(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射材料から成る表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動する薄膜トランジスタを備えたＴＦＴ基板と、対向電極、遮光部、カラーフィルタを備えた対向電極基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成る反射型液晶表示装置であって、前記対向電極基板の前記ＴＦＴ基板と対向しない面に密着させたＥＬ素子基板は、前記対向電極基板に設けられた遮光部と対応した位置にエレクトロルミネッセンス素子を備え、該エレクトロルミネッセンス素子と前記対向電極に設けられた遮光部との間に光拡散体を備えることを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
前記光拡散体は遮光部の方向に凸形状を有するレンズであることを特徴とする請求項１記載の反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記光拡散体は前記ＥＬ素子基板をエッチングして形成した凸形状レンズであることを特徴とする請求項２記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
前記光拡散体は前記対向電極基板をエッチングして形成した凹形状レンズであることを特徴とする請求項２記載の反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エレクトロルミネッセンス（Electro  Luminescence：以下、「ＥＬ」と称する。）素子を光源として備えた反射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、観察方向から入射した光を反射させて表示を見るいわゆる反射型液晶表示装置が提案されている。
しかしながら、反射型液晶表示装置は周囲が暗い場所では明るい表示をみることがきわめて困難であるという問題があった。
【０００３】
そこで、この問題の解決策として、図５に示すような構造が提案されている。
図５に、従来の有機ＥＬ光源を備えた反射型液晶表示装置の一表示画素の断面図を示す。
ガラスなどの絶縁基板１上に、ゲート電極２を形成し、そのゲート電極２上に設けた絶縁膜３を介して多結晶シリコンから成る能動層４を形成する。その能動層４には、チャネル領域７、及びストッパ８でチャネル領域７をマスクして不純物を注入して形成したソース５並びにドレイン６を設ける。その上には層間絶縁膜９が形成されており、一方のソース５は層間絶縁膜９に形成されたコンタクトホールを介して、Ａｌ等の反射材料から成る表示電極（ソース電極）１０と接続されている。他方のドレイン６は層間絶縁膜９に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極１１に接続されている。こうして薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、「ＴＦＴ」と称する。）が形成された絶縁基板１、即ちＴＦＴ基板１が完成する。
【０００４】
次に、ＴＦＴ基板１に対向した対向電極基板１２は、その対向面に対向電極１３を備えその上に遮光部１５を備えたカラーフィルタ１４を設けている。遮光部１５は、後述の図２の斜線部で示すように、表示電極１０以外の領域、即ちＴＦＴ、そのＴＦＴに走査信号を供給する走査信号線Ｇ、及びＴＦＴに映像信号を供給する映像信号線Ｄに対応した位置に設けられている。
【０００５】
こうして出来上がった対向電極基板１２とＴＦＴ基板１とをそれらの周辺を接着し、これらの基板１，１２間に液晶１６を充填して反射型液晶表示装置が完成する。
対向電極基板１２の対向電極１３を形成していない側にＥＬ素子基板１７を設ける。
【０００６】
このＥＬ素子基板１７は、ガラス基板等の透明絶縁性基板から成っている。その一方の面１７ａには有機ＥＬ素子１８が形成されており他方の面１７ｂが対向電極基板１２に貼り合わされて密着している。
また、有機ＥＬ素子１８は、遮光部１５に対応した位置に、ＩＴＯ（Indium Thin Oxide）等の透明電極から成る陽極２０、ＭＴＤＡＴＡ（4,4'-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl）から成る第２ホール輸送層、ＴＰＤ（4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine）からなる第１ホール輸送層、キナクリドン（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成る発光層、及びＢｅｂｑ2から成る電子輸送層の各有機化合物から成る発光素子層２１、マグネシウム・インジウム合金（ＭｇＩｎ）から成る陰極２２がこの順番で積層形成されて成っている。有機ＥＬ素子１８は、このように陽極２０、陰極２２及び発光素子層２１によって構成されている。
【０００７】
有機ＥＬ素子１８は、陽極から注入されたホールと、陰極から注入された電子とが発光層の内部で再結合し、発光層を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程で発光層から光が放たれ、この光が陽極２０から外部へ放出される（図中、破線矢印方向）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、そのＥＬ素子１８は対向電極基板１２の遮光部１５に対応した位置に配置されているため、図５中の破線矢印に示すように、ＥＬ素子１８からの光３０は、その多くが遮光部１５に遮られてしまい表示電極１０へ進む光はごく一部しかなく、表示画素のうち遮光部付近のみしか明るくならないという欠点があった。
【０００９】
そこで本発明は、上記の従来の欠点に鑑みて為されたものであり、明るくかつ均一な明るさの表示が得られる反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の反射型液晶表示装置は、反射材料から成る表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動するＴＦＴを備えた第１の基板と、該第１の基板に対向し電極を備えた第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成る反射型液晶表示装置であって、前記第２の透明基板に対向して設けた第３の透明基板は、前記表示電極以外の領域にＥＬ素子を備え、該ＥＬ素子形成位置に対応して前記第２の透明基板側に光拡散体を備える。
【００１１】
また、本発明の反射型液晶表示装置は、反射材料から成る表示電極、該表示電極が接続され液晶を駆動するＴＦＴを備えた第１の基板と、該第１の基板に対向し電極を備えた第２の透明基板とを有し、両基板間に前記液晶を充填して成る反射型液晶表示装置であって、前記第２の透明基板に対向して設けた第３の透明基板は前記表示電極以外の領域にＥＬ素子を備え、前記第２の透明基板における前記第３の透明基板側には前記ＥＬ素子形成位置に対応して光拡散体を備える。
【００１２】
また、前記光拡散体は前記第３の透明基板をエッチングして形成した凸形状レンズである。
更に、前記光拡散体は前記第２の透明基板をエッチングして形成した凹形状レンズである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の反射型液晶表示装置について図に従って説明する。
図１は、第１の実施の形態の有機ＥＬ素子を補助光源として備えた液晶表示装置の１つの表示画素の断面図を示し、図２は、その平面図を示す。
なお、以下の説明において、既に説明した図面と同一部分には同一符号を付す。
【００１４】
ガラスなどの透明絶縁性基板１上に、ゲート電極２を形成し、そのゲート電極２上に設けたゲート絶縁膜３を介して例えば多結晶シリコンから成る能動層４を形成する。その能動層４には、チャネル領域７、及びストッパ８でチャネル７をマスクして不純物を注入して形成したソース５並びにドレイン６を設ける。その上には層間絶縁膜９が形成されており、一方のソース５は層間絶縁膜９に形成されたコンタクトホールを介して、反射材料から成る表示電極（ソース電極）１０と接続されている。他方のドレイン６は層間絶縁膜９に形成されたコンタクトホールを介してドレイン電極１１に接続されている。こうしてＴＦＴが形成された絶縁基板１、即ちＴＦＴ基板１が完成する。
【００１５】
次に、ＴＦＴ基板１に対向した対向電極基板１２は、対向電極１３を備えその上に遮光部１５を備えたカラーフィルタ１４を設けている。遮光部１５は図２に斜線で示すように、ＴＦＴ、走査信号線Ｇ及び映像信号線Ｄに対応した領域、即ち表示電極以外の領域に設けられている。
こうして出来上がった対向電極基板１２とＴＦＴ基板１とをそれらの周辺を接着し、これらの基板１，１２間に液晶１３を充填して反射型液晶表示装置が完成する。
【００１６】
対向電極基板１２の液晶１６を備えていない側（図１中、対向電極基板１２の上側）にＥＬ素子基板１７を設ける。
以下に、ＥＬ素子基板１７について説明する。
ＥＬ素子基板１７には、その一方の面１７ａには有機ＥＬ素子１８が形成され、他方の面１７ｂには有機ＥＬ素子１８に対応した位置に光拡散体である凸形状レンズ１９が形成されている。
【００１７】
図３に従ってＥＬ素子基板の一方の面１７ｂに形成する凸形状レンズの形成方法について説明する。
ＥＬ素子基板１７はガラス基板等の透明絶縁性基板から成っている。
ここでは、ＥＬ素子基板としてガラス基板を用いた場合について説明する。
図３（ａ）に示すように、ガラス基板１７ｂ上に凸形状レンズを形成する表示電極以外の領域（同図の場合は、走査信号線Ｇ及び映像信号線Ｄに対応した領域）にレジストパターンＰ（斜線部）を形成する。次に弗酸系のエッチング液、例えば希弗酸でガラス基板をエッチングして図３（ｂ）に示すような凸形状レンズ、例えばかまぼこ型レンズ１９を形成する。
【００１８】
こうして、凸状レンズ１９は、反射型液晶表示パネルの全面に配置された表示電極以外の領域に設けられる。その領域のガラス基板１７ａ上には有機ＥＬ素子１８が形成される。
有機ＥＬ素子は、一般的な構造の有機ＥＬ素子である。図１に示す有機ＥＬ素子１８の上には外部からの力による損傷を避けるために、絶縁膜等によってカバーされていることが好ましい。
【００１９】
図１に示すように、有機ＥＬ素子から放たれた光３０は、破線矢印のように陽極２０から凸形状レンズ１９へ放出される。その放出された光は従来のように遮光膜１５に遮られることなく表示電極１０に対応した位置のカラーフィルタ（この場合「Ｒ」）及び反射材料から成る表示電極１０に供給され、そこで反射されて、カラーフィルタ１４，対向電極１３、対向電極基板１２及びＥＬ素子基板１７を通って外部に出る。それによって表示が得られる。
【００２０】
このように、反射型液晶表示装置の各表示画素付近の遮光部に対応した位置に設けた凸形状レンズにより有機ＥＬ素子から発光される光が拡散されるため、表示電極に多くの光量が供給されることになり、有機ＥＬ素子の発光光の利用効率を向上することができるとともに、明るくかつ表示装置全面において均一な明るさの表示が得られることになる。
【００２１】
なお、上述の如く表示画素に十分に光が供給されるため、本実施の形態のようにカラーフィルタを備えた場合には色合いの良い表示が得られることになる。
また、本実施の形態においては、凸形状レンズを図２の斜線部で示す遮光部に全体に設けた場合を説明したが、それに限定するものではなく、図２の円で示すように、走査信号線と映像信号線との交点付近のＴＦＴも覆った遮光部に概ね半球状の凸レンズを設けても良い。比較的広い領域が確保できるので大きな凸形状レンズを形成することができる。従って、この交点付近の領域にのみ凸形状レンズ及び有機ＥＬ素子を形成しても明るく且つ均一な明るさの表示を得ることができる。
＜第２の実施の形態＞
図４は、第２の実施の形態の有機ＥＬ素子を補助光源として備えた液晶表示装置の１つの画素の断面図である。
【００２２】
同図に示す如く、前述の図１の液晶表示装置と異なる点は、凹形状レンズ２３を第２の透明基板である対向電極基板１２のＥＬ素子基板１７に対向した面１２ａに設けた点である。
第１の基板であるＴＦＴ基板１は第１の実施の形態と同じ構造であるので説明は省略する。
【００２３】
第２の透明基板である対向電極基板１２は例えばガラス基板から成っており、カラーフィルタ１４の遮光部１５に応じた位置に、光拡散体である凹形状のレンズ２３を備えている。
この凹形状レンズ２３は、図３（ａ）に示したレジスト形成パターンを反転させたパターン、即ちレンズを形成する位置に窓を有するレジストパターン（表示電極領域にレジストが残存するパターン）を対向電極基板１２の一方の面１２ａに設けて、弗酸系のエッチング液によってエッチングしてガラス基板の一方の面１２ａに凹状の溝を形成する。
【００２４】
その後、他方の面１２ｂに、対向電極１３及びカラーフィルタ１４を順に積層する。
第３の透明基板であるＥＬ素子基板１７は平坦なガラス基板から成っており遮光部１５の位置に対応して有機ＥＬ素子１８が形成されている。即ち、有機ＥＬ素子１８と凹形状レンズ２３とは互いに対応した位置に形成されている。
【００２５】
有機ＥＬ素子１８から発光した光３０は、ＴＦＴ基板１側に向かって発光され表示電極１０にて反射されて、その後液晶層１６、カラーフィルタ１４及び対向電極基板１２を通って出射する。このとき有機ＥＬ素子１８は遮光部１５に対応した位置に形成してあるが、光は遮光部に遮られることなく凹形状レンズによって拡散されるため、表示画素に多くの光量を供給することができるようになり明るい液晶表示装置の表示を得ることができる。また、表示装置の各表示電極周辺の遮光部に有機ＥＬ素子及び凹形状レンズを形成しているので表示装置全面で均一な明るさの液晶表示装置を得ることができる。
【００２６】
なお、上述の各実施の形態においては、遮光部１５はカラーフィルタ１４に設けられている場合について説明したが、対向電極基板１２の液晶１６を配置した側に黒色の樹脂等にて設けられている場合でも適用は可能である。
また、各実施の形態のＥＬ素子基板は反射型液晶表示パネルの対向電極基板に接着剤等にて接着して反射型液晶表示パネルと一体の構造でも、取り外し可能な別体の構造でも良い。
【００２７】
また、本発明の光拡散体である凸形状レンズ及び凹形状レンズは、それらを設ける基板をエッチングして形成するので、別体のレンズを基板に貼り付ける場合に比べ所望の位置に正確に形成することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の反射型液晶表示装置によれば、表示装置全面で明るくかつ均一な明るさの表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す反射型液晶表示装置の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す反射型液晶表示装置の平面図である。
【図３】本発明の凸形状レンズの形成パターンを示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す反射型液晶表示装置の断面図である。
【図５】従来の反射型液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
１            ＴＦＴ基板
１０          表示電極
１２          対向電極基板
１５          遮光部
１７          ＥＬ素子基板
１９          凸形状レンズ
２０          陽極
２１          発光素子層
２２          陰極
２３          凹形状レンズ
【図１】
0003831510.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003831510.tif 000005
【図５】
0003831510.tif 000006