(57)【要約】【課題】半透過半反射型液晶表示装置を提供する。【解決手段】半透過半反射型液晶表示装置は、複数の画素を含み、各画素は第１構造、第２構造、液晶層と複数の電極を有する。第１構造は反射領域と透過領域を定義するのに用いられ、透過領域と反射領域は隣接し；第２構造は第１構造と分かれてシングルセルギャップを定義し；液晶層は第１構造と第２構造間のセルギャップに配置され；複数の電極は第１構造と第２構造のうちの一方に形成され、そのうち少なくとも二つの電極が透過領域に配置され、当該二つの電極の間に第１間隔を形成し、且つ、少なくとも二つの電極が反射領域に配置され、当該二つの電極の間に第２間隔を形成し、第２間隔は第１間隔より大きく、且つ、第２間隔は第１間隔の√２倍であることが好ましい。【選択図】図１
2011128586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を含む半透過半反射型液晶表示装置であって、各前記画素は第１構造、第２構造及び液晶層を含み、
（ａ)前記第１構造は、
(i)第１表面及び前記第１表面に対向して配置される第２表面を有する第１基板と、
(ii)前記第１基板の第１表面上に形成される第１の四分の一波長膜と、
(iii)前記第１の四分の一波長膜に形成される第１偏光フィルムと、
(iv)バンプエリア及びフラットエリアを有し、前記フラットエリアは前記バンプエリアから外部へ延長して形成され、且つ、前記第１基板の前記第２表面に形成される有機層と、
(v)前記有機層のバンプエリアに形成されて、反射領域と透過領域とを定義し、前記透過領域と前記反射領域が隣接する金属層と、
(vi)前記金属層上及び前記有機層のフラットエリア上に形成される絶縁層、および
(vii)複数の電極と、
を含み、
前記複数の電極は前記絶縁層上に形成され、少なくとも二つの前記電極が前記透過領域に配置されて、前記二つの電極の間に第１間隔を形成し、且つ、少なくとも二つの前記電極が前記反射領域に配置されて、前記二つの電極の間に第２間隔を形成し、前記第２間隔は前記第１間隔より大きく、
（ｂ）前記第２構造は、
(i)第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を有する第２基板と、
(ii)前記第２基板の第２表面上に形成される第２の四分の一波長膜と、
(iii)前記第２の四分の一波長膜上に形成される第２偏光フィルムと、
(iv)前記第２基板の第１表面上に形成されるカラーフィルターと、
を含み、
前記第１構造と前記第２構造は互いに対向して配置され、前記第１構造と前記第２構造との間にセルギャップを形成し、
（ｃ）前記液晶層は、前記第１構造と前記第２構造との間の前記セルギャップに配置される、
ことを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置。  
【請求項２】
前記液晶層は青相状態の液晶を含むことを特徴とする請求項１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２間隔は前記第１間隔の√２倍であることを特徴とする請求項１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項４】
複数の画素を含む半透過半反射型液晶表示装置であって、各前記画素は第１構造、第２構造及び液晶層を備え、
（ａ）前記第１構造は、
(i)第１表面及び前記第１表面に対向して設置される第２表面を有する第１基板と、
(ii)前記第１基板の前記第１表面上に形成される第１の四分の一波長膜と、
(iii)前記第１の四分の一波長膜上に形成される第１偏光フィルムと、
(iv)前記第１基板の前記第２表面上に形成され、バンプエリア及び前記バンプエリアから延伸して形成されたフラットエリアをを有する有機層と、
(v)前記有機層の前記バンプエリア上に形成されて反射領域と前記反射領域と隣接する透過領域とを定義する金属層と、
を含み、
（ｂ）前記第２構造は、
(i)第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を有する第２基板と、
(ii)前記第２基板の前記第２表面上に形成される第２の四分の一波長膜と、
(iii)前記第２の四分の一波長膜上に形成される第２偏光フィルムと、
(iv)前記第２基板の前記第１表面上に形成されるカラーフィルターと、
(vii)前記カラーフィルター上に形成される複数の電極と、
を含み、
前記複数の電極のうち少なくとも二つの電極が前記透過領域に配置されて、前記二つの電極の間の第１間隔を定義し、且つ、少なくとも二つの前記電極が前記反射領域に配置されて、前記二つの電極の間の第２間隔を定義し、前記第２間隔は前記第１間隔より大きく、
また、前記第１構造と前記第２構造は互いに対向して配置され、前記第１構造と前記第２構造との間にセルギャップを形成し、
（ｃ）前記液晶層は前記第１構造と前記第２構造との間の前記セルギャップに配置される、
ことを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶層は青相状態の液晶を含むことを特徴とする請求項４に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２間隔は前記第１間隔の√２倍であることを特徴とする請求項４に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項７】
前記有機層の前記バンプエリアは前記フラットエリアに対して延伸し且つ突き出ることを特徴とする請求項４に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項８】
複数の画素を含む半透過半反射型液晶表示装置であって、各前記画素は、
互いに隣接する反射領域と透過領域を定義するのに用いられる第１構造と、
前記第１構造と隔てて形成されて、前記第１構造との間にセルギャップを形
成する第２構造と、
前記第１構造と前記第２構造との間の前記セルギャップに配置される液晶層と、
前記第１構造及び前記第２構造のいずれかに形成される複数の電極と、
を含み、
前記複数の電極のうち、少なくとも二つの電極が前記透過領域に配置されて、前記二つの電極の間の第１間隔を定義し、且つ、少なくとも二つの前記電極が前記反射領域に配置されて、前記反射領域に配置される二つの電極の間の第２間隔を定義し、前記第２間隔は前記第１間隔より大きい、
ことを特徴とする半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶層は青相状態の液晶を含むことを特徴とする請求項８に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２間隔は前記第１間隔の√２倍であることを特徴とする請求項８に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第１構造は、
第１表面及び前記第１表面に対向する第２表面を有する第１基板と、
前記第１基板の前記第１表面上に形成される第１の四分の一波長膜と、
前記第１の四分の一波長膜に形成される第１偏光フィルムと、
前記第１基板の前記第２表面上に形成され、バンプエリア及び前記バンプエリアから延伸して形成されるフラットエリアを有する有機層と、
前記有機層の前記バンプエリアに形成され、互いに隣接する反射領域と透過領域を定義する金属層と、
を含み、
前記第２構造は、
第１表面及び前記第１表面に対向して設置される第２表面を有する第２基板と、
前記第２基板の前記第２表面上に形成される第２の四分の一波長膜と、
前記第２の四分の一波長膜上に形成される第２偏光フィルムと、
前記第２基板の前記第１表面上に形成されるカラーフィルターと、
を含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１構造が前記金属層上及び前記有機層の前記フラットエリア上に形成される絶縁層を更に含み、前記複数の電極は前記絶縁層上に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数の電極が前記カラーフィルター上に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１４】
前記有機層の前記バンプエリアは前記フラットエリアに対して延伸して突き出ることを特徴とする請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１５】
前記金属層は光を通さないことを特徴とする請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１６】
前記第１偏光フィルムは、左旋円偏光板と右旋円偏光板のうちの一方であり、前記第２偏光フィルムは、前記左旋円偏光板と前記右旋円偏光板のうちの他方であることを特徴とする請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。
【請求項１７】
各前記第１偏光フィルムと各前記第２偏光フィルムは偏光軸を有する線形偏光膜を含み、且つ、前記第１偏光フィルムの前記偏光軸が前記第２偏光フィルムの前記偏光軸に垂直になるように前記第１偏光フィルムと前記第２偏光フィルムを配置する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の半透過半反射型液晶表示装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、液晶表示装置に関し、特に、半透過半反射型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（Liquid crystal display, LCD）は、わずかな電力を用いるだけで高品質の映像を表示することができるため、良く表示装置として使われている。液晶表示装置は一般的に透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置に分けられる。通常、透過型液晶表示装置はバックライトを有して、当該バックライトから発射した透過光を制御することで画面を表示し、反射型液晶表示装置は、外部から入射した光を反射する反射層を有して、当該反射層から反射された光を表示光源として使われて画面を表示させる。
【０００３】
反射型液晶表示装置はバックライトを必要としないため、消費電力を低下させ、液晶表示装置の薄型化及び軽量化において、透過型液晶表示装置より優れている。しかし、反射型液晶表示装置には、暗い環境に置かれた場合、そのコントラスト及び可視性が劣化され、反射型液晶表示装置の周りに光源を設置して表示光源として利用しなければならない欠点がある。
【０００４】
前記欠点を克服するために、透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置の利点を兼備している半透過半反射型液晶表示装置が既に応用されている（米国特許出願公開第２００５／２４３２５１号明細書を参照）。半透過半反射型液晶表示装置は、全ての画素において透過領域と反射領域を持たせ、透過領域はバックライトから光を発射し、また当該バックライトを表示光源として使われ、反射領域は外部から入射される光を反射する反射層を有し、その光を表示光源として使用される。半透過半反射型液晶表示装置を用いることにより、明るい環境に置かれた場合バックライトを消して反射領域を用いて画面を表示させることができるため、消費電力を低下させることができる。また、周りの環境が暗くなった場合、バックライトを点灯させ、透過領域を用いて画面を表示することができる。故に、暗い状態であっても、半透過半反射型液晶表示装置は画面を表示することができる。
【０００５】
一般的に、半透過半反射型液晶表示装置はマルチセルギャップを有するように設計されて、透過領域を透過する光路の長さと反射領域から反射される光の光路の長さが同じように確保させる。前記半透過半反射型液晶表示装置を製造するには、通常より多くのマスクとより多くの加工プロセスが必要である。また、一般的な半透過半反射型横電界スイッチング（In Plane Switching，IPS）の液晶表示装置も一つまたは複数の位相遅延フィルムを有するように設計しなければならない。このように、従来の半透過半反射型液晶表示装置は、製造コストが増加される一方、液晶表示装置のサイズも大きくさせる欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／２４３２５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は、製造が複雑で製造コストが高い等の従来の半透過半反射型液晶表示装置の欠陥を解決した半透過半反射型液晶表示パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の実施例によれば、本願発明は半透過半反射型液晶表示装置を提供する。当該半透過半反射型液晶表示装置は複数の画素を含み、各画素は、第１基板、第１の四分の一波長膜、第１偏光フィルム、有機層、金属層、絶縁層および複数の電極を含む第１構造を有する。第１基板は第１表面および第１表面に対向する第２表面を有し、第１の四分の一波長膜は第１基板の第１表面上に形成され、第１偏光フィルムは第１の四分の一波長膜上に形成される。有機層は第１基板の第２表面上に形成されてバンプエリアとバンプエリアから延伸して形成されたフラットエリアとを含む。金属層は、有機層のバンプエリアに形成されて反射領域と透過領域とを定義し、透過領域と反射領域は隣接する。絶縁層は、金属層上と有機層のフラットエリア上に形成される。複数の電極は絶縁層上に形成され、少なくとも二つの電極が透過領域に配置されて当該二つの電極の間の第１間隔を形成し、且つ、少なくとも二つの電極が反射領域に配置されて当該二つの電極の間の第２間隔を形成し、第２間隔は第１間隔より大きい。本願発明の１例において、第２間隔は第１間隔の√２倍であり、金属層は光を通さず、有機層のバンプエリアはフラットエリアに対して延長し突き出ている。
【０００９】
また、各画素には第２構造も含み、当該第２構造は第２基板、第２の四分の一波長膜、第２偏光フィルム及びカラーフィルターを有する。第２基板は、第１表面と第１表面に対向する第２表面を含む。第２の四分の一波長膜は、第２基板の第２表面上に形成され、第２偏光フィルムは、第２の四分の一波長膜に形成され、カラーフィルターは、第２基板の第１表面上に形成される。前記第１構造と第２構造は互いに対向して配置されて間にセルギャップを形成する。
【００１０】
本願発明の１例において、第１偏光フィルムは左旋円偏光板および右旋円偏光板のうちの一方であり、第２偏光フィルムは左旋円偏光板及び右旋円偏光板のうちの他方方である。また、第１偏光フィルムと第２偏光フィルムは、いずれも線形偏光膜を含み、線形偏光膜は偏光軸を有し、第１偏光フィルムの偏光軸が第２偏光フィルムの偏光軸に垂直となるように第１偏光フィルムと第２偏光フィルムを配置する。
【００１１】
また、各画素はさらに液晶層を含み、前記液晶層は第１構造と第２構造間のセルギャップに配置される。本願発明の１例において、前記液晶層は青相状態の液晶を含む。
【００１２】
前記透過領域は光を順次に伝送させ、その伝送順次は下記の通りである。まず、光は第１構造を透過し、続いて液晶層を透過した後、第２構造を透過して光の透過経路を定義する。前記反射領域において、光は第２構造から入射され、次に液晶層を透過した後、金属層により反射されて、液晶層から第２構造まで逆方向に透過させて光の反射経路を定義する。本願発明の１例において、反射光の光路の長さは透過光の光路の長さと実質的に同じである。
【００１３】
本願発明の別の実施例によれば、本願発明は半透過半反射型液晶表示装置を提供する。前記半透過半反射型液晶表示装置は複数の画素を含み、各画素は第１構造、第２構造と液晶層を有する。
【００１４】
（ａ）前記第１構造は第１基板、第１の四分の一波長膜、第１偏光フィルム、有機層および金属層を含む。第１基板は第１表面と第１表面に対向する第２表面を有する。第１の四分の一波長膜は第１基板の第１表面上に形成され、第１偏光フィルムは第１の四分の一波長膜上に形成される。有機層は第１基板の第２表面上に形成されて、バンプエリアとバンプエリアから外へ伸びて形成されたフラットエリアとを含む。金属層は、有機層のバンプエリアに形成されて反射領域と透過領域をと定義し、透過領域と反射領域は隣接する。
【００１５】
（ｂ）前記第２構造は第２基板、第２の四分の一波長膜、第２偏光フィルム、カラーフィルターおよび複数の電極を含む。第２基板は第１表面と第１表面に対向する第２表面を有する。第２の四分の一波長膜は第２基板の第２表面上に形成され、第２偏光フィルムは第２の四分の一波長膜に形成される。カラーフィルターは第２基板の第１表面上に形成され、複数の電極はカラーフィルター上に形成される。また、前記複数の電極のうち少なくとも二つの電極が透過領域に配置されて、当該二つの電極の間に第１間隔を形成し、且つ、少なくとも二つの電極が反射領域に配置されて、当該二つの電極の間に第２間隔を形成し、第２間隔は第１間隔より大きい。前記第１構造と第２構造は互いに対向して配置されて間のセルギャップを定義する。
【００１６】
（ｃ）前記液晶層は第１構造と第２構造との間のセルギャップに配置される。
【００１７】
本願発明の１例において、第２間隔は第１間隔の√２倍であり、液晶層は青相状態の液晶を含み、有機層のバンプエリアはフラットエリアに対して延長し突き出ており、且つ、金属層は光を通さない。
【００１８】
本願発明の１例において、第１偏光フィルムは左旋円偏光板および右旋円偏光板のうちの一方であり、第２偏光フィルムは左旋円偏光板および右旋円偏光板のうちの他方である。また、第１偏光フィルムと第２偏光フィルムはいずれも線形偏光膜を含み、線形偏光膜は偏光軸を有し、第１偏光フィルムの偏光軸が第２偏光フィルムの偏光軸に垂直になるように第１偏光フィルムと第２偏光フィルムを配置される。
【００１９】
前記透過領域は光を順次に伝送させ、その伝送順次は下記の通りである。まず、光は第１構造を透過し、続いて液晶層を透過し、その後第２構造を透過して光の透過経路を定義する。前記反射領域において、光は第２構造から入射され、次に液晶層を透過し、その後、金属層によって反射され、液晶層から第２構造まで逆方向に透過されて光の反射経路を定義する。本願発明の１例において、反射光の光路の長さは透過光の光路の長さと実質的に同じである。
【００２０】
本願発明のさらに別の実施例によれば、本願発明は半透過半反射型液晶表示装置を提供する。前記半透過半反射型液晶表示装置は複数の画素を含み、各画素は第１構造、第２構造、液晶層および複数の電極を有する。第１構造は反射領域と透過領域を定義するのに用いられ、当該透過領域と反射領域は隣接する。第２構造は第１構造と分かれてセルギャップを定義し、セルギャップは第１構造と第２構造との間に位置する。液晶層は第１構造と第２構造との間のセルギャップに配置される。前記複数の電極は第１構造と第２構造のうちの一方に形成され、且つ、少なくとも二つの電極が透過領域に配置されて当該二つの電極の間の第１間隔を形成し、また、少なくとも二つの電極が反射領域に配置されて当該二つの電極の間の第２間隔を形成し、第２間隔は第１間隔より大きく、なお、第２間隔が第１間隔の√２倍であることが好ましい。本願発明の１例において、液晶層は青相状態の液晶を有する。
【００２１】
前記透過領域は光を順次に伝送させ、その伝送順次は下記の通りである。まず、光は第１構造を透過し、続いて液晶層を透過し、その後、第２構造を透過して光の透過経路を定義する。前記反射領域おいて、光は第２構造から入射され、次に液晶層を透過し、その後、金属層によって反射されて、液晶層から第２構造まで逆方向に透過されて光の反射経路を定義する。本願発明の１例において、反射光の光路の長さは透過光の光路の長さと実質的に同じである。
【００２２】
本願発明の１例において、前記第１構造は第１基板、第１の四分の一波長膜、第１偏光フィルム、有機層と金属層を含む。第１基板は第１表面と第１表面に対向する第２表面を有する。第１の四分の一波長膜は第１基板の第１表面上に形成され、第１偏光フィルムは第１の四分の一波長膜に形成される。有機層は第１基板の第２表面上に形成されてバンプエリアとバンプエリアから外へ伸びて形成されたフラットエリアとを含む。金属層は有機層のバンプエリアに形成されて反射領域と透過領域を定義し、透過領域と反射領域は隣接する。また、有機層のバンプエリアはフラットエリアに対して延長し突き出ており、金属層は光を通さない。
【００２３】
また、前記第２構造は第２基板、第２の四分の一波長膜、第２偏光フィルムとカラーフィルターを含む。第２基板は第１表面と第１表面に対向する第２表面を有する。第２の四分の一波長膜は第２基板の第２表面上に形成され、第２偏光フィルムは第２の四分の一波長膜に形成され、カラーフィルターは第２基板の第１表面上に形成される。
【００２４】
本願発明の１例において、第１偏光フィルムは左旋円偏光板および右旋円偏光板のうちの一方であり、第２偏光フィルムは左旋円偏光板と右旋円偏光板のうちの他方である。また、第１偏光フィルムと第２偏光フィルムはいずれも線形偏光膜を含み、当該線形偏光膜は偏光軸を有し、第１偏光フィルムの偏光軸と第２偏光フィルムの偏光軸が垂直になるように第１偏光フィルムと第２偏光フィルムを配置する。
【００２５】
本願発明の１例において、第１構造はさらに絶縁層を含み、前記絶縁層は金属層上と有機層のフラットエリア上に形成される。また、複数の電極は絶縁層上に形成される。
【００２６】
本願発明の１例において、複数の電極はカラーフィルター上に形成される。
【００２７】
本願発明の上述した目的、特徴、利点がより一層明確に判るよう、以下に好ましい実施形態を例示し、添付の図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【００２８】
本願発明の添付された図面は下記の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明の１例による半透過半反射型液晶表示装置の画素構造を示す断面図である。
【図２】本願発明の１例による光路を示し、（ａ）はオフ状態で、図１に示す画素透過領域を透過する光の光路を示す概略図であり（ｂ）はオン状態で、図１に示す画素透過領域を透過する光の光路を示す概略図である。
【図３】本願発明の１例による光路を示し、（ａ）はオフ状態で、図１に示す画素反射領域から反射された光の光路を示す概略図であり（ｂ）はオン状態で、図１に示す画素反射領域から反射された光の光路を示す概略図である。
【図４】本願発明の別の実施例による半透過半反射型液晶表示装置の画素構造を示す断面図である。
【図５】本願発明の１例による半透過半反射型液晶表示装置の画素構造の反射バンプ製造工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図１〜図５を参照しながら本願発明の実施例を詳細に説明する。本願発明の目的から本願発明の１例は半透過半反射型液晶表示装置に関する。前記半透過半反射型液晶表示装置は、
（１）青相（blue phase）状態の液晶の特性、即ち、電界を提供しない場合、青相状態の液晶は等方性を有し、電界を提供した場合、青相状態の液晶は異方性を有することと、
（２）複屈折（Δn）と電場（E）の関係式、即ち、当該関係式は下記の通りである：
Δn=λ*K*E2  （カー効果，Kerr  effect）であることと、
（３）円偏光フィルム（circular polarization films，PFs）であることと、
（４）電極の設計、例えば、反射領域における電極間距離（例えば、ｄ２）は透過領域における電極間距離（例えば、ｄ１）より大きく、例えばｄ２がｄ１の√２倍であることと、
を利用している。
【００３１】
図１は本願発明の実施例による半透過半反射型液晶表示装置の画素１００を示す。本願発明の１例において、半透過半反射型液晶表示装置は複数の画素１００を含む。各画素１００は第１構造１１０、第２構造１２０と液晶層１４０を備える。第１構造１１０と第２構造１２０は互いに対向して配置され、第１構造１１０と第２構造１２０との間にはセルギャップ（cell gap）１３０が形成され、液晶層１４０は第１構造１１０と第２構造１２０との間のセルギャップ１３０に配置される。また、液晶層１４０は青相状態の液晶により形成されることができる。第１構造１１０によって画素１００の反射領域１３１と透過領域１３２との境界定め、透過領域１３２と反射領域１３１は隣接する。透過領域１３２は光を順次に伝送させ、その伝送順番は下記の通りである。まず、光は第１構造１１０を透過し、続いて液晶層１４０を透過した後、第２構造１２０を透過して光の透過経路を定義する。反射領域１３１は光を第２構造１２０から入射させてから、液晶層１４０を透過し、その後、金属層１１４により光を反射し、光を液晶層１４０から第２構造１２０まで逆方向に透過させて光の反射経路を定義する。
【００３２】
具体的に、第１構造１１０は第１基板１１９、第１の四分の一波長膜１１２、第１偏光フィルム１１１、有機層１１３、金属層１１４、絶縁層１１５および複数の電極１１６と１１７を含む。第１基板１１９は第１表面１１９ａと第１表面１１９ａに対向する第２表面１１９ｂとを含む。第１の四分の一波長膜１１２は第１基板１１９の第１表面１１９ａ上に形成され、第１偏光フィルム１１１は第１の四分の一波長膜１１２上に形成される。有機層１１３は、バンプエリア１１３ａとバンプエリア１１３ａから外へ伸びて形成されたフラットエリア１１３ｂを含み、当該有機層１１３は第１基板１１９の第２表面１１９ｂ上に形成される。金属層１１４は有機層１１３のバンプエリア１１３ａ上に形成されて反射領域１３１と透過領域１３２との境界を定め、また、透過領域１３２と反射領域１３１は隣接する。絶縁層１１５は金属層１１４と有機層１１３のフラットエリア１１３ｂ上に形成される。有機層１１３のバンプエリア１１３ａはフラットエリア１１３ｂに相応して延長し、金属層１１４は光を通さず且つ金属層１１４はアルミニウムまたはその他の金属により形成される。
【００３３】
さらに、複数の電極１１６と１１７は絶縁層１１５上に形成され、そのうち、少なくとも二つの電極１１６が透過領域１３２に配置され、且つ、少なくとも二つの電極１１７が反射領域１３１に配置される。電極１１６と１１７はインジウムスズ酸化物（indium tin oxide，ITO）により形成されるのが好ましい。本願発明の実施例によれば、反射領域１３１における少なくとも二つの電極１１７の間の第２間隔ｄ２は、透過領域１３２における少なくとも二つの電極１１６の間の第１間隔ｄ１より大きい。第１間隔ｄ１と第２間隔ｄ２は電極に提供する電界強度を定めるので、液晶層１４０の液晶の複屈折Δnが反射領域１３１により反射された反射光の光路の長さを定め、且つ、透過領域１３２を透過する透過光の光路の長さも定める。本願発明の１例において、第２間隔ｄ２は第１間隔ｄ１の√２倍である。そのため、反射領域１３１により反射された反射光の光路の長さと透過領域１３２を透過する透過光の光路の長さは同じである。本願発明の１例によれば、半透過半反射型液晶表示装置の画素１００を設計する場合、位相遅延フィルムとマルチセルギャップを設計しなくても良い。
【００３４】
また、第２構造１２０は第２基板１２９、第２の四分の一波長膜１２２、第２偏光フィルム１２１とカラーフィルター１２３を含む。第２基板１２９は第１表面１２９ａと第１表面１２９ａに対向する第２表面１２９ｂとを有する。第２の四分の一波長膜１２２は第２基板１２９の第２表面１２９ｂ上に形成され、第２偏光フィルム１２１は第２の四分の一波長膜１２２上に形成され、カラーフィルター１２３は第２基板１２９の第１表面１２９ａ上に形成される。
【００３５】
本願発明の１例において、第１偏光フィルム１１１は左旋円偏光板および右旋円偏光板のうちの一方であり、第２偏光フィルム１２１は左旋円偏光板と右旋円偏光板のうちの他方である。また、第１偏光フィルム１１１と第２偏光フィルム１２１はいずれも線形偏光フィルムを含み、第１偏光フィルム１１１と第２偏光フィルム１２１は垂直に配置される。
【００３６】
本願発明の１例において、第１基板１１９と第２基板１２９はガラスにより形成され、第１偏光フィルム１１１と第２偏光フィルム１２１、第１の四分の一波長膜１１２と第２の四分の一波長膜１２２、有機層１１３、絶縁層１１５及びカラーフィルター１２３は光（例えば、光線または光波）透過性の素材により形成される。
【００３７】
図２と図３はそれぞれ本願発明の１例による光線の光路を示し、例えば、図１に示す画素１００の透過領域１３２を透過する光の光路と光線が図１に示す画素１００の反射領域１３１により反射される光の光路を示す。本実施例において、第１偏光フィルム１１１の偏光（透過）軸１１１ａは水平方向であり、第２偏光フィルム１２１の偏光軸１２１ａは垂直方向である。また、第１の四分の一波長膜１１２の偏光軸１１２ａと第１偏光フィルム１１１の偏光軸１１１ａは約４５度の角度を形成し、第２の四分の一波長膜１２２の偏光軸１２２ａと第１偏光フィルム１１１の偏光軸１１１ａは約１３５度の角度を形成する。
【００３８】
図２における（ａ）の部分は本願発明の１例による画素１００の透過領域１３２を透過する光の光路を示す。本実施例において、液晶に提供される電界が無いため、液晶は等方性を表し、すなわち、オフ状態である。光線１５１が第１偏光フィルム１１１を透過した時、光線は水平方向線形偏光になる。続いて、線形偏光は第１の四分の一波長膜１１２を通過して左旋（または、右旋）円偏光になり、前記左旋（または、右旋）円偏光は液晶１４０を透過した後、依然として左旋（または、右旋）円偏光である。そして、前記左旋（または、右旋）円偏光が第２の四分の一波長膜１２２を透過した後、水平方向線形偏光になる。続いて、水平方向線形偏光が第２偏光フィルム１２１まで進み、第２偏光フィルム１２１により遮断されるため、第２偏光フィルム１２１を透過する光はない。
【００３９】
図２における（ｂ）の部分は、本願発明の１例による画素１００の透過領域１３２を透過する光の光路を示す。本実施例において、液晶に電界を提供したため、液晶は異方性を表し、すなわち、オン状態である。ここで、液晶セルは二分の一の位相遅延を有する。光線１５１が第１偏光フィルム１１１を通過した時、光線は水平方向線形偏光になり、当該線形偏光が第１の四分の一波長膜１１２を通過して左旋（または、右旋）円偏光になり、前記左旋（または、右旋）円偏光は液晶１４０を通過した後、右旋（または、左旋）円偏光になる。そして、前記右旋（または、左旋）円偏光が第２の四分の一波長膜１２２を通過した後、光線が垂直方向線形偏光になり、当該垂直方向線形偏光は第２偏光フィルム１２１まで進み、当該第２偏光フィルム１２１を通過する。
【００４０】
図３における（ａ）の部分は本願発明の１例による画素１００の反射領域１３１により反射された光の光路を示す。本実施例において、液晶に提供される電界が無いため、液晶は等方性を表し、すなわち、オフ状態である。光線１５２が第２偏光フィルム１２１を通過した時、光線は水平方向線形偏光になり、当該線形偏光は第２の四分の一波長膜１２２を通過して左旋（または、右旋）円偏光になり、前記左旋（または、右旋）円偏光は液晶１４０を通過した後も依然として左旋（または、右旋）円偏光である。そして、前記左旋（または、右旋）円偏光が金属層１１４まで進んで、金属層１１４によって左旋（または、右旋）円偏光を反射するとともに、それを右旋（または、左旋）円偏光に変換させる。右旋（または、左旋）円偏光は液晶１４０を通過した後も依然として右旋（または、左旋）円偏光である。続いて、当該右旋（または、左旋）円偏光が第２の四分の一波長膜１２２を通過して垂直方向線形偏光になる。そして、垂直方向線形偏光が第２偏光フィルム１２１まで進み、当該第２偏光フィルム１２１により遮断されるため、第２偏光フィルム１２１を通過する光線はない。
【００４１】
図３における（ｂ）の部分は本願発明の１例による画素１００の反射領域１３１により反射された光の光路を示す。本実施例において、電界を液晶に提供したため、液晶が異方性を表し、すなわち、オン状態である。光線１５２が第２偏光フィルム１２１を通過した時、光線は水平方向線形偏光になり、当該線形偏光は第２の四分の一波長膜１２２を通過して左旋（または、右旋）円偏光になり、前記左旋（または、右旋）円偏光は液晶１４０を通過した後、線形偏光になる。そして、線形偏光が金属層１１４まで進んで、金属層１１４から線形偏光を反射し、反射した後も依然として線形偏光である。続いて、線形偏光が液晶１４０を通過した後、左旋（または、右旋）円偏光になり、その後、左旋（または、右旋）円偏光が第２の四分の一波長膜１２２を通過して水平方向線形偏光になり、この水平方向線形偏光は第２偏光フィルム１２１まで進み、第２偏光フィルム１２１を通過する。
【００４２】
本願発明の１例において、液晶がオン状態にある場合、反射領域１３１により反射された反射光の光路の長さと透過領域１３２を透過する透過光の光路の長さは同じである。それによって、画素１００中の反射領域１３１と透過領域１３２のV-T（電圧―透過率）曲線を同様にさせる。
【００４３】
図４は本願発明の別の実施例による半透過半反射型液晶表示装置の画素４００の構造を示す断面図である。画素４００は、第１構造４１０、第２構造４２０および液晶層４４０を含む。第２構造４２０は、第１構造４１０と分かれてセルギャップ４３０を定義し、セルギャップ４３０は第１構造４１０と第２構造４２０との間に位置する。液晶層４４０は、第１構造４１０と第２構造４２０との間のセルギャップ４３０に配置されて青相状態の液晶により形成されることが好ましい。第１構造４１０は反射領域４３１と透過領域４３２を定義するのに用いられ、透過領域４３２は反射領域４３１と隣接する。透過領域４３２は光線を順次に伝送させ、その伝送順次は下記の通りである。まず、光線は第１構造４１０を透過し、続いて液晶層４４０を透過し、その後、第２構造４２０を透過して光線の透過経路を定義する。反射領域４３１は、光線を第２構造４２０から入射させ、次に液晶層４４０を透過し、その後、金属層４１４によって反射され、液晶層４４０から第２構造４２０まで逆方向に透過させて光線の反射経路を定義する。
【００４４】
図４に示すように、第１構造４１０は第１基板４１９、第１の四分の一波長膜４１２、第１偏光フィルム４１１、有機層４１３、金属層４１４を含む。第１基板４１９は第１表面４１９ａと第１表面４１９ａに対向する第２表面４１９ｂを有する。第１の四分の一波長膜４１２は、第１基板４１９の第１表面４１９ａ上に形成され、第１偏光フィルム４１１は第１の四分の一波長膜４１２上に形成される。有機層４１３はバンプエリア４１３ａとバンプエリア４１３ａから外へ伸びて形成されたフラットエリア４１３ｂとを含み、且つ、当該有機層４１３は第１基板４１９の第２表面４１９ｂ上に形成される。金属層４１４は、有機層４１３のバンプエリア４１３ａ上に形成されて反射領域４３１と透過領域４３２を定義し、透過領域４３２は反射領域４３１と隣接する。さらに、有機層４１３のバンプエリア４１３ａはフラットエリア４１３ｂに相応して延長し、金属層４１４は光を通さず、且つ、アルミニウムまたはその他の金属により形成される。
【００４５】
また、第２構造４２０は第２基板４２９、第２の四分の一波長膜４２２、第２偏光フィルム４２１とカラーフィルター４２３を含む。第２基板４２９は第１表面４２９ａと第１表面４２９ａに対向する第２表面４２９ｂを有する。第２の四分の一波長膜４２２は第２基板４２９の第２表面４２９ｂ上に形成され、第２偏光フィルム４２１は第２の四分の一波長膜４２２上に形成される。カラーフィルター４２３は第２基板４２９の第１表面４２９ａ上に形成される。複数の電極４２６と４２７は、カラーフィルター４２３上に形成され、そのうち、少なくとも二つの電極４２６が透過領域４３２に配置され、且つ、少なくとも二つの電極４２７が反射領域４３１に配置される。本願発明の実施例によれば、反射領域４３１における少なくとも二つの電極４２７の間の第２間隔ｄ２は、透過領域４３２における少なくとも二つの電極４２６の間の第１間隔ｄ１より大きい。即ち、ｄ２はｄ１より大きく、且つ、ｄ２はｄ１の√２倍であることが好ましい。
【００４６】
本願発明の１例において、第１偏光フィルム４１１は左旋円偏光板と右旋円偏光板のうちの一方であり、第２偏光フィルム４２１は左旋円偏光板と右旋円偏光板のうちの他方である。さらに、第１偏光フィルム４１１と第２偏光フィルム４２１はいずれも線形偏光膜を含み、また、第１偏光フィルム４１１と第２偏光フィルム４２１は垂直に配置される。
【００４７】
画素１００と画素４００の製造工程において、有機層のバンプは、TFTアレイプロセス（例えば、ゲート電極（GE）の形成、非晶質シリコン層（AS）の形成、ソース電極（SD）の形成および保護層（BP）の形成）の後に形成される。ITO電極はバンプの製造工程後（アルミニウム金属層を形成する前またはその後、アルミニウムも電極として利用できる）に形成される。
【００４８】
図５は本願発明の１例による画素構造の反射バンプの製造工程を示す概略図である。前記反射バンプの製造工程は下記の通りである。まず、図５の（ａ）の部分に示すように、有機層５１３をガラス基板５１９上に塗布する。次に、図５の（ｂ）の部分と図５の（ｃ）の部分に示すように、露光と現像のプロセスを順次に有機層５１３上にて行って異なる高さを有する有機構造５１３ｃを形成する。図５の（ｄ）の部分に示すように、有機構造５１３ｃは、焼成、リフローと平坦化を通じて有機バンプ５１３ａを形成しており、有機バンプ５１３ａは約１０°の積層を有する。そして、図５の（ｅ）の部分に示すように、反射金属（例えば、アルミニウム）はバンプ５１３ａ上にスパッタされて反射層／反射表面５１４を形成する。
【００４９】
以上、本願発明の好適な実施例について述べたが、本願発明は、上記実施例によって限定されるものではなく、当業者であれば誰でも本願発明の精神及び範囲を逸脱しない限り、各種の変動や潤色を加えることができる。従って、本願発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載された内容を基準とする。
【符号の説明】
【００５０】
１００    画素
１１０    第１構造
１１１    第１偏光フィルム
１１１ａ  偏光軸
１１２    第１の四分の一波長膜
１１２ａ  偏光軸
１１３    有機層
１１３ａ  バンプエリア
１１３ｂ  フラットエリア
１１４    金属層
１１５    絶縁層
１１６    電極
１１７    電極
１１９    第１基板
１１９ａ  第１表面
１１９ｂ  第２表面
１２０    第２構造
１２１    第２偏光フィルム
１２１ａ  偏光軸
１２２    第２の四分の一波長膜
１２２ａ  偏光軸
１２３    カラーフィルター
１２９    第２基板
１２９ａ  第１表面
１２９ｂ  第２表面
１３０    セルギャップ
１３１    反射領域
１３２    透過領域
１４０    液晶層
１５１    光線
１５２    光線
４００    画素
４１０    第１構造
４１１    第１偏光フィルム
４１２    第１の四分の一波長膜
４１３    有機層
４１３ａ  バンプエリア
４１３ｂ  フラットエリア
４１４    金属層
４１５    絶縁層
４１６    電極
４１７    電極
４１９    第１基板
４１９ａ  第１表面
４１９ｂ  第２表面
４２０    第２構造
４２１    第２偏光フィルム
４２２    第２の四分の一波長膜
４２３    カラーフィルター
４２９    第２基板
４２９ａ  第１表面
４２９ｂ  第２表面
４３０    セルギャップ
４３１    反射領域
４３２    透過領域
４４０    液晶層
５１３    有機層
５１３ａ  有機バンプ
５１３ｃ  有機構造
５１４    反射層／反射表面
５１９    ガラス基板
【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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