(57)【要約】【課題】干渉による色付きを少なくし、理想的な反射特性を得ることができる表示品位が良好な液晶表示装置を提供する。【解決手段】隣接する六角格子の格子並進ベクトルは所定角度ずつ変化するように凸パターン２０をそれぞれ配設する。一画素である反射画素電極１９の両端辺に位置する六角格子のそれぞれ対応する格子並進ベクトルのなす角αが曲率中心Ｏから見たときたとえば約６０°となるように配置する。全体として凸パターン２０の配置に２次元的な周期性が少なくなるので、干渉による色付きを抑える。凸パターン２０の間隔を一定にできるので、凸パターン２０の間隔分布の最大となる間隔を最適な傾斜角度分布の得られる凸パターン２０の間隔に合わせることによって、理想的な傾斜角度分布となる。【選択図】　　　　図１
2004029762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ同一形状の複数の散乱光形成手段が、複数の六角格子の格子点に配設され、互いに隣接する前記六角格子の格子並進ベクトルが所定角度回転されてなる
ことを特徴とする反射体。
【請求項２】
散乱光形成手段は、曲面状に突出して形成され中心が六角格子の格子点にそれぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の反射体。
【請求項３】
両端に位置する六角格子間で対応するそれぞれの格子並進ベクトルは、６０°回転している
ことを特徴とする請求項１または２記載の反射体。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載の反射体で形成された画素電極と、
この画素電極に従い表示させる液晶層と
を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示品位を向上させる反射体および液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ、テレビ、ワードプロセッサあるいは携帯電話などへの液晶表示装置の応用がさらに進展し、小型化、省電力化および低コスト化などのさらなる高機能化に対する要望がある。これらの要望を満たすべく、バックライトを用いずに外部から入射した周囲光を反射させて表示する反射型液晶表示装置や、透過機能と反射機能との両方を兼ね備えた反射透過型液晶表示装置の開発が進んでいる（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
また、これらの液晶表示装置を反射で使用する場合には、どれだけ周囲光を効率良く利用して表示面を明るくできるかということが重要である。このため、液晶表示装置に搭載される反射板は、あらゆる角度から入射する周囲光を効率良く利用して、最適な反射特性を有するようにされている。
【０００４】
そして、たとえば図８に示すように、反射板１の表面に、直径３μｍないし２０μｍ程度、高さ０．３μｍないし１．２μｍ程度の曲面状に突出した散乱光を形成する散乱光形成手段としての凸パターン２を、中心が六角格子となるように６０°の角度をなす並進ベクトルに従い、距離が一定で規則正しく配設する。このように、凸パターン２を配設すると正反射に加え散乱光が生ずるために反射特性は最適となるが、干渉による色付きが発生してしまう。
【０００５】
そこで、たとえば図９に示すように、凸パターン２をランダムに配置し、散乱光を一定範囲内の領域に集光したり、特定方向から観察した場合の散乱光強度を高めている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−３６７１５号公報（第２頁−第３頁、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この図９に示すように、凸パターン２をランダムに配列した反射板１では正反射の領域が多くなり、十分に明るい表示が得られていない。また、表示画面に光源が映り込むので観察者は光源を視野の外に追いやるため、実際には正反射部分は表示の明るさに寄与せず、結果として暗く感じてしまう。
【０００８】
すなわち、反射板１の正反射領域の面積は凸パターン２の間隔に依存する。
【０００９】
ここで、図９の領域Ａは図１０、領域Ｂは図１１、領域Ｃは図１２の断面図を示している。まず、図１０に示す領域Ａのように凸パターン２と凸パターン２との間隔が約１０μｍ程度で正反射部分はほとんどない。一方、図１１に示す領域Ｂのように隣接する凸パターン２と凸パターン２との間隔が約８μｍと狭い場合は、凸部同士が重なり合うため傾斜角は緩やかになり、正反射付近の成分が増加する。さらに、図１２に示す領域Ｃのように隣接する凸パターン２と凸パターン２との間隔が約１２μｍと広い場合は、凸パターン２間に平らな領域ができるため、正反射領域が増加する。
【００１０】
したがって、干渉による色付きを発生することなく、正反射の領域を小さく抑えるには、最適な凸パターン２の間隔の存在率を増やす必要がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、干渉による色付きを少なくし、理想的な反射特性を得ることができる表示品位が良好な反射体および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ほぼ同一形状の複数の散乱光形成手段が、複数の六角格子の格子点に配設され、互いに隣接する前記六角格子の格子並進ベクトルが所定角度回転されてなるもので、散乱光形成手段の２次元的な周期性の配置が少なくなるため、干渉による色付きが抑えられるとともに、散乱光形成手段の間隔を一定にして散乱光形成手段の間隔を最適な傾斜角度分布の得られる間隔に合わせることによって、明るく均一性に優れた良好な表示品位となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の反射型の液晶表示装置を図面を参照して説明する。
【００１４】
この反射型の液晶表示装置は、図２に示すように、マトリクスアレイ基板１１を有し、このマトリクスアレイ基板１１は高歪点ガラス基板や石英基板などの絶縁性基板であるガラス基板１２を有し、このガラス基板１２上にはガラスコート層１３を介して絶縁膜１４が形成されている。
【００１５】
また、この絶縁膜１４上には信号線１５が複数本平行に配設され、この信号線１５に対して絶縁された状態で信号線１５に対して直交する方向に図示しない走査線が複数本平行に配設され、これら信号線１５および走査線の交差する部分にはスイッチング素子となる薄膜トランジスタが配設されている。
【００１６】
さらに、信号線１５を含む絶縁膜１４上には、透明保護絶縁膜１６が配設されている。
【００１７】
そして、この透明保護絶縁膜１６上には、有機樹脂絶縁膜１７が配設され、この有機樹脂絶縁膜１７の信号線１５および走査線で囲われたマトリクス状のそれぞれの部分の表面には、凸部１８ａおよび凹部１８ｂが形成される凸パターン１８が形成されている。
【００１８】
さらに、この有機樹脂絶縁膜１７上の凸パターン１８の位置する部分には、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）あるいは銀（Ａｇ）などの金属膜の反射体である反射画素電極１９が図示しない薄膜トランジスタに対応してマトリクス状に形成され、これら反射画素電極１９には有機樹脂絶縁膜１７の凸パターン１８に対応して凸部２０ａおよび凹部２０ｂが形成される散乱光形成手段としての凸パターン２０が形成されている。
【００１９】
そして、この凸パターン２０は、図１に示すように、各凸パターン２０は、一画素を構成する反射画素電極１９の内部の複数の六角格子の格子点に配置されている。また、隣接する六角格子の格子並進ベクトルは所定角度ずつ変化するように凸パターン２０がそれぞれ配設され、これにより一画素である反射画素電極１９の両端辺に位置する六角格子のそれぞれ対応する格子並進ベクトルのなす角αが曲率中心Ｏから見たときたとえば約６０°となるように配置される。
【００２０】
また、有機樹脂絶縁膜１７上には配向膜２１が配設され、凸パターン２０および有機絶縁膜１７は配光膜により覆われる。
【００２１】
一方、マトリクスアレイ基板１１に対向して、対向基板２２が配設されている。
【００２２】
この対向基板２２は、同様に高歪点ガラス基板や石英基板などの絶縁性基板であるガラス基板２３を有し、このガラス基板２３上にはカラーフィルタ２４が配設され、このカラーフィルタ２４上には対向電極２５が配設され、この対向電極２５上には配向膜２６が配設されている。
【００２３】
そして、マトリクスアレイ基板１１の配向膜２１および対向基板２２の配向膜２６とを対向させ、マトリクスアレイ基板１１および対向基板２２間に液晶を挟持して液晶層２７を形成して、液晶表示装置を形成する。
【００２４】
ここで、凸パターン２０を有する反射画素電極１９の形成方法について、図３ないし図７を参照して説明する。
【００２５】
まず、図３に示すように、透明保護絶縁膜１６上に、ポジ型感光性樹脂の有機樹脂絶縁膜１７をマトリクスアレイ基板１１の全面にスピンコート法などによって１μｍないし４μｍ程度塗布する。
【００２６】
次に、図４に示すように、マトリクスアレイ基板１１をプリベークした後、円形の遮光部３１の中心が図１に示すように六方格子の格子並進ベクトルが６０°回転して歪んだ格子点に配置されたフォトマスク３２を用いて露光する。そして、反射画素電極１９の凸パターン２０を形成するための有機樹脂絶縁膜１７の凸パターン１８の凹凸の形状や密度は、フォトマスク３２の開口部の形状、密度および露光量などによって制御でき、たとえばフォトマスク３２の遮光部３１の円の直径を５μｍ程度、隣接する円の中心の間隔が９．５μｍないし１０．５μｍの範囲となるように配置した。なお、露光量は１０ｍＪないし２００ｍＪとした。
【００２７】
そして、この露光された有機樹脂絶縁膜１７を現像することにより、図５に示すように、有機樹脂絶縁膜１７の表面に微細な凸部１８ｃと凹部１８ｄが形成される。なお、露光量を１０ｍＪないし２００ｍＪとしてあるので、凹部１８ｄの底部は透明保護絶縁膜１６の表面まで到達しない。
【００２８】
その後、図６に示すように、このマトリクスアレイ基板１１を加熱処理することにより、凹部１８ｄおよび凸部１８ｃの角がとれ、滑らかな凹部１８ｂおよび凸部１８ａを有する凸パターン１８が形成される。
【００２９】
次に、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）あるいは銀（Ａｇ）などの金属膜をスパッタリング法により１００ｎｍ程度成膜し、図７に示すように、フォトエッチング法により所定の形状にパターニングして、反射画素電極１９を形成する。このように、凸パターン１８が形成された有機樹脂絶縁膜１７上に、反射画素電極１９を形成することにより、反射画素電極１９には有機樹脂絶縁膜１７上に形成された凸パターン１８に対応した凸パターン２０が形成される。
【００３０】
そして、反射画素電極１９および対向電極２５間に電圧を印加することにより、液晶層２７を駆動させて表示する。
【００３１】
上記実施の形態によれば、凸パターン２０が隣接する六角格子の格子並進ベクトルが所定角度ずつ変化するように配置されているため、格子並進ベクトルが全方向にわたって均一に分布して、全体として凸パターン２０の配置に２次元的な周期が少なくなるので、干渉による色付きが抑えられるとともに、凸パターン２０の間隔を一定にできる。そこで、凸パターン２０の間隔分布の最大となる間隔を最適な傾斜角度分布の得られる凸パターン２０の間隔に合わせることによって、理想的な傾斜角度分布となる。さらに、反射画素電極１９の凸パターン２０で表示画面に光源が映り込みにくいため、観察者は光源を視野の外に追いやることもなくなり、凸パターン２０が位置しない反射画素電極１９の正反射部分は表示の明るさに寄与し、非常に明るく感じる。
【００３２】
なお、反射体の両端辺に位置する六角格子のそれぞれ対応する格子並進ベクトルのなす角αが曲率中心Ｏから見たとき約６０°となるようにすることにより、より効果的に色付きを抑制できる。また、この角αは、６０°±８．６°の範囲内に設定され、この範囲内に設定することにより凸パターン２０を形成しやすく、かつ、格子並進ベクトルの分布を十分均一にできる。
【００３３】
また、反射画素電極１９の表面の凹凸の形状や密度は、フォトマスク３２の開口部の形状、密度あるいは露光量などによって任意に制御できる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、反射型の液晶表示装置について説明したが、反射透過型の液晶表示装置に用いても同様の効果を奏する。
【００３５】
また、反射画素電極１９に凸パターン２０を形成したが、同様の配置で凹パターンを形成した場合にも同様の効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、散乱光形成手段を六角格子の格子並進ベクトルが所定角度回転した格子点にそれぞれ配置されることにより、散乱光形成手段の２次元的な周期性の配置が少なくなるため、干渉による色付きが抑えられるとともに、散乱光形成手段の間隔を一定にして散乱光形成手段の間隔を最適な傾斜角度分布の得られる間隔に合わせることによって、明るく均一性に優れた良好な表示品位にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の反射画素電極を示す平面図である。
【図２】同上液晶表示装置を示す断面図である。
【図３】同上反射画素電極の一形成工程を示す断面図である。
【図４】同上反射画素電極の図３の次の形成工程を示す断面図である。
【図５】同上反射画素電極の図４の次の形成工程を示す断面図である。
【図６】同上反射画素電極の図５の次の形成工程を示す断面図である。
【図７】同上反射画素電極の図６の次の形成工程を示す断面図である。
【図８】従来例の凸パターンが六角格子上に位置する反射画素電極を示す平面図である。
【図９】従来例の凸パターンがランダムに位置する反射画素電極を示す平面図である。
【図１０】図９に示す反射画素電極のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図９に示す反射画素電極のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【図１２】図９に示す反射画素電極のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。
【符号の説明】
１９　　反射体としての反射画素電極
２０　　散乱光形成手段としての凸パターン
２７　　液晶層
【図１】
2004029762.tif 000003
【図２】
2004029762.tif 000004
【図３】
2004029762.tif 000005
【図４】
2004029762.tif 000006
【図５】
2004029762.tif 000007
【図６】
2004029762.tif 000008
【図７】
2004029762.tif 000009
【図８】
2004029762.tif 000010
【図９】
2004029762.tif 000011
【図１０】
2004029762.tif 000012
【図１１】
2004029762.tif 000013
【図１２】
2004029762.tif 000014