(57)【要約】【課題】基板での光反射による階調反転（白抜け）を防止する。【解決手段】透明電極１４に光拡散機能を備える。具体的には、透明電極１４を凹凸構造とする。この凹凸構造は、その凸部の表面を球状とし、凸部の平面形状を、一画素につき複数入るようにした円とする。この場合、直径８〜１０μｍの円が一画素内の凹凸を形成する部分に最密充填されるようにしたマスクを用いて透明電極１４直下の有機層に凹凸構造を形成することで、この上に形成する透明電極１４も同様に凹凸構造となる。【選択図】図１
2006098767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックライトに対して面対向して配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に保持された液晶層と、
前記液晶層に電界を印加するために前記一対の基板にそれぞれ設けられた透明電極と、
バックライト側に配置される方の基板の透明電極に設けられた光拡散手段と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光拡散手段は、透明電極を凹凸構造としたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記凹凸構造は、凸部の表面が略球状であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記凹凸構造は、凸部の平面形状が略円形であり、
且つ前記凸部が一画素につき複数含まれることを特徴とする請求項２又は３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記一対の基板のうちの少なくとも一方の外面に光学フィルムを拡散粘着層を介して貼付することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記一対の基板のうちの少なくとも一方に光拡散層を設けることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
バックライトを備え、当該バックライトのフィルムに光拡散層を設けることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型表示での性能に優れ、且つ外光を反射させて表示に用いる機能を付加的に備えた液晶表示装置に関し、特に屋外での視認性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、テレビ、ワードプロセッサ、携帯電話等への液晶表示装置の応用がさらに進展し、小型化、省電力化、低コスト化などの高機能化に対する要望がさらに高まっている。これらの要望を満たすべく、バックライトからの光を表示に用いる透過型液晶表示装置のほか、バックライトを用いずに外部から入射した外光を反射させて表示に用いる反射型液晶表示装置、透過機能と反射機能の両方を兼ね備えた半透過型液晶表示装置（例えば特許文献１，２参照）、さらには透過機能に付加的に反射機能を備えた微反射型液晶表示装置の開発が進められている。
【０００３】
特に、急速に普及しつつある携帯電話の用途において、液晶表示装置は、高透過輝度、高色再現範囲、高コントラストといった優れた表示品位が要求されるところ、微反射型液晶表示装置は、透過表示においてはこれらの品位を満足することから、携帯電話の国内市場において広く受け入れられている。
【０００４】
一般に、微反射型液晶装置の基本的な構成は、バックライトの前面に、アレイ基板、カラーフィルタ基板を面対向して配置し、両基板の間隙に液晶を保持するようにして液晶セルを構成する点は透過型のものと同様であるが、微反射型では、カラーフィルタ基板、液晶層、アレイ基板を通過した外光をバックライトの表面で反射させ、再び液晶セルを透過する光を表示に用いている。
【０００５】
微反射型液晶表示装置は、透過表示においては透過型液晶表示装置と同等の性能を有する。その一方、晴れた日の屋外等のように、バックライト光よりも周囲の外光の方が強度が強い環境下では、外光を主光源とした反射型として機能し得るものである。
【特許文献１】特開２００３−１２１８４７号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような微反射型液晶表示装置では、従来は、携帯端末の画面上でアンテナや時計といった２値表示について屋外での良好な視認性が求められていた。
【０００７】
しかしながら、近年、携帯電話にカメラ機能が付加されたことから、写真画像等を表示する機会が増えてきており、写真のように中間調を多用する画像に対し、微反射表示においても違和感のないような表示（階調）特性が求められてきている。
【０００８】
現在、微反射表示においては、階調反転、特に白領域が潰れてしまう白抜けによる不具合が指摘されている。これは、アレイ基板、カラーフィルタ基板がそれぞれ複数の高屈折率層を有しているため、外光がバックライトに達する前に、アレイ基板、カラーフィルタ基板における各層の界面で反射してしまうことに起因するものである。
【０００９】
例えば、バックライトに対して液晶層を挟んで配置された基板で界面反射が生じた場合には、この反射は、液晶層を介していないので階調反転には寄与せず、単にコントラストの低下として作用する。
【００１０】
一方、バックライト側に配置された基板で界面反射が発生した場合、例えば、透明電極層や透明絶縁層等の界面で反射した場合には、この反射光は、透過光に対し液晶層内で２倍の光路長を持った光であり、光強度、透過率、輝度といったものが予め設定されたものからずれてくるため、階調反転（白抜け）を生じさせる原因となる。特に、透明電極層や透明絶縁層等の界面は平坦であるため、正反射方向で階調反転（白抜け）が生じ易いという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、基板での光反射による階調反転（白抜け）を防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る液晶表示装置は、バックライトに対して面対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板間に保持された液晶層と、前記液晶層に電界を印加するために前記一対の基板にそれぞれ設けられた透明電極と、バックライト側に配置される方の基板の透明電極に設けられた光拡散手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、透明電極に光拡散手段を備えることで、透明電極層で正反射が起こり難くいようにして、階調反転（白抜け）する反射輝度を低減させ、階調反転特性を緩和するようにしている。
【００１４】
ここで、前記光拡散手段は、透明電極を凹凸構造とすることが望ましい。また、前記凹凸構造は、凸部の表面が略球状であることが望ましい。また、前記凹凸構造は、凸部の平面形状が略円形であり、且つ前記凸部が一画素につき複数含まれることが望ましい。このようにすることで、外光の入射角度、入射方位によらず、正反射を低減することができる。
【００１５】
さらに、バックライトとセルの空隙による視差や光干渉、アレイ基板の周期構造に起因する光干渉の影響を低減するために、前記一対の基板のうちの少なくとも一方の外面に光学フィルムを拡散粘着層を介して貼付することが望ましい。また、前記一対の基板のうちの少なくとも一方に光拡散層を設けることが望ましい。また、バックライトのフィルムに光拡散層を設けることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る液晶表示装置によれば、反射表示における正反射による階調反転（白抜け）を低減でき、高品位な表示を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、一実施の形態における液晶表示装置の構成を示す断面図である。同図の液晶表示装置は、バックライト４に面対向して配置されたアレイ基板１およびカラーフィルタ基板２と、アレイ基板１とカラーフィルタ基板２の間に保持された液晶層３と、液晶層３に電界を印加するためにアレイ基板１に設けられた透明電極１４およびカラーフィルタ基板２に設けられた透明電極２５とを備えた構成であり、バックライト４側に配置される方のアレイ基板１の透明電極１４には光拡散機能が設けられている。
【００１８】
この光拡散機能は、透明電極１４を凹凸構造として実現されるものであり、透明電極下の有機層に凹凸構造を設けることで容易に実現される。より具体的には、透明電極の凹凸構造は、その凸部の表面が球状となっている。本液晶表示装置では、透明電極１４にこのような光拡散機能を備えることで、透明電極層で正反射が起こり難くいようにして、階調反転（白抜け）する反射輝度を低減し、階調反転特性を緩和している。
【００１９】
アレイ基板１を製造する際には、透明基板１１上に薄膜トランジスタを形成する通常のプロセスと同様に成膜、パターニングを繰り返して薄膜トランジスタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ（以下総称して「トランジスタ１２」と呼ぶ）および電極配線を形成し、その上に透明樹脂層１３を形成する。この基板全面に感光性の有機膜材料を塗布し、露光、現像処理、及び除去処理を行って、各トランジスタ１２に通じるコンタクトホールを形成する。そして、この有機膜の表面に微小な凹凸構造を形成する。この微小な凹凸は、凸部の平面形状が略円形であり、且つ一画素につき複数含まれる。この形状は、直径８〜１０μｍの円が一画素内の凹凸を形成する部分に最密充填されるようにしたマスクを用い、有機膜材料がネガ型である場合には円の部分に光が照射されるようにし、ポジ型である場合には円の部分に光が照射されないようにして露光、現像、除去を行った後、焼成して形成する。これにより、有機膜には表面が球状の凹凸構造が形成される。そして、この有機膜の上に酸化インジウムスズ（ITO:Indium Tin Oxide）等を用いてスパッター法で成膜し、パターニングを行って透明電極１４を形成する。このような製造の仕方により透明電極１４も表面が球状の凹凸構造となる。さらに、透明電極１４の上に、アレイ基板１とカラーフィルタ基板２との間に両基板の距離を規定するスペーサを配置するために、有機膜を塗布し、露光、現像、除去、焼成を行う。さらにその上に配向膜材料を印刷して配向膜１５を形成することで、アレイ基板１が得られる。
【００２０】
カラーフィルタ基板２の製造では、透明基板２１の表面上に黒色樹脂レジストを全面塗布し、これをパターニングすることで遮光層２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ（以下総称して「遮光層２２」という）を形成する。その上に色顔料を分散させた感光性アクリル樹脂レジストをスピンナーにて全面塗布し、パターン露光、現像処理を３回施すことで、３色分の着色層（カラーフィルタ）２３ａ，２３ｂ，２３ｃ（以下総称して「着色層２３」という）を形成する。さらに色顔料の拡散防止用に透明樹脂を全面に塗布することでオーバーコート層２４を形成する。次いで、その上に酸化インジウムスズを用いた透明性導電膜をマスクを用いたスパッタ法でオーバーコート層２４の全面に成膜して透明電極２５を形成する。この透明電極２５上に配向膜材料を印刷し配向膜２６を形成することで、カラーフィルタ基板２が得られる。
【００２１】
この後、アレイ基板１とカラーフィルタ基板２を、それぞれの配向膜１５，２６が互いに向き合うように配置し、両基板の内側の面の外周に沿って液晶注入口に相当する部分を除いて接着剤を印刷し、ここに両基板の間隙と幅が一致するシール材を配置し、押圧下で加熱して接着剤を硬化させることで、アレイ基板１とカラーフィルタ基板２とを貼り合わせる。接着剤の硬化後、２枚の基板を所定のセルサイズに切り出し、液晶注入口から液晶組成物を注入し、この後注入口を紫外線硬化樹脂で封止する。
【００２２】
このセルを洗浄し、再配向アニールを実施した後、セルの両面に光学フィルムを貼付する。この光学フィルムは、例えば偏光板や位相差板などからなる。図１の例では、アレイ基板１における透明基板１１の表面に光学フィルム１６が拡散粘着層１７を用いて貼付され、カラーフィルタ基板２における透明基板２１の表面に光学フィルム２７が拡散粘着層２８を用いて貼付された状態を示している。ヘイズ値は例えば３０〜６０の範囲とする。
【００２３】
アレイ基板１に設けた拡散粘着層１７は、バックライト４の内部に配置されたフィルムと液晶セルとの間隙による視差や光干渉を低減する効果がある。また、拡散粘着層１７により、画面に表示される文字のにじみがなくなるという利点もある。
【００２４】
一方、カラーフィルタ基板２に設けた拡散粘着層２８は、透過コントラストの低下が少なくなるという効果があり、また反射表示において配線や遮光層２２の周期的なパターン構造に起因する光干渉として見られる虹を低減する効果がある。
【００２５】
ここで、比較例の液晶表示装置について説明する。比較例の液晶表示装置は、図２の断面図に示すように、図１に対してアレイ基板の構成が異なっている。具体的には、比較例のアレイ基板４１では、図１の透明樹脂層１３、透明電極１４、配向膜１５が、その表面が平坦となった透明樹脂層４３、透明電極４４、配向膜４５となっている。その他、図１と同一物には同一の符号を付すものとし、ここでは重複した説明は省略する。
【００２６】
比較例の液晶表示装置では、各層の表面が平坦であるため、カラーフィルタ基板２側から入射した外光が、これら各層の界面で正反射することになり、階調反転を生じさせる原因となる。
【００２７】
したがって、本実施形態によれば、透明電極１４に光拡散機能を備えることで、透明電極層で正反射が起こり難くくなるので、階調反転（白抜け）する反射輝度が低減し、階調反転特性を緩和することができる。これにより、透過表示の品位を損なうことなく、微反射表示での表示反転の影響を低減することができ、高い表示品位を実現できる。
【００２８】
本実施の形態によれば、アレイ基板１の表面、カラーフィルタ基板２の表面に光学フィルタを拡散粘着層を介して貼付したことで、光干渉を低減することができる。もちろん、光学フィルタを拡散粘着層を介して貼付するのは、アレイ基板１だけとしても、カラーフィルタ基板２だけとしてもよいし、両基板としてもよい。
【００２９】
本実施の形態においては、光干渉を防止するための光拡散機能として、光学フィルムの拡散粘着層を例示したが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ基板２のオーバーコート層２４や着色層２３に光拡散層を設けてもよいし、アレイ基板１に光拡散層を設けてよい。また、バックライト４の内部に配置されたフィルムに光拡散層を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施の形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】比較例の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１，４１…アレイ基板
２…カラーフィルタ基板
３…液晶層
４…バックライト
１１，２１…透明基板
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…トランジスタ
１３，２５，４３…透明樹脂層
１４，４４…透明電極
１５，２６，４５…配向膜
１６，２７…光学フィルム
１７，２８…拡散粘着層
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ…遮光層
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…着色層
２４…オーバーコート層
【図１】
2006098767.tif 000003
【図２】
2006098767.tif 000004