(57)【要約】【課題】  表示電極を兼ねる反射体が備えられた液晶表示装置において、ブラックマトリクスによって吸収されていた光を有効利用した液晶表示装置の提供。【解決手段】  対向配置した一対の基板間に液晶が挟持され、下基板上に、複数本の走査線と複数本のデータ線とがマトリクス状に設けられるとともに、これら走査線とデータ線で区画される各領域には表示電極を兼ねる散乱反射体および散乱反射体に接続された薄膜トランジスタが設けられ、上基板の下に共通電極が設けられ、上基板の下にブラックマトリクスが設けられ、ブラックマトリクスの下面に光拡散構造が設けられ、前記ブラックマトリクスに複数のカラーフィルタが設けられ、光拡散構造は、前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を有する構成とした液晶表示装置。【選択図】        図２
2007017798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置した一対の基板と、該一対の基板間に狭持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側にマトリクス状に設けられた複数本の走査線と複数本のデータ線と、前記走査線と前記データ線によって区画された各領域に設けられた表示電極と、該表示電極に接続されたスイッチング素子と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶側に設けられた対向電極と、前記他方の基板の前記液晶側に設けられたブラックマトリクスと、該ブラックマトリクスによって区画された領域に設けられたカラーフィルタと、前記ブラックマトリクスの液晶側に設けられた光拡散構造とを具備されてなり、該光拡散構造が前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を具備されてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
対向配置した一対の基板と、該一対の基板間に狭持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側に設けられた表示電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶側に設けられるとともに前記表示電極に交差する対向電極と、前記他方の基板の前記液晶側に設けられたブラックマトリクスと、該ブラックマトリクスによって区画された領域に設けられたカラーフィルタと、前記ブラックマトリクスの前記液晶側に設けられた光拡散構造とを具備されてなり、該光拡散構造が前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を具備されてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
対向配置した一対の基板と、該一対の基板間に狭持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側に設けられた表示電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶側に設けられるとともに前記表示電極に交差する対向電極と、前記他方の基板の前記液晶側に設けられたブラックマトリクスと、該ブラックマトリクスによって区画された領域に対応する一方の基板の領域に設けられたカラーフィルタと、前記ブラックマトリクスの前記液晶側に設けられた光拡散構造とを具備されてなり、該光拡散構造が前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を具備されてなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記傾斜面が２５〜４０度の角度を有することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記光拡散構造が、該光拡散構造の前記液晶側の先端部を頂点とする三角形状の断面を具備されてなることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記光拡散構造が、前記カラーフィルタの膜厚より大きい厚さを具備されてなることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記光拡散構造が、光反射性を有する金属よりなることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光拡散構造が、樹脂層と光反射性金属層との積層体よりなることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記光拡散構造が、樹脂層と防反射性金属層と反射性金属層との積層体よりなることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記一方の基板の前記液晶側と異なる側に設けられたバックライトと、複数の前記表示電極間に設けられた通過孔とを具備されてなり、前記光拡散構造が、前記バックライトから照射されて前記通過孔を通過したバックライト光を反射する前記傾斜面を具備されてなることを特徴とする請求項１から９の何れか一項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、液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置の表示形態には、バックライトを備えた透過型、半透過型と呼ばれるものと、バックライトを備えていない反射型と呼ばれるものがある。
透過型液晶表示装置は、バックライトを備えているので液晶表示に十分な光量が確保でき、輝度の高い液晶表示を提供できるものの、消費電力が大きいという問題がある。反射型液晶表示装置は、太陽光、照明光等の外光だけを利用してバックライトを利用せずに表示する液晶表示装置であり、例えば、薄型、軽量化、低消費電力が要求される携帯情報端末等に多く用いられている。また、半透過型液晶表示装置は、外光が十分に得られない環境においてはバックライトを点灯させて透過モードで動作し、外光が十分に得られる場合にはバックライトを点灯させない反射モードで動作するものであり、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の携帯電子機器に多く用いられている。
【０００３】
外光及びバックライト光を有効利用するための液晶表示装置としては、図６に示すようなものが知られている（特許文献１）。この液晶表示装置は、二枚の透明基板１１１，１１２の間に液晶１１３を封入し、表示面となる一方の透明基板１１１の外面に絶縁膜１１９および直線偏光板１１８が形成されている。絶縁膜１１９には、ブラックマスク１１４が形成されている。他方の透明基板１１２の外面には拡散性粘着層１３０および偏光・反射フィルム１１６が形成され、その外側にはバックライト１１７が配置されているとともに、バックライト光を搬送する導光板１３１が配置されている。液晶１１３と透明基板１１１の間には、配向膜１２３、共通電極１２１および透明絶縁膜１２０が形成されている。透明絶縁膜１２０には、複数のカラーフィルタ１１５が設けられている。液晶１１３と透明基板１１２の間には、配向膜１２４、層間絶縁層１２６、画素電極１２５および薄膜トランジスタ１２７が形成されている。
【０００４】
この液晶表示装置を反射型の液晶表示装置として用いた場合には、ブラックマスク間を通過した入射光ａ、ｂは、偏光・反射フィルム１１６にて反射され、カラーフィルタ１１５を通過し、ブラックマスク間を通過し、液晶表示として観測される。偏光・反射フィルム１１６で反射した光のうち、ブラックマスク１１４への入射光ｃは、ブラックマスクの後部１１４ｂで一部が反射し、再び偏光・反射フィルム１１６に向かう。その後、偏光・反射フィルム１１６で再び反射され、カラーフィルタ１１５を通過し、ブラックマトリクス間を通過し、液晶表示として観測される。また、ブラックマスクに入射した外光ｄは、ブラックマスクにより遮断される。
【０００５】
この液晶表示装置を透過型の液晶表示装置として用いた場合には、バックライト光は導光板１３１を通って液晶側に向かって照射される。照射光は、カラーフィルタ１１５を通過し、ブラックマスク間を通過して、液晶表示として観測される。バックライト光のうち、ブラックマスク１１４に入射した光ｈは、ブラックマスク１１４の後部１１４ｂで反射し、再び偏光・反射フィルム１１６に向かう。その後、偏光・反射フィルム１１６で再び反射され、カラーフィルタ１１５を通過し、ブラックマトリクス間を通過し、液晶表示として観測される。
【０００６】
この液晶表示装置を半透過型の液晶表示装置として用いた場合には、外光が十分に確保されるときには、上述の反射型液晶表示装置と同様に作用する。また、外光が不十分なときには、上記の透過型液晶表示装置と同様に作用する。
【０００７】
このような液晶表示装置を反射型の液晶表示装置として用いた場合には、ブラックマスク１１４が一方の透明基板１１１の外面（観測者側）に設けられているので、カラーフィルタ間にはブラックマスク１１４を設ける必要が無く、カラーフィルタ間に透明領域１１５ａを設けることができる。これにより、外光がカラーフィルタ間の透明領域１１５ａを通過することができる。そのため、カラーフィルタ１１５による大きな吸収を受けることなく（カラーフィルタ１１５を通過することなく）外光を偏光・反射フィルム１１６へ入射させることができる。
すなわち、前側の透明基板１１１の外面にブラックマスク１１４があり、内面に透明領域１１５ａがある場合に、これらブラックマスク１１４と透明領域１１５ａとが互いに重なる配置となっていても、透明基板１１１の厚み分だけ、ブラックマスク１１４と透明領域１１５ａが離れているので、ブラックマスク１１４の周囲から入射した光が透明領域１１５ａを通過することができる。
尚、透明基板１１１の前面には、ブラックマスク１１４があるので、大きなコントラストを得ることができる。
【０００８】
この液晶表示装置を透過型の液晶表示装置として用いた場合には、カラーフィルタ間の透明領域１１５ａを通過したバックライト１１７の光のうちの透明基板１１１に対してほぼ直角に進行する光は、上記透明基板１１１の外面側のブラックマスク１１４により遮ることができる。そのため、カラーフィルタ間を通過した光によってコントラストが著しく低下することを防止することができる。また、前側の透明基板１１１の従来ブラックマスクのある位置（透明領域１１５ａ）を斜めに通過した光は、透明基板１１１の外面側に設けられたブラックマスク１１４に当たらずに通過することになるが、この場合に、透明基板１１１とその外側の空気とでは、屈折率が異なり、透明基板１１１と空気との界面を通過する光が直角から大きくずれている場合に、透明基板１１１から空気側に光が通過せずに反射されるため、光が出射できない状態となる。
【０００９】
従って、前側の透明基板１１１の外面側にブラックマスク１１４を設けることにより、透明基板１１１の内面側にブラックマスク１１４を設けた場合とほぼ同等のブラックマスク１１４としての機能を果たすことができる。また、ブラックマスク１１４の背面が光を反射する反射面１１４ｂとされているので、前側の透明基板１１１を背面側から通過しようとした光がブラックマスク１１４に当たった場合に、ブラックマスク１１４に吸収されずに、ブラックマスク１１４の後ろ側の反射面１１４ｂにより、光が偏光・反射フィルム１１６に戻すことができる。これにより、ブラックマスク１１４に当たった光が吸収されてしまうことなく、再び偏光・反射フィルム１１６に反射されて画像の表示光として機能することが可能となる。
【００１０】
また、他の液晶表示装置としては、図７及び図８に示すようなものが知られている（特許文献２）。この液晶表示装置は、観察面側の第１透明電極基板２１１と、それに対向する裏面側の第２透明電極基板２１２とを基板間に所定のセルギャップが生ずるように周辺シール材２１３を介して圧着してなり、このセルギャップ内に液晶が注入されている。液晶層２１４は、コレステリック・ネマチック相転移型もしくは高分子分散型である。第１透明電極基板２１１には、第１遮光膜２１５、光反射膜２１８、平滑化層２２１、透明電極２２０が設けられている。第２透明電極基板２１２には、第２遮光膜２１６、透明電極２１９が形成されている。上記の第２透明電極基板２１２の背面側には、バックライト２１７が配置されている。液晶２１４が封入されている表示部内の所定部分が非表示領域で、その他の部分が表示領域とされている。この非表示領域として０．５×０．５ｍｍ以上の区画が複数形成され、第１透明電極基板２１１の内面側には、この非表示領域となる部分に光反射性を有する第１遮光膜２１５が形成されているとともに、上記第２透明電極基板２１２の内面側には、上記表示領域に対応して光吸収性を有する第２遮光膜２１６が設けられている。第１遮光膜２１５の表面を微細な凹凸面とし、その表面上に凹凸を倣うように光反射膜２１８が形成されている。この光反射膜２１８を形成するにあたっては、第１遮光膜２１５に対するニッケル選択メッキを使用する。
【００１１】
バックライト２１７を使用すると、その光は第１透明電極基板側（観察面側）の第１遮光膜２１５により第２透明電極基板側２１２（裏面側）に向けて反射されるが、液晶層２１４が例えば電圧無印加状態で透明、電圧印加状態で選択反射あるいは光散乱により不透明になるものとすると、電圧無印加状態のときには、バックライト光は液晶層２１４を透過し第２透明電極基板側の第２遮光膜２１６にて吸収されパネル外には出ない。これに対して、電圧印加状態のときには、バックライト光は液晶層２１４により散乱反射されてパネル外に出ることになる。
【特許文献１】特開２００１−１２５０８８号公報
【特許文献２】特開２００１−２４２４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記の特許文献１に記載された構造においては、反射型として用いられた場合には、偏光・反射フィルム１１６で反射されカラーフィルタ１１５間を通過するほぼ直進した光ｃは、ブラックマスク１１４の後部１１４ｂに当たり再び偏光・反射フィルム１１６に至って偏光・反射フィルム１１６で反射するので、ブラックマスク１１４に当った光を再利用することができるが、この光は、ブラックマスク１１４の後部１１４ｂから偏光・反射フィルム１１６に反射する際に、カラーフィルタ１１５を透過する可能性があり、これにより光量が減衰される虞がある。
また、透過型として用いられた場合にも、カラーフィルタ１１５間を通過する光ｈは、ブラックマスク１１４の後部１１４ｂに当たり再び偏光・反射フィルム１１６に至って偏光・反射フィルム１１６で反射するので、ブラックマスク１１４に当った光を再利用することができるが、この光は、ブラックマスク１１４の後部１１４ｂから偏光・反射フィルム１１６に反射する際に、カラーフィルタ１１５を透過する可能性があり、これにより光量が減衰される虞がある。
【００１３】
また、上記の特許文献２において駆動電圧を印加した場合には、バックライト２１７から照射された光は、液晶層２１４を透過して第１透明電極基板側の光反射膜２１８により拡散反射光とされる。この拡散反射光は表示部Ｄおいてプレーナ配列とされているコレステリック液晶により、特定の波長領域の光がパネル外に向けて反射されるが、バックライト２１７から照射された光のうち、光反射膜２１８に鋭角に入射した光は、光反射膜２１８で入射角と略同一の反射角で反射するため、プレーナ配列とされているコレステリック液晶域に入射しないため、液晶の表示に寄与しない。また、光反射膜２１８での光の散乱性を向上させるために、第１遮光膜２１５は上記液晶層側の表面に微細な凹凸を有し、その表面上には上記凹凸を倣うように光反射膜２１８が形成されているが、光の散乱性が十分とは言えない。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、液晶層に入射する外光を有効に利用できる液晶表示装置を提供することを目的とする。また、バックライト光を高い散乱性で散乱反射体へ反射し、バックライト光を確実に液晶の表示に寄与できる液晶表示装置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】
【００１５】
前記課題を解決するために本発明の液晶表示装置は、対向配置した一対の基板と、該一対の基板間に狭持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側にマトリクス状に設けられた複数本の走査線と複数本のデータ線と、前記走査線と前記データ線によって区画された各領域に設けられた表示電極と、該表示電極に接続されたスイッチング素子と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶側に設けられた対向電極と、前記他方の基板の前記液晶側に設けられたブラックマトリクスと、該ブラックマトリクスによって区画された領域に設けられたカラーフィルタと、前記ブラックマトリクスの液晶側に設けられた光拡散構造とを具備されてなり、該光拡散構造が前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を具備されてなることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、光拡散構造に入射した光は、光拡散構造で反射されて散乱反射体に入射し、その後、散乱反射体で反射することで、光拡散構造への入射光を液晶表示に寄与できる。
【００１７】
また、対向配置した一対の基板と、該一対の基板間に狭持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側に設けられた表示電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶側に設けられるとともに前記表示電極に交差する対向電極と、前記他方の基板の前記液晶側に設けられたブラックマトリクスと、該ブラックマトリクスによって区画された領域に設けられたカラーフィルタと、前記ブラックマトリクスの前記液晶側に設けられた光拡散構造とを具備されてなり、該光拡散構造が前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を具備されてなることを特徴とする液晶表示装置によっても、前記課題を解決することができる。かかる構成の液晶表示装置においても、先に述べた構成の液晶表示装置と同様の効果が得られる。
尚、ここで上記表示電極と対向電極が交差するとは、この液晶表示装置を一方又は他方の基板側から視たときに（平面視したときに）上記表示電極と対向電極が交差して見えることを言う。
【００１８】
さらに、対向配置した一対の基板と、該一対の基板間に狭持された液晶と、前記一対の基板のうち一方の基板の前記液晶側に設けられた表示電極と、前記一対の基板のうち他方の基板の前記液晶側に設けられるとともに前記表示電極に交差する対向電極と、前記他方の基板の前記液晶側に設けられたブラックマトリクスと、該ブラックマトリクスによって区画された領域に対応する一方の基板の領域に設けられたカラーフィルタと、前記ブラックマトリクスの前記液晶側に設けられた光拡散構造とを具備されてなり、該光拡散構造が前記一対の基板面に対して設けられた傾斜面を具備されてなることを特徴とする液晶表示装置においても、先に述べた構成の液晶表示装置と同様の効果が得られる。
【００１９】
本発明の液晶表示装置においては、前記傾斜面が２５〜４０度の角度を有することが好ましい。かかる構成によれば、光拡散構造に入射した光は、光拡散構造で反射されて確実に散乱反射体に入射し、その後、散乱反射体で反射することで、確実に液晶表示に寄与できる。
【００２０】
本発明の液晶表示装置においては、前記光拡散構造が、該光拡散構造の前記液晶側の先端部を頂点とする三角形状の断面を具備されてなることが好ましい。かかる構成によれば、光拡散構造に入射した光は、光拡散構造で反射されて確実に散乱反射体に入射し、その後、散乱反射体で反射することで、確実に液晶表示に寄与できる。
【００２１】
本発明の液晶表示装置においては、前記光拡散構造が、前記カラーフィルタの膜厚より大きい厚さを具備されてなることが好ましい。かかる構成によれば、前記光拡散構造への入射光がカラーフィルタにより減衰されることがないため、より確実に液晶表示に寄与できる。
【００２２】
本発明の液晶表示装置においては、前記光拡散構造が、光反射性を有する金属よりなることが好ましい。かかる構成よれば、前記光拡散構造への入射光をより確実に反射することができる。
【００２３】
本発明の液晶表示装置においては、前記光拡散構造が、樹脂層と光反射性金属層との積層体よりなることが好ましい。かかる構成よれば、前記光拡散構造への入射光をより確実に反射することができる。
【００２４】
本発明の液晶表示装置においては、前記光拡散構造が、樹脂層と防反射性金属層と反射性金属層との積層体よりなることが好ましい。かかる構成よれば、前記光拡散構造への入射光をより確実に反射することができる。
【００２５】
本発明の液晶表示装置においては、前記一方の基板の前記液晶側と異なる側に設けられたバックライトと、複数の前記表示電極間に設けられた通過孔とを具備されてなり、前記光拡散構造が、前記バックライトから照射されて前記通過孔を通過したバックライト光を反射する傾斜面を具備されてなることが好ましい。かかる構成によれば、自然光の光量が不十分な場合に、バックライト光を使用することができ、バックライト光を前記光拡散構造で確実に反射することができ、液晶表示に寄与できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、液晶層に入射する外光を有効に利用できる液晶表示装置を提供することができる。また、バックライト光を高い散乱性で散乱反射体へ反射し、バックライト光が確実に液晶の表示に寄与する液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の液晶表示装置をアクティブマトリクス方式の反射型液晶表示装置に適用した場合について、図面を用いて説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２８】
（第１実施形態）
本実施形態の反射型液晶表示装置の平面構成図を図１に示し、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面構成図を図２に示す。本実施形態の反射型液晶表示装置１０は、対向して配置された下基板（一方の基板）１１と上基板（他方の基板）１２との間に液晶層１３を挟持して構成されている。二枚のガラス基板は、セルギャップが３〜４μｍになるようにシール材（図示略）で貼り合わせている。下基板１１の液晶側には、平面視マトリクス状に配列形成された複数の略長方形状の画素電極（表示電極）を兼ねる散乱反射体１４と、これら散乱反射体１４にそれぞれ形成された画素スイッチング用の薄膜トランジスタ（スイッチング素子）Ｔとが設けられている。
尚、図１では、図面を見易くするために薄膜トランジスタＴを等価回路図とした。
【００２９】
散乱反射体１４は、金属からなる画素電極（表示電極）からなり、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、Ａｇ合金等の導電性を有し、光反射性を有する材料からなるものである。その上面には、光散乱部１５が形成されている。散乱反射板１４は光反射性と導電性を有する材料から構成されているので、反射板と画素電極の機能を兼ねることができる。光散乱部１５は、入射した光が散乱反射体１４で反射する際、好適に散乱させるために設けられたもので、散乱反射体１４の上面に多数の散乱凹凸部１５ａが配置されている。この光散乱部１５の材質は、透明誘電体であり、具体的にはアクリル系、ポリスチレン系、ポリイミド系などの有機材料、Ｓｉ３Ｎ４などの無機材料のうちから適宜選択して用いられる。上記散乱凹凸部１５ａは、不規則に配置されていることが好ましい。
【００３０】
薄膜トランジスタＴは、下基板１１上に形成された図示略のゲート電極上にゲート絶縁層１７が形成され、このゲート絶縁層１７上にａ−Ｓｉ半導体層１８が設けられ、さらにこの半導体層１８上にソース電極１９とドレイン電極２０とが形成された構成である。これら薄膜トランジスタＴとゲート絶縁層１７を覆うように層間絶縁層２１が形成され、この層間絶縁層２１上に上述の散乱反射体１４が形成されている。この層間絶縁層２１にはコンタクトホール２２が形成され、このコンタクトホール２２を介してドレイン電極２０と画素電極を兼ねる散乱反射体１４とが接続されている。薄膜トランジスタＴのゲート電極は、図１に示すように、散乱乱反射体１４の間の図示左右方向に延在する走査線Ｇ１に接続されており、ソース電極１９は図示上下方向に延在するデータ線（信号線）Ｓ２に接続されている。これら散乱反射体１４と層間絶縁層２１を覆うように配向膜（図示略）が形成されている。
【００３１】
上基板１２の液晶側には、クロムからなるブラックマトリクス２５が平面視格子状に形成されている。ブラックマトリクスの幅は、５〜１０μｍである。ブラックマトリクス間には膜厚が１μｍ程度のカラーフィルタ層２３が形成されている。図３に示すように、ブラックマトリクス２５の液晶側には、光拡散構造２６が形成されている。光拡散構造２６は、ブラックマトリクス２５の液晶側にアルミニウムを成膜することによって形成されている。光拡散構造２６は一対の基板の面に対して鋭角に設けられた傾斜面２６ａを有し、光拡散構造２６の先端部２６ｂを頂点とする略三角形状の断面を有している。光拡散構造２６の膜厚は、カラーフィルタ層２３の膜厚より厚くなるように形成されている。光拡散構造２６の膜厚は、１〜３μｍである。光拡散構造２６の先端部２６ｂは、カラーフィルタ層２３の液晶側の面より下基板１１の方向に突き出るように形成されている。カラーフィルタ層２３の液晶側には、略全面に渡って、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide、以下、ＩＴＯと略記する。）等からなる透明の共通電極（対向電極）２４が設けられている。この共通電極２４を覆うように配向膜（図示略）が形成されている。
【００３２】
また、下基板１１の散乱反射体１４と対向する位置のカラーフィルタ層２３には、それぞれ赤色Ｒ用の着色部２３Ｒ、緑色Ｇ用の着色部２３Ｇ、青色Ｂ用の着色部２３Ｂが配置されている。カラーフィルタ層２３を構成する各着色部に対応する３つの散乱反射体１４が形成された領域が１画素２７に対応している。画素サイズは、横幅が１５０〜２５０μｍ、縦幅が１５０〜２５０μｍである。
【００３３】
上記構成の反射型液晶表示装置１０は、薄膜トランジスタＴにより画素電極を兼ねる散乱反射体１４の電位を制御し、散乱反射体１４と上基板１２の共通電極２４との間の液晶層１３の光透過状態を制御することで、液晶表示を行うようになっている。
【００３４】
液晶表示装置１０に入射した外光は、散乱反射体１４で反射され、画素電極を兼ねる散乱反射体１４の電位の制御によって、液晶表示が行われる。散乱反射体１４で反射された光のうち、ブラックマトリクス２５に向かって反射した光は、光拡散構造２６によって反射され、再び散乱反射体１４に入射する。その後、散乱反射体１４で再び反射され、画素電極を兼ねる散乱反射体１４の電位の制御によって、液晶表示が行われる。
【００３５】
また、下基板１１の液晶側とは反対側に光源２８および導光板２９からなるバックライトを設けることで透過型液晶表示装置とすることができる。光源２８から照射された光は、導光板２９を介して液晶側に向かい、複数の散乱反射体１４の間の通過孔３０を通過し、光拡散構造２６に入射する。光拡散構造２６に入射した光は、光拡散構造２６で反射され、散乱反射体１４に入射する。その後、散乱反射体１４で反射され、画素電極を兼ねる散乱反射体１４の電位の制御によって、液晶表示が行われる。
【００３６】
この液晶表示装置１０においては、光拡散構造２６の傾斜面２６ａと上基板１２とのなす傾斜角を２５〜４０度の範囲に設定することが好ましい。
傾斜角が２５度未満の場合には、バックライトからの光は光拡散構造２６にて反射するが、散乱反射体１４の中央部まで到達する光量が少なくなるため、液晶表示への寄与が小さい。また、傾斜角が４０度を超える場合には、光拡散構造２６にて反射した光は、散乱反射体１４の中央部まで到達するが、光拡散構造２６の付近へ反射する光量が減少するため、液晶表示への寄与が小さい。また、光拡散構造２６の高さが高くなるため、セルギャップを所望の値にするにはブラックマスク幅を細くしなければならず、歩留り低下をまねく。
尚、傾斜角とは、傾斜面２６ａが平面の場合には、光拡散構造２６の傾斜面２６ａと上基板１２とのなす角であり、傾斜面２６ａが曲面の場合には、上基板１２に対する傾斜面２６ａ上の全領域の傾斜角度の平均値である。
【００３７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態としては、上述の第１実施形態と略同一であるが、光拡散構造の形成方法が異なる。
すなわち、第２実施形態における光拡散構造は、図４に示すようにクロムからなるブラックマトリクス２５の液晶側に樹脂からなる樹脂膜３１（拡散形状）を形成し、その表面をアルミニウムからなるアルミニウム膜３２で被覆して形成するものである。
【００３８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態としては、上述の第１実施形態と略同一であるが、光拡散構造の形成方法が異なる。
すなわち、第３実施形態における光拡散構造は、図５に示すように、ガラス基板上の液晶側に樹脂からなる樹脂膜３１（拡散形状）を形成し、その表面を防反射クロムからなる第１クロム層３３と反射クロムからなる第２クロム層３４で被覆して形成するものである。第１クロム層３３は、ブラックマトリクスとして作用し、第２クロム層３４は、光拡散構造に入射した光を反射させるように作用する。
【００３９】
尚、上記の第１〜第３実施形態においては、本発明の液晶表示装置１０をアクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用した場合について説明したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能であり、これに限定されるものではない。例えば、対向配置した一対の基板間に液晶が挟持され、上記一対の基板のうち一方の基板上に表示電極を兼ねる散乱反射体が設けられ、他方の基板の下に、上記表示電極に交差する対向電極が設けられた単純マトリクス型の液晶表示装置においても適用することも可能である。また、本実施形態においては、表示電極を兼ねる散乱反射体を記載したが、表示電極と散乱反射体はそれぞれ別体として形成してもよい。すなわち、表示電極の上面に別体の散乱反射体を設けても良い。
【００４０】
以下、本発明を実施例および比較例により、さらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、光拡散構造の表面に複数の凹凸形状を設けて、光散乱性を向上させてもよい。
【実施例】
【００４１】
（実施例１）
ガラス基板（下基板）１１の一方の面に、モリブデンをスパッタリングで成膜し、フォトリソグラフィー法にて諸望の形状とし、ゲート電極とした。下基板１１およびゲート電極を覆うように、プラズマＣＶＤ法を用いて窒化シリコンの膜を形成し、ゲート絶縁層１７とした。ａ−Ｓｉ（アモルファス・シリコン）半導体層１８を形成した後、アルミニウムをスパッタリング処理し、ソース電極１９およびドレイン電極２０を順次形成することにより、薄膜トランジスタＴを形成した。薄膜トランジスタＴとゲート絶縁層１７を覆うように層間絶縁層２１を形成した。
また、ドレイン電極上に、コンタクトホール２２を設けた。層間絶縁層上に画素電極からなる散乱反射体１４をアルミニウムで形成した。散乱反射体上に光散乱部１５を設けた。散乱反射体１４および光拡散部上に配向膜（図示略）を形成した。配向膜にはラビング処理を施した。また、ガラス基板（下基板）１１の他方の面に、偏光板（図示略）を形成した。
【００４２】
ガラス基板（上基板）１２の一方の面に、クロムからなるブラックマトリクス２５をスパッタリングで形成した。ブラックマトリクス２５は、幅が７μｍ、膜厚が０．１５μｍに設定した。ブラックマトリクス２５にアルミニウム膜からなる光拡散構造２６を形成した。光拡散構造２６は、先端部２６ｂを頂点とする三角形状の断面を有するように形成した。ブラックマトリクス間にカラーフィルタ層２３を形成した。光拡散構造２６の膜厚は１．５μｍに設定し、カラーフィルタ層２３の膜厚は１．０μｍに設定した。したがって、光拡散構造２６の先端部２６ｂは、カラーフィルタ層２３の液晶側の面より下基板１１の方向に突き出るように形成されている。
【００４３】
さらに、ブラックマトリクス２５およびカラーフィルタ層２３を覆うようにＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）からなる共通電極２４を形成した。共通電極２４を覆うように、配向膜（不図示）を形成した。配向膜にはラビング処理を施した。またガラス基板（上基板）１２の他方の面に、偏光板（不図示）を形成した。配向膜が対向するように二枚のガラス基板をセルギャップが４μｍになるようにシール材（図示略）で貼り合わせ、注入口から液晶を注入して、液晶セルを作成した。ガラス基板（下基板）１１の偏光板側に導光板２９を配置した。また、導光板２９の側面に光源２８を配置した。尚、画素サイズは横幅を６５μｍ、縦幅を２００μｍに設定した。
このように作成した半透過型液晶表示装置において、光源２８を輝度２０００ｃｄ／ｍ２で照射し、表示面の輝度を測定したところ、４０ｃｄ／ｍ２であった。
【００４４】
（実施例２）
ブラックマトリクスの膜厚を０．１５μｍに設定し、ブラックマトリクス上に透明アクリル感光樹脂をポストベーク後、膜厚が３μｍになるように塗布し、露光および現像して樹脂膜を形成した。この際、露光は弱く、現像は強く行うことにより、樹脂断面をテーパー状に形成した。さらに、ポストベークを１４０℃で１５分、次に２２０℃で３２０分と二段階に分けて行い、テーパー角をより小さくした。この樹脂膜３１上に膜厚が０．１μｍになるようにアルミニウム膜３２を形成した以外は、実施例１と同様の条件で液晶セルを作成した。
このように作成した液晶セルを用いた半透過型液晶表示装置において、光源２８を輝度２０００ｃｄ／ｍ２で照射し、表示面の輝度を測定したところ、４０ｃｄ／ｍ２であった。
【００４５】
（実施例３）
ガラス基板上に透明アクリル感光樹脂をポストベーク後、膜厚が３μｍになるように塗布し、露光および現像して樹脂膜を形成した。この際、露光は弱く、現像は強く行うことにより、樹脂断面をテーパー状に形成した。さらに、ポストベークを１４０℃で１５分、次に２２０℃で３２０分と二段階に分けて行い、テーパー角をより小さくした。この樹脂膜３２上に、ブラックマトリクスとなる防反射クロムからなる第１クロム層３３を膜厚０．１μｍに形成し、次に反射クロムからなる第２クロム層３３を膜厚０．０５μｍに形成した。上記以外は、実施例１と同様の条件で液晶セルを作成した。
このように作成した液晶セルを用いた半透過型液晶表示装置において、光源２８を輝度２０００ｃｄ／ｍ２で照射し、表示面の輝度を測定したところ、４０ｃｄ／ｍ２であった。
【００４６】
上記の実施例１〜３の結果から、本発明の液晶表示装置は、光拡散構造を形成したことによって光拡散構造に入射した光が光拡散構造で反射されて散乱反射体に入射し、その後、散乱反射体で反射することで、光拡散構造への入射光を液晶表示に寄与でき、高い輝度が得られることが明らかになった。
【００４７】
（比較例）
比較例として、ブラックマトリクスの膜厚を０．１５μｍとし、ブラックマトリクスの液晶側に光拡散構造を形成しない以外は実施例１と同様に形成した半透過型液晶表示装置を作成した。この反射型液晶表示装置を用いて実施例と同様に輝度を測定したところ、１．０ｃｄ／ｍ２であった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る反射型液晶表示装置の一実施形態を示す平面構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る要部拡大図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る要部拡大図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る要部拡大図である。
【図６】従来の反射型液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【図７】従来の反射型液晶表示装置の他の一例を示す断面図である。
【図８】図７の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０・・・液晶表示装置、１１・・・下基板（一方の基板）、１２・・・上基板（他方の基板）、１３・・・液晶層、１４・・・画素電極（表示電極）を備える散乱反射体、２３・・・カラーフィルタ層、２４・・・共通電極（対向電極）、２５・・・ブラックマトリクス、２６・・・光拡散構造、２６ａ・・・傾斜面、２６ｂ・・・先端部、２８・・・光源、３０・・・通過孔、Ｔ・・・薄膜トランジスタ（スイッチング素子）、Ｇ１〜Ｇ３・・・走査線、Ｓ１・・・データ線（信号線）
【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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