(57)【要約】【課題】　強い輝線を有する発光効率の高い光源を用いても干渉縞の発生を抑制できて、表示品質を向上でき、しかも生産性の高い液晶表示素子を提供する。【解決手段】　透明電極層６を有する透明電極基板２と、複数の画素電極１０Ａが形成された画素電極層１０を有する集積回路基板３とを対向配置し、前記両基板間に液晶層を封止してなる液晶表示素子において、前記透明電極基板の対向面側全面に、干渉縞の発生を抑制するため、前記画素電極の一画素の面積以上の大きさの凹凸を備える。これにより、セルギャップが不均一なために発生する干渉縞が基板の表面に設けた凹凸によって局部的にその発生条件が崩されて消失し、その結果、干渉縞が基板の表面で細かく分断された状態となり、投射映像中に視認し難くなる効果を有する。【選択図】　図２
2004145306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極層を有する透明電極基板と、複数の画素電極が形成された画素電極層を有する集積回路基板とを対向配置し、前記両基板間に液晶層を封止してなる液晶表示素子において、
前記透明電極基板の対向面側全面に、干渉縞の発生を抑制するため、前記画素電極の画素ピッチの１倍から４倍までの凹凸ピッチの段差を備えてなることを特徴とする液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に係り、特に液晶表示素子の透明電極層と液晶層との界面において生じる反射光に起因した干渉縞の発生を抑制するようにした液晶表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータ映像を拡大して表示するプレゼンテーションの用途や、迫力ある大画面のビデオ映像を表示するホームシアターの用途に供する液晶プロジェクタの使用機会が増えてきた。特に、液晶プロジェクタに適用される表示素子であって、液晶層、画素電極層及びそれを駆動する駆動回路を階層的に形成した反射型の液晶表示素子は、画素密度を上げても高い開口率が維持できることから、高輝度、高解像度の素子として注目される（特許文献１、２、３）。
図１０は従来の反射型の液晶表示素子の概略構成を模式的に示した断面図である。図１０において、反射型の液晶表示素子１２は、互いに所定の間隔を有して貼り合わされた透明電極基板２と集積回路基板（以下、ＩＣ基板ともいう）３との間に注入された液晶層４とからなる。上記透明電極基板２は、透明ガラス基板５の下面に順次積層された透明電極層６と、第１配向膜７とからなる。
【０００３】
一方、ＩＣ基板３は、シリコン基板８上に順次積層されたアクティブマトリクス駆動回路９と、多数の画素電極１０Ａを縦横にマトリクス状に配列してなる画素電極層１０と、第２配向膜１１とからなる。この透明電極基板２とＩＣ基板３とは、第１配向膜７と第２配向膜１１とが対向配置されるように貼り合わされている。
上記液晶表示素子１２の作用について以下に説明する。透明電極基板２側から直線偏光の読出し光を入射させて、液晶層４を通過させ、ＩＣ基板３の画素電極層１０に到達させる。この画素電極層１０上で反射した反射光は前記と同経路を逆進して透明電極基板２から出射し、図示しない投射レンズを介して図示しないスクリーン上に液晶層４で映像信号に応じて光変調を受けた画像を表示する。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，５７０，２１３号明細書
【特許文献２】特開平１１−３３７９３５号公報
【特許文献３】特開平４−９７２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般的に、透明電極基板２における透明電極層６は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電膜が用いられ、この透明導電膜は、屈折率が高く、液晶層４との界面に大きな屈折率差が生じているので、画素電極層１０で反射した読出し光の一部は、界面反射する。このため、液晶層４の厚みムラ（以下、セルギャップムラという）があって光源に輝線がある場合には、界面反射した光と読出し光とによる干渉縞が発生して表示品質を低下させていた。
【０００６】
また、液晶表示素子１２を用いた高輝度の液晶プロジェクタには、光源に発光始動ガスとして水銀が封入された発光効率の高いメタルハライドランプや超高圧水銀ランプが用いられる場合があるが、これらから発せられる光は、可視光域の４４０ｎｍ、５４０ｎｍ、５８０ｎｍ付近に強い輝線を有する。この場合、特に強度が強く視感度の高いところの５４０ｎｍ付近の輝線は干渉縞が目立ち易い。そして、光源の特定輝線による干渉縞の発生を抑制するためには、セルギャップムラをλ／４（λは干渉縞の原因となる光源が有する輝線の波長に相当）以下の精度で制御し、均一性を確保する必要がある。
【０００７】
しかしながら、セルギャップムラをλ／４以下の精度で制御することは原理的に可能であるが量産は困難であった。
また、この界面反射を抑制して干渉縞の発生を抑制する方法として、上記特許文献１には、透明電極層を含む多層反射防止膜を形成する方法が開示されている。しかしながら、高輝度高コントラストなシステムで、この透明電極を含む多層反射防止膜によって界面反射を抑制するためには、反射率が０．１％以下となるように膜厚を高精度で制御し、多層形成しなければならず、コストアップを生じていた。
【０００８】
更に、上記した多層反射防止膜は、非導電性の光学薄膜を多層化したものであるので、この光学薄膜で透明電極を覆った場合には、印加電界に直流成分が存在すると、電荷が光学薄膜に蓄積され、液晶層に、いわゆる焼き付き現象を生じることがあった。
また、上記特許文献２には、画素電極の表面に凹凸を設けて散乱反射電極を形成し、干渉縞の発生を抑制することが開示されている。しかし、この場合には、画素電極の表面反射光が散乱光となるため、コントラスト及び輝度の低下を招き表示品質が劣化するといった問題があった。
【０００９】
また、上記特許文献３には、各表示領域（画素）内に透明膜がある部分とない部分を設けて液晶層厚を変化させることによって干渉縞を抑制することが開示されている。この方法では１つの画素内で液晶層厚を変える必要があるため、画素サイズが小さくなると加工精度やセルの組み立て精度が厳しくなって歩留まりの低下を招くことになる。また上記特許文献３では一画素内で干渉を消そうとしているので、画素の開口部にほぼ等しい面積の凹凸ペアーが必要であり、従って一つの凹（液晶層が厚い部分）または凸（液晶層が薄い部分）の面積は開口部面積の１／２以下となる。これより大きな面積とした場合は駆動基板（画素基板）と透明基板（凹凸を有する基板）の張り合わせ時の位置精度を非常に良くしないと効果が得られない（開口部で凹凸の面積をほぼ同じにするため）。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、高い位置決め精度を用いなくとも強い輝線を有する発光効率の高い光源においても干渉縞の発生を抑制できて、表示品質を向上でき、しかも生産性の高い液晶表示素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、透明電極層を有する透明電極基板と、複数の画素電極が形成された画素電極層を有する集積回路基板とを対向配置し、前記両基板間に液晶層を封止してなる液晶表示素子において、前記透明電極基板の対向面側全面に、干渉縞の発生を抑制するため、凹凸のピッチを前記画素電極の画素ピッチの１倍から４倍にする凹凸を備え、かつ凹凸の段差量は特定の値を有することを特徴とする液晶表示素子である。
【００１１】
これによれば、セルギャップが不均一なために発生する干渉縞が基板の表面に設けた凹凸によって局部的にその発生条件が逆転し、その結果、干渉縞が基板の表面で細かく分断された状態となり、投射映像中に視認し難くなる効果を有する。それゆえ、干渉縞が抑制されて表示品質を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明の液晶表示素子によれば、透明電極基板に特定の凹凸（段差）を散在させて設けているので、透明電極層と画素電極層との間の間隙が不均一であっても干渉縞の発生を抑制することができる。
また、本発明においては、干渉縞防止のために従来技術で示したような透明電極上に非導電性の多層反射防止膜を形成していないことから、電荷が多層反射防止膜に蓄積されることによって発生する液晶層の焼き付き現象の発生を防止することができる。
また、本発明においては、透明電極基板に設けた凹凸の段差は散乱反射面でないため、透明電極層と液晶層との間で反射された界面反射光は、散乱光ではなく全て投射光として有効に利用でき、高輝度・高コントラストな液晶表示素子が得られる。
また、本発明においては基板張り合わせ時に画素と段差位置を合わせる必要がないため、特別な装置を用いなくとも歩留りの低下がなく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の液晶表示素子の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は液晶表示素子における透明電極層と液晶層との界面からの反射光により生成される干渉縞の発生原理を説明する図、図２は本発明の液晶表示素子の一例を示す断面図、図３は本発明の液晶表示素子における透明電極基板を上方から見た時の画素電極の明暗の見え方を示す概略平面図、図４は干渉縞の評価に用いる液晶プロジェクタを示す概略構成図、図５は基板の位置がずれた場合の説明図、図６は段差パターンの変形例を示す図である。尚、従来の液晶表示素子と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１４】
本発明の実施例を説明する前に、液晶表示素子における透明電極層と液晶層との界面反射により生成される干渉縞の発生原理について図１を用いて説明する。図１は従来例で説明した反射型の液晶表示素子１２におけるＩＣ基板３に対して透明電極基板２が右斜め上方に傾いており、液晶層４にセルギャップムラを生じた場合を示している。
ここでは、反射型の液晶表示素子１２の構成としては、説明に必要な透明電極基板２は、透明ガラス基板５と透明電極層６とを図示し、ＩＣ基板３は、アクティブマトリクス駆動回路９と、画素電極層１０とを図示し、その他の部材の記載を省略している。また、透明電極層６は、特許文献１に開示のような特別な透明電極層ではない。
【００１５】
ここで、入射光Ｉ１が反射型の液晶表示素子１２の透明電極基板２のＰ領域に 入射し、入射光Ｉ２がＰ領域と異なるＱ領域に入射する場合に発生する干渉縞の 発生原理について考える。
透明電極基板２のＰ領域に入射光Ｉ１が入射すると、この入射光Ｉ１は、液晶  層４を通過した後に、画素電極層１０で反射されて出射光Ｏ１となって、透明電 極基板２を出射する。出射光Ｏ１の一部は、透明電極基板２の透明電極層６と液 晶層４との間で界面反射して界面反射光Ｒ１（図中の点線）を生成する。この後 、上記した界面反射光Ｒ１は再度液晶層４中を通過して画素電極層１０で反射し た後、透明電極基板２のＰ領域から出射する。
【００１６】
同様に、透明電極基板２のＱ領域に入射光Ｉ２が入射すると、この入射光Ｉ２  は、液晶層４を通過した後に、画素電極層１０で反射されて出射光Ｏ２となって 、透明電極基板２を出射する。出射光Ｏ２の一部は、透明電極基板２の透明電極 層６と液晶層４との間で界面反射して界面反射光Ｒ２（図中の点線）を生成する 。
この後、上記した界面反射光Ｒ２は再度液晶層４中を通過して画素電極層１０ で反射した後、透明電極基板２のＱ領域から出射する。この際、透明電極基板２がＩＣ基板３に対して傾いているので、液晶層４中を通過する各光線の光路長に差が生じる。
【００１７】
ここで液晶層４の屈折率をｎ、Ｐ領域の物理的セルギャップをｄ１、Ｑ領域の 物理的セルギャップをｄ２とすると、出射光Ｏ１に係わる液晶層４中の光路長は  、２ｎ×ｄ１、反射光Ｒ１に係わる液晶層４中の光路長は４ｎ×ｄ１、出射光Ｏ   ２に係わる液晶層４中の光路長は２ｎ×ｄ２、反射光Ｒ２に係わる液晶層４中の   光路長は、４ｎ×ｄ２となる。例えば、出射光Ｏ１に係わる液晶層４中の光路長  ２ｎ×ｄ１及び出射光Ｏ２に係わる液晶層４中の光路長２ｎ×ｄ２が、２ｎ×ｄ   １＝ｍ１×λ、２ｎ×ｄ２＝ｍ２×λ＋λ／２（ｍ１、ｍ２は、正の整数、λは      光源の特定輝線波長）の関係にあるとすると、各Ｐ及びＱ領域における出射光と界面反射光の位相は以下のように表わされる。
【００１８】
（Ｐ領域）
出射光Ｏ１        ２ｎ×ｄ１＝ｍ１×λ
界面反射光Ｒ１    ４ｎ×ｄ１＝２ｍ１×λ
（Ｑ領域）
出射光Ｏ２        ２ｎ×ｄ２＝ｍ２×λ＋λ／２
界面反射光Ｒ２    ４ｎ×ｄ２＝（２ｍ２＋１）×λ
【００１９】
従って、Ｐ領域では、出射光Ｏ１と反射光Ｒ１とは同位相となり、これらの光  は、干渉して明部となる。一方、Ｑ領域では、出射光Ｏ２と反射光Ｒ２とは逆位  相となり、これらの光は、干渉して暗部となる。このようにして、読出し光の出射光と界面反射光とが干渉して明暗の干渉縞が形成されてしまう。
【００２０】
次に、本発明の実施例について図２及び図３を用いて説明する。 図２に示す 本発明の実施例は、従来の液晶表示素子１２における透明電極基板２のＩＣ基板３に対する対向面側に凹部６ａ及び凸部６ｂよりなる凹凸パターンを形成して段差ｈを設けたものである。例えばこの凹部６ａ及び凸部６ｂの寸法（面積）は、画素電極１０Ａの一画素の寸法（面積）と同等、或いはそれ以上の大きさに設定されている。この段差パターンは、例えば透明ガラス基板５の内側面にフォトリソ法でパターンを形成後、イオンミーリング法で深さｈだけ削り取って凹部６ａに対応する部分を形成し、その上に透明電極層６を所定の厚さだけ均一に成膜することにより形成できる。削り取る代わりに、ＳｉＯ２ などの屈折率がガラスとほぼ同等な透明膜を膜厚ｈだけ付与しても良い。図示例の場合、この凹凸パターンの形状や大きさは画素電極１０Ａと略同じであり、画素電極１０Ａの位置に重なるようにして貼り合わされている。
【００２１】
ここで、凹部６ａと凸部６ｂの段差ｈを（１／ｎ）×λ／４として、図２に係わる本発明の原理を図１のＰ領域及びＱ領域の出射光の光路長が以下の２つの場合について説明する。
即ち、Ｐ領域における出射光Ｏ１の光路長が２ｎ×ｄ１＝ｍ１×λ、Ｑ領域に   おける出射光Ｏ２の光路長が２ｎ×ｄ２＝ｍ２×λ＋λ／２である場合と、Ｐ領   域における出射光Ｏ１の光路長が２ｎ×ｄ１＝ｍ１×λ＋λ／２、Ｑ領域におけ   る出射光Ｏ２の光路長が２ｎ×ｄ２＝ｍ２×λである場合とのそれぞれについて   説明する。
【００２２】
まず始めに、Ｐ領域における出射光Ｏ１の光路長が２ｎ×ｄ１＝ｍ１×λ、Ｑ   領域における出射光Ｏ２の光路長が２ｎ×ｄ２＝ｍ２×λ＋λ／２である場合に   ついて説明する。前記したと同様に、Ｐ領域における出射光Ｏ１の光路長が２ｎ ×ｄ１＝ｍ１× λである場合、界面反射光Ｒ１の光路長は、４ｎ×ｄ１＝２ｍ     １×λとなる。
この結果、Ｐ領域では、出射光Ｏ１と界面反射光Ｒ１とは同位相となり、これ  らの光は干渉して明部となる。
【００２３】
一方、図２におけるＱ領域の物理セルギャップをｄ３とすると、Ｑ領域では、 出射光Ｏ２に係わる液晶層４中の光路長は、透明電極基板２が厚さｈだけ厚く設 定されているので、以下の関係を有する。
２ｎ×ｄ３＝２ｎ（ｄ２−ｈ）＝ｍ２×λ
また、界面反射光Ｒ２に係わる液晶層４中の光路長は、以下の関係を有する。 
　４ｎ×ｄ３＝４ｎ×（ｄ２−ｈ）＝２ｍ２×λ
この結果、Ｑ領域では、出射光Ｏ２と界面反射光Ｒ２とは同位相となり、これ  らの光は、干渉して明部となる。
【００２４】
次に、Ｐ領域における出射光Ｏ１の光路長が２ｎ×ｄ１＝ｍ１×λ＋λ／２、   Ｑ領域における出射光Ｏ２の光路長が２ｎ×ｄ２＝ｍ２×λである場合について   説明する。
Ｐ領域における出射光Ｏ１の光路長が２ｎ×ｄ１＝ｍ１×λ＋λ／２である場   合、界面反射光Ｒ１の光路長は、４ｎ×ｄ１＝（２ｍ１＋１）×λとなる。Ｐ領   域では、出射光Ｏ１と界面反射光Ｒ１とは逆位相となり、これらの光は干渉して  暗部となる。
【００２５】
一方、図２におけるＱ領域では、出射光Ｏ２の光路長は、２ｎ×ｄ３＝２ｎ（  ｄ２−ｈ）＝ｍ２×λ−λ／２、界面反射光Ｒ２の光路長は、４ｎ×ｄ３＝４ｎ    （ｄ２−ｈ）＝（２ｍ２−１）×λとなる。
このことから、Ｑ領域では出射光Ｏ２と界面反射光Ｒ２とは逆位相となり、こ  れらの光は、干渉して暗部となる。このような結果、図３に示すようにＰまたはＱ領域における画素の明暗は、いわゆる市松模様状に見える。尚、図中、白色部分は明るく見える部分を示し、斜線部分は暗く見える部分を示す。
このようにＰ及びＱ領域共にとなりの画素は必ず位相が逆になるため、図３のような明暗のちどり模様（市松模様）となり、平均値は中間の明るさとなって、干渉縞は見えなくなる。
【００２６】
以上の説明では、段差ｈを（１／ｎ）×λ／４にしたが、次に段差ｈを（１／ｎ）×λ／８、又は（１／ｎ）×３λ／８にした場合について説明する。
この場合には、出射光Ｏ２と界面反射光Ｒ２との位相差は、λ／４、又は３λ  ／４となり、Ｑ領域では出射光Ｏ２と界面反射光Ｒ２が９０°、又は２７０°位  相差で干渉して中間輝度となる。即ち、干渉縞は、明・中間輝度又は暗・中間輝度の繰返しとなる。この場合も干渉縞の輝度差が小さくなることから干渉縞模様は目立たなくなる。
以上のことから、透明電極基板２側に（１／ｎ）×λ／８≦ｈ≦（１／ｎ）×３λ／８の段差ｈを形成すると、出射光Ｏ１（又はＯ２）と界面反射光Ｒ１（又   はＲ２）との干渉による干渉縞の発生を抑制することができる。特に、段差ｈが （１／ｎ）×λ／４である場合には、干渉縞の発生を全く無くすことができる。
【００２７】
ところで、前述したようにメタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプは、可視光域の４４０ｎｍ、５４０ｎｍ、５８０ｎｍ付近に強い輝線を有している。このため、これらの輝線により干渉縞が生成される問題があった。人の目は、グリーン帯域をピークとする視感度特性を有し、また５４０ｎｍ付近の輝線は可視光域で最大の強度でもある。それ故、特にこの輝線による干渉縞は目立ち易い。
図２において説明したように、干渉縞の発生を抑制するためには、光源の特定輝線の波長をλ、液晶層の屈折率をｎとして、透明電極基板２側に（１／ｎ）×（λ／８〜３λ／８）の段差を設ければよく、このことから、グリーン帯域の中心波長である５４０ｎｍの輝線に係わる干渉縞を抑制することが効果的であり、従って、液晶層４の屈折率ｎが１．５である場合には、段差ｈを４０ｎｍ≦ｈ≦１３０の範囲に設けるとよいことがわかる。
尚、本発明の第１実施例の効果は、干渉の発生を液晶表示素子の表示領域全面に渡って一様に抑えるものではなく、透明電極基板２側の段差ｈを前記した条件に設定することにより、図３に示すように局部的に干渉の発生条件を逆転し 、 縞模様を目立たなくするようにするものである。
【００２８】
次に、本発明の液晶表示素子１を液晶プロジェクタ２００に搭載して干渉縞の抑制効果について透明電極基板２の段差を変化させて調べたので、その評価結果について説明する。
図４に示すように、液晶プロジェクタ２００は、読出し光Ｉを出射するメタルハライドランプ２０１と、この読出し光Ｉのうち半値幅が略５０ｎｍの緑色光を選択的に通過させる選択透過フィルタ２０７と、この選択透過フィルタ２０７を通過した緑色光を偏光分離する偏光ビームスプリッタ２０２と、この偏光分離された緑色光を光変調した後、反射光を出射する本発明の液晶表示素子１と、この反射光を偏光ビームスプリッタ２０２を介してスクリーン２０６に拡大投影する投射レンズ２０５とからなる。なお、上記液晶表示素子１には、これを駆動する駆動回路２０４が接続されている。
【００２９】
この結果、透明電極基板２の段差ｈを増加させるにつれて干渉縞が次第に目立たなくなり、表示品質を向上できることが判明した。
液晶層４の屈折率ｎ＝１．５の時、波長λ＝５４０ｎｍの輝線に対して、段差ｈが４０ｎｍ〜１３０ｎｍにおいては目視上の視認が困難になり、特に段差ｈが９０ｎｍの時には全く視認できなくなることが判明した。
次に透明電極基板２（透明ガラス基板５）の凹凸パターンの位置が画素電極１０Ａの位置に一致していない場合を検証する。
【００３０】
図５は凹凸パターンが画素電極１０Ａに対して１／３ピッチづつ右方向および上方向にそれぞれずれた状態を示す。尚、図中、白色部分は明るく見える部分を示し、斜線部分は暗く見える部分を示す。この場合一つの画素１０の中で干渉による明暗が発生し、画素ａ１の平均値は中間より暗くなり、これに上下左右方向へ隣接する画素ａ２の平均値は中間より明るくなる。しかしこの場合も二つの画素の平均は中間の明るさとなり、画素一つ一つを認識しない距離から観察すると、全く均一に見えることが判明した。
【００３１】
このように画素電極の位置とは無関係に凹部と凸部の面積が同じであれば明暗が平均化され、干渉縞は観察されなくなる。したがってこのように凹凸の面積が同じであれば、凹凸パターンの大きさが認識されない距離から画像を観賞する場合、画素位置に対して位置がずれていても効果に差がないことが判明した。更には、画素位置に対するずれだけでなく、形状は画素電極と同じにする必要もなく、例えば図６に示すように、凹凸の平面形状が三角形の場合（図６（Ａ）参照）でもよいし、ストライプ状の場合（図６（Ｂ）参照）でもよいことが判明した。
【００３２】
　次に上記凹凸の面積について検証する。
干渉縞の軽減する様子を模式的に表した図を図７に示す。図７（Ａ）は改善対策を施していない従来の液晶表示素子の場合の干渉縞を示す。実際の干渉縞の濃淡の変化は連続的であるが、明、中間、暗で示している。図７（Ｂ）は本発明の凹凸をチドリ配置とした場合である。凹部および凸部の面積が画素と同等の場合、画素が気にならない距離から観察すると干渉縞は全く見えず、高品質な画像であることが確認できる。干渉の濃淡差は実際には図７（Ｂ）に見られるほど顕著なものではない。しかし凹凸の面積が大きくなってくると、干渉縞は見えないが、例えば凹凸のピッチが画素ピッチの４倍を超えるとざらつき感が感じられるようになった。図７（Ｃ）は横ストライプ状に凹凸を配置した場合である。この場合もストライプのピッチが画素の幅の二倍では全く問題ないが、４倍（ストライプピッチが画素ピッチの４倍）を超えるとＣＲＴ（陰極線管）の走査線が粗くなったような印象を受けるようになることがわかった。
以上のようにチドリ状の場合もストライプ状の場合も、凹凸のピッチは画像品質の点から画素ピッチの４倍以下が好ましいことがわかった。
【００３３】
一方、ピッチを小さくした場合、画素ピッチの１倍未満にしても画質的に特に良くなる点はなかった。凹凸の面積比の精度は１：１対し±１０％程度は許容されたが、ガラスの加工精度はピッチが小さくなると悪化することから、干渉縞改善効果が低下する場合のあることがわかった。以上まとめると凹凸のピッチは画素ピッチの1倍から4倍にするのが好ましいことがわかる。
このように本発明では二つの基板、すなわち透明電極基板２とＩＣ基板３の位置合わせを考慮する必要がなく、凹凸のピッチを画素ピッチの１倍から４倍にすることにより従来の製造技術で容易に生産することができる。
【００３４】
次に透過型の表示パネルについて検証する。
図８は透過型の表示パネルを示す平面図、図９は開口率が５０％のパネル（集積回路基板）に段差を設けた透明電極基板を貼り合わせたときの、透過光の干渉による明るさ変化を示す模式図である。アクティブマトリックスタイプの透過型液晶パネルでは単純マトリックスタイプと異なり、駆動回路部の占有する部分が表示に使えず、図８に示すような開口部２０を有する。駆動回路部２２は一定の面積が必要なため画素密度が大きくなるほど開口部の面積が圧迫されて少なくなる。干渉縞の発生する原理は反射型と同じなので、透明電極基板２側の面に段差を設けることによって改善できる。しかし、透過型アクティブマトリックスタイプで基板に段差を設けた場合には、開口部以外の部分の面積が大きいため、基板を貼り合わせた際に段差の一方（凸部または凹部）に開口部が偏ったりピッチが不適切だと、効果が発揮できない場合が発生する。
【００３５】
図９は開口率が５０％のパネル（集積回路基板）に段差を設けた透明電極基板を貼り合わせたときの、透過光の干渉による明るさ変化を示す模式図である。例えば図９（Ａ）は段差ピッチ（凹凸の繰り返し）と画素ピッチが等しく画素のエッジと段差のエッジが一致した状態を示す。この場合は凸部の光しか透過しないので段差を作製しない場合と同じで干渉縞抑制効果が全くないことが分かる。図９（Ｂ）は段差ピッチが１．４倍の時で、隣接の画素（開口部）の明るさが、場所によって異なる。したがって、明るさが隣接画素同士で平均化されないため、干渉縞を消すことはできない。図９（Ｃ）はピッチが３倍の場合を示す。この図では明るい画素の方が多くあり、平均値が中間の値にならないことが分かる。
【００３６】
このような問題は段差のピッチを画素ピッチの２ｍ倍（ｍは正の整数）にすることにより解消することができる。すなわち図９（Ｄ）はピッチが２倍の場合で画素に対する位置もずれている。しかし、このように画素の位置がずれていても、隣り合う画素の平均は中間の明るさとなり、画素を意識しない距離で見ると干渉縞は認められず、良好な結果を示す。図には示さないがこの整数倍のピッチであれば段差ピッチ単位の平均値は中間の明るさとなり、ピッチを意識しない距離で見ると干渉縞は認められない。ただしこの場合も、凹凸段差のピッチが画素ピッチの４倍を超えると、画像品質が劣化する場合があった。
【００３７】
以上のように、本発明によれば、透明電極基板２側に段差ｈを設けることにより、読出し光と、透明電極層における界面反射光との干渉を局所的にずらすことで干渉縞を目立たなくすることができるので、投射映像中に干渉縞の視認がし難くなり映像品質の劣化を防ぐことができる。
また、凹凸パターンの凸部と凹部の面積が略等しく、かつ段差の異なる２つの領域を単位領域として、この単位領域を散在させて設けているので、上記単位領域における界面反射光は、散乱光ではないため投射光として有効に利用でき、高輝度・高コントラストな液晶表示素子が得られる。
【００３８】
また、透過型アクティブマトリックスタイプのパネルにおいても、二つの基板の張りあわせ時に画素と段差の位置を合わせる必要がないことから、特別な装置も必要とせず、生産性も悪化することがない。
尚、本発明の実施例では、イオンミーリングにより透明ガラス基板の表面に凹凸を形成したが、これにこだわる必要はなく、例えば金型を用いて一体成型してもよい。またガラス基板とほぼ同等の屈折率を持つ透明膜を厚さｈだけ選択的に成膜してもよい。また、その上に積層する透明電極層も単層である必要はなく、反射防止構成の多層膜であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】液晶表示素子における透明電極層と液晶層との界面からの反射光により生成される干渉縞の発生原理を説明する図である。
【図２】本発明の液晶表示素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の液晶表示素子における透明電極基板を上方から見た時の画素電極の明暗の見え方を示す概略平面図である。
【図４】干渉縞の評価に用いる液晶プロジェクタを示す概略構成図である。
【図５】基板の位置がずれた場合の説明図である。
【図６】段差パターンの変形例を示す図である。
【図７】従来の反射型液晶表示素子と本発明の液晶表示素子の明暗（干渉縞）の見え方を模式的に示す図である。
【図８】透過型の表示パネルを示す平面図である。
【図９】開口率が５０％のパネル（集積回路基板）に段差を設けた透明電極基板を貼り合わせたときの、透過光の干渉による明るさ変化を示す模式図である。
【図１０】従来の反射型の液晶表示素子の概略構成を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…液晶表示素子、２…透明電極基板、３…集積回路基板（ＩＣ基板）、４…液晶層、５…透明ガラス基板、６…透明電極層、６ａ…凹部、６ｂ…凸部、７…第１配向膜、８…シリコン基板、９…アクティブマトリクス回路、１０…画素電極層、１０Ａ…画素電極、１１…第２配向膜、Ｉ…読出し光、ｈ…段差。
【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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