部５をランダムに配置する場合でも、隣接する凸部５の間隔ｄは０．２μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
【００５９】
また、上述したいずれの例でも、各凸部５における２つの側面（反射面）の傾斜角αは互いに等しいが、これらは異なっていてもよい。すなわち、各凸部５の断面（例えば図２（ｂ）に示す断面）が線対称な形状でなくてもよい。その場合でも、それぞれの傾斜角αは上記好ましい範囲内に設定されることが好ましい。
【００６０】
さらに、画素内に配置される複数の凸部５は略同一の形状およびサイズを有しているが、形状やサイズの異なる凸部５を配置してもよい。例えば、形状の異なる複数種類の凸部を交互に配列することもできる。また、画素の周縁部に設ける凸部の形状と中央部に設ける凸部５の形状とが異なっていてもよい。なお、形状やサイズの異なる凸部５を設ける場合でも、各凸部５の高さｈや側面の傾斜角αは、図３を参照しながら説明した範囲内に設計されることが好ましい。
【００６１】
本実施形態では、凸部５の形状は、例えば樹脂を用いて形成された構造体１８の表面形状によって規定される。そのような構造体１８は、例えば、背面基板２０の上にフォトレジスト層を形成し、パターニングを行うことによって形成できる。または、背面基板２０の上にアクリル樹脂層などの転写樹脂層を形成し、転写樹脂層に対して型押しを行うことによって、転写樹脂層表面に構造体１８を形成してもよい。このようにして形成された構造体１８は反射率の高い表面を有していないので、構造体１８のうち少なくとも反射面を構成する側面に金属膜（例えばＡｇ膜）１６を形成することが望ましい。金属膜１６の形成は、例えば真空蒸着法を用いて行うことができる。金属膜１６の厚さは、例えば５ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは７０ｎｍ以上１４０ｎｍ以下である。
【００６２】
本発明の反射型表示装置の構成は、図２に示す構成に限定されない。以下、図面を参照しながら、本発明による反射型表示装置の他の実施形態を説明する。
【００６３】
図６〜図８は、本発明による他の実施形態の反射型液晶表示装置を示す断面模式図である。簡単のために、実質的に同じ機能を有する構成要素は図２と同じ参照符号で示し、その説明を省略している。
【００６４】
図６に示す反射型表示装置は、背面基板２０の表面に亘って光吸収層３が設けられている点で図２に示す表示装置と異なっている。また、図７に示す反射型表示装置は、光吸収層３が液晶セルの外部、具体的には、背面基板２０の裏面に光吸収層３が設けられている点で図２に示す表示装置と異なっている。いずれの表示装置でも、隣接する凸部５の間に光吸収層３が配置されており、前面基板１０の側から透明状態の液晶層１に入射した光のうち凸部５の反射性表面（金属膜１６）で反射された光を光吸収層３によって吸収できるので、良好な黒表示が得られる。また、図６や図７に示すように、背面基板２０の表面または裏面に亘って光吸収層３を設ける場合、光吸収層３のパターニングを行う必要がないので、製造プロセス上の利点がある。
【００６５】
また、図８に示す反射型表示装置では、保護膜１４の表面が略平坦であり、その略平坦な表面上に透明画素電極１２が形成されている。このように、保護膜１４が平坦化膜としての機能も有している点で、図２に示す表示装置と異なっている。液晶層１として前述のＰＤＬＣを用いる場合、図８に示す構成によると、より均一な液晶層１を形成できる。
【００６６】
さらに、図６および図８に示す反射型表示装置では、図５に示す反射型表示装置と同様に、背面基板２０の上に形成されたスイッチング素子は、光吸収層３または凸部５の反射性表面で覆われている。よって、前面基板１０からの光がスイッチング素子表面に入射することを防止できるので、スイッチング素子表面で反射された光による黒特性の低下をより効果的に抑制できる。
【００６７】
上述したいずれの実施形態においても、凸部５における金属膜１６と透明画素電極１２との間に保護膜１４が形成されている。保護膜１４は、透明で絶縁性を有する有機または無機材料膜（例えばＳｉＯ2膜、ＳｉＮ2膜、ＭｇＦ膜）であることが好ましい。これにより、金属膜１６と透明画素電極１２との界面に生じる電蝕を防止できる。
【００６８】
なお、金属膜１６と透明画素電極１２との間に保護膜１４が形成されず、金属膜１６と透明画素電極１２とが電気的に接続されていてもよい。その場合、各凸部５の金属膜１６は互いに絶縁されていてもよいし、電気的に接続されていてもよいが、少なくとも隣接する画素に設けられた凸部５の金属膜１６とは絶縁されている必要がある。また、背面基板２０として、表面にスイッチング素子（ＴＦＴ）が形成されたアクティブマトリクス基板を用いる場合において、金属膜１６と透明画素電極１２とが電気的に接続される構成を採用すると、透明画素電極１２およびスイッチング素子を接続するコンタクト部と、金属膜１６とを、同じ膜を用いて形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明によれば、散乱型液晶を用いた反射型表示装置において、高い白表示特性を確保しながら黒表示特性を向上できるので、表示のコントラストを改善できる。
【００７０】
本発明は、反射型表示装置や反射型表示装置を備えた機器に広く適用できる。特に、反射型液晶表示装置を利用した電子書籍（電子ブック）に適用すると、駆動電圧を低く抑えつつ表示のコントラストを向上できるので、動画を表示することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明の反射型表示装置における黒表示および白表示の光の振る舞いを説明するための断面模式図である。
【図２】本発明による好ましい実施形態の反射型表示装置を示す断面模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明による実施形態における凸部の形状を例示するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）〜（ｄ）は断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態における凸部の形状を例示するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明による実施形態における凸部の形状を例示するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】本発明による他の実施形態の反射型表示装置を示す断面模式図である。
【図７】本発明による他の実施形態の反射型表示装置を示す断面模式図である。
【図８】本発明による他の実施形態の反射型表示装置を示す断面模式図である。
【図９】臨界角θｒを説明するための液晶パネルの断面模式図である。
【図１０】光散乱液晶を用いた従来の反射型液晶表示装置を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１        液晶層
３        光吸収層
５        凸部
１０      前面基板
１１      透明電極
１２      透明画素電極
１４      保護膜
１６      金属膜
１８      構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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