ノーマリーブラック型の反射透過型液晶ディスプレイ
光学複屈折を電気制御可能な、均一に配列された液晶材料を使用して、ノーマリーブラック型のマルチモードＬＣＤに関する技術が提供される。ＢＬＵとその近くの偏光層との間に光リサイクリング／再指向フィルムを加えて、ＬＣＤユニット構造の反射部から同じ構造の透過部にバックライトを再利用して、ＢＬＵの光出力効率を高め得る。透過部および反射部の電極は、種々の動作モードにおいて別個に駆動し得る。利点には、高い透過率、高い反射率、広観察角、光リサイクリング効率の向上、および低い製造費が含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションで説明する手法は、実行可能な手法であるが、必ずしも、従来に考慮または実行された手法ではない。それゆえ、他に指摘がない限り、このセクションで説明する手法のいずれかを、単にこのセクションに含まれているということで従来技術とみなすべきではない。
【０００３】
反射部および透過部を各々有する画素または副画素のアレイを含む反射透過型（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）ＬＣＤが、携帯電話、電子書籍、およびパーソナルコンピュータにおいて使用され得る。これは、一部においては、反射透過型ＬＣＤの可読性が一般に周囲照明条件に制限されないためである。反射透過型ＬＣＤの画素または副画素の反射部および透過部は、同時に、１つの画素または副画素値を表すために使用され得る。しかしながら、反射部および透過部の一方のみを使用して画素または副画素値を表す場合、残りの部は、画素または副画素の全体的な輝度レベルを歪曲させることがある。
【０００４】
ノーマリーホワイト型の反射透過型ＬＣＤは、ネマチックハイブリッド（ｎｅｍａｔｉｃ−ｈｙｂｒｉｄ）リターダなどの補償リターダ（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅｔａｒｄｅｒ）を使用して、画素の透過部および反射部の一方を暗い黒状態にして、画素の全体的な輝度レベルの歪曲を防止し得る。しかしながら、補償リターダは一般に高価であり、ノーマリーホワイト型の反射透過型ＬＣＤに補償リターダを組み込むことは、製造プロセスを複雑にする。
【０００５】
さらに、ノーマリーホワイト型の画素を動作時に暗い黒状態に変えるためには追加的な電力消費を必要とする。それゆえ、従来のＬＣＤでは、バッテリー電力のほぼ７５％がバックライトユニット（ＢＬＵ）によって消費される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ノーマリーブラック（ＮＢ）型の反射透過型ＬＣＤのための技術を説明する。本書で説明する好ましい実施形態ならびに一般的な原理および特徴に対する種々の修正は、当業者には容易に分かる。それゆえ、本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、本書で説明する原理および特徴に一致する最も広範な範囲に従うものである。
【０００７】
１．総括
実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは、バックライト、または追加的に周辺光を使用して、透過または反射透過動作モードにおいてカラー画像を示し、および周辺光のみを使用して、反射動作モードにおいて白黒画像を示す。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは広観察角を有する。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは、そうでないものよりも位相遅延（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）フィルムが少なくなり、発生する製造費用が少なくなる。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは、良好な周辺光可読性および低消費電力を示す。
【０００８】
実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤのユニット構造は、反射部および透過部の双方において均一に配列された液晶層を含む。本書で使用されるように、「均一に配列された液晶層」とは、電圧オフ状態において、液晶層が、透過部および反射部の各々において同じ方向に均一に配列されたままであることを意味する；しかしながら、透過部の液晶層部分は、反射部の液晶層部分と整列していてもしていなくてもよい。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤユニット構造は、透過部に高い透過率および反射部に高い反射率を示す。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤユニット構造の反射部におけるバックライトは、透過部に再循環される。
【０００９】
実施形態では、反射透過型液晶ディスプレイが複数のユニット構造を含み、各ユニット構造が反射部および透過部を含む。反射部は、第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；第１の基板層および第２の基板層の一方に隣接する被覆層；第１の基板層に隣接する反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；第１の基板層と第２の基板層との間にある液晶層の第１の液晶層部分を含み；第２の基板層は第１の基板層に対向しており、第１の基板層および第２の基板層は、第１の偏光層と第２の偏光層との間にあり、第１の液晶層部分の液晶分子は、電圧オフ状態において、第１の方向に沿って実質的に均一に配列されている。透過部は、第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第２の部分；第１の基板層と第２の基板層との間の液晶層の第２の液晶層部分；第２のコモン電極部分；および透過電極を含み；第１の液晶層部分のセルギャップは第２の液晶層部分のセルギャップとは異なり；第２の液晶層部分の液晶分子は、電圧オフ状態において、第２の方向に沿って実質的に均一に配列されている。一部の実施形態では、第１の方向と第２の方向は、電圧オフ状態において同じである一方、一部の他の実施形態では、第１の方向と第２の方向は、電圧オフ状態において異なる。
【００１０】
実施形態では、ユニット構造は、透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、ユニット構造は、少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されている。これらの実施形態の一部では、ユニット構造は複合画素の一部であり、その複合画素は、そのユニット構造によって表された色の値とは異なる色の値を表すように構成された別のユニット構造を含む。
【００１１】
一部の実施形態では、第１の基板層の表面の垂直方向は、第１の方向および第２の方向の１つ以上に平行に配列されている。一部の他の実施形態では、ユニット構造は１つ以上の配向膜をさらに含み、第１の方向および第２の方向の１つ以上は、１つ以上の配向膜の少なくとも１つのラビング方向に沿っている。
【００１２】
実施形態では、２分の１波長位相遅延フィルムは、実質的に反射部のみを覆うインセル位相遅延フィルムである。
【００１３】
実施形態では、ユニット構造は第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、それらの各々は、反射部に第１の部分および透過部に第２の部分を含む；２分の１波長位相遅延フィルムは、反射部において第２の２分の１波長フィルムの第１の部分である。
【００１４】
一部の実施形態では、第２の２分の１波長フィルムは一軸位相遅延フィルムである。一部の他の実施形態では、第２の２分の１波長フィルムは二軸位相遅延フィルムであるか、または斜めの位相遅延フィルムである。
【００１５】
実施形態では、液晶層は、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含む。
【００１６】
実施形態では、２分の１波長位相遅延フィルムおよび第１の液晶層部分は、電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成する。これらの実施形態の一部では、２分の１波長位相遅延フィルムの方位角はθｈである；第１の液晶層部分の方位角はθｑである；および方位角は、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たす。これらの実施形態の一部では、θｑは、角度変動±５°以内で、（１）０°もしくは９０°、または（２）１０°もしくは１００°の一方である。
【００１７】
実施形態では、ユニット構造は第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、２分の１波長位相遅延フィルムは、第２の２分の１波長フィルムの第１の部分であり、電圧オフ状態において２分の１波長位相遅延フィルムおよび第１の液晶層部分は、反射部に広帯域の４分の１波長板を形成し、第２の２分の１波長フィルムの第２の部分および第２の液晶層部分の第１の半分は、電圧オフ状態において、透過部に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および第１の２分の１波長フィルムおよび第２の液晶層部分の第２の残りの半分は、電圧オフ状態において、透過部に第２の広帯域の４分の１波長板を形成する。これらの実施形態の一部では、第１の２分の１波長フィルムの方位角はθｈである；第１の液晶層部分の方位角はθｑであり、第２の２分の１波長フィルムの方位角は実質的にθｈであり、および方位角は、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たす。一部の他の実施形態では、θｑは、角度変動±５°以内で、（１）０°もしくは９０°、または（２）１０°もしくは１００°の一方である。
【００１８】
実施形態では、ユニット構造は、第１の２分の１波長フィルム、第２の２分の１波長フィルム、第１の４分の１波長フィルム、および第２の４分の１波長フィルムを含み、２分の１波長位相遅延フィルムは第２の２分の１波長フィルムの一部であり、第１の２分の１波長フィルムおよび第１の４分の１波長は、透過部および反射部の双方に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、第２の２分の１波長フィルムおよび第２の４分の１波長は、透過部および反射部の双方に第２の広帯域の４分の１波長板を形成する。これらの実施形態の一部では、第１の２分の１波長フィルムの方位角はθｈである；第１の４分の１波長フィルムの方位角はθｑである；第２の２分の１波長フィルムの方位角は実質的にθｈである；第２の４分の１波長フィルムの方位角は実質的にθｈである；および方位角は、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たす。これらの実施形態の一部では、θｑは、角度変動±５°以内で、（１）０°もしくは９０°、または（２）１０°もしくは１００°の一方である。
【００１９】
実施形態では、ユニット構造は、反射電極を透過電極に電気的に接続するかどうかを制御するように構成されたスイッチング要素を含む。これらの実施形態の一部では、スイッチング要素は１つ以上の薄膜トランジスタを含む。
【００２０】
実施形態では、コモン電極および透過電極と反射電極との組み合わせの少なくとも一方は、異なる平面に配置された２つの空間的部分を含む。
【００２１】
実施形態では、コモン電極を液晶層の第１の側面に配置し、透過電極および反射電極を液晶層の第２の対向側面に配置する。
【００２２】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極を液晶層の同じ側面に配置する；ユニット構造はパッシベーション層をさらに含む；コモン電極をパッシベーション層の第１の側面に配置する；透過電極および反射電極をパッシベーション層の第２の対向側面に配置する。
【００２３】
実施形態では、コモン電極、透過電極および反射電極の少なくとも１つは、導電材料の非穿孔プレーナ層によって形成される。
【００２４】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つは、複数の別個の導電性部品によって形成される；隣接する２つの別個の導電性部品は、非導電性ギャップによって空間的に分離されている。
【００２５】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つは、１つ以上の開口部を含み、それら開口部の各々は導電材料の空孔である。これらの実施形態の一部では、１つ以上の開口部の少なくとも１つは対称的な形状を有する。
【００２６】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つに、１つ以上のミクロ突出部を堆積させる。これらの実施形態の一部では、１つ以上のミクロ突出部の少なくとも１つは固体誘電材料である。一部の実施形態では、１つ以上のミクロ突出部の少なくとも１つは、導電材料で被覆されている。
【００２７】
実施形態では、コモン電極は１つ以上の開口部を含み、それら開口部の各々は導電材料の空孔である；透過電極および反射電極に、１つ以上のミクロ突出部を堆積させる；１つ以上の開口部および１つ以上のミクロ突出部は、１つ以上の対の電極副構造を形成し、それら電極副構造の各々は、１つ以上の開口部の１つおよび１つ以上のミクロ突出部の１つを含む。
【００２８】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つは透明な導電材料を含む。
【００２９】
実施形態では、反射電極は反射層である。
【００３０】
実施形態では、ユニット構造は、第１の基板層とバックライトユニットとの間に光リサイクリングフィルムをさらに含み、反射部から透過部へ、バックライトを再指向させる。これらの実施形態の一部では、光リサイクリングフィルムは、いずれの偏光状態の入射光も、特定の偏光状態の再指向された光に変えるように構成される。
【００３１】
一部の実施形態では、本書に記載した反射透過型ＬＣＤは、限定はされないが、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、セルラ無線電話、電子書籍リーダ、ポイントオブセールス端末、デスクトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、コンピュータ・キオスク、またはガソリンポンプに結合されたまたはそれに内蔵されたコンピュータ、ならびに様々な他の種類の端末およびディスプレイ装置を含め、コンピュータの一部を形成する。
【００３２】
一部の実施形態では、方法は、上述の通りの反射透過型ＬＣＤ、および反射透過型ＬＣＤへのバックライト光源を提供するステップを含む。
【００３３】
本書に記載した好ましい実施形態、ならびに一般的な原理および特徴に対する種々の修正は、当業者には容易にわかる。それゆえ、本開示は、図示の実施形態に限定されるものではなく、本書で説明する原理および特徴に一致する最も広範な範囲に従うものである。
【００３４】
本発明の種々の実施形態を、以下、本発明を限定せずに示すために提供された添付図面に関連して説明し、図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】電圧オフ状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型電気制御複屈折（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：ＥＣＢ）ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図１Ｂ】電圧オン状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図２Ａ】電圧オフ状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型フリンジフィールドスイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＦＦＳ）ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図２Ｂ】電圧オン状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＦＦＳ ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図３Ａ】電圧オフ状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型花状電極構成（Ｆｌｏｗｅｒ−ｌｉｋｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ：ＦＥＣ）ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図３Ｂ】例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＦＥＣ ＬＣＤユニット構造の例示的な電極副構造を示す。
【図３Ｃ】電圧オン状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＦＥＣ ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図４】ＬＣＤユニット構造のいずれかと使用される例示的なバックライトリサイクリングスキームを示す。
【００３６】
図面は縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
２．構造概観
２．１ 電気制御複屈折（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：ＥＣＢ）
図１Ａは、電圧オフ状態の例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００の概略的な断面図を示す。この開示で使用されるように、「電圧オフ状態の反射透過型ＬＣＤユニット構造」は、ユニット構造が、（１）ユニット構造の液晶層に電圧が印加されていない、または（２）印加されていても、電圧が印加されていないときの液晶層の状態からの逸脱を引き起こす閾値を下回る状態にあることを意味する。用語「反射透過型ＬＣＤユニット構造」は、反射透過型ＬＣＤ中の画素または副画素を指し得る。ＬＣＤユニット構造１００は２つ以上の部分を含み得る。図示の通り、ＬＣＤユニット構造１００は、図１Ａの水平方向に沿って透過部１０１および反射部１０２を含む。透過部１０１および反射部１０２は、図１Ａの垂直方向に沿って異なる層状構造を有する。
【００３８】
ＬＣＤユニット構造１００は、均一に配列された液晶材料の層１１０を含む。透過部１０１および反射部１０２の双方が、ここで示すようなＥＣＢモードで動作するための構造を含む場合、透過部１０１および反射部１０２の双方の液晶層１１０は、電圧オフ状態では同じ方向に配列し得る。液晶層１１０は、真空条件下で毛管効果または滴下注入（ｏｎｅ−ｄｒｏｐ ｆｉｌｌｉｎｇ）法によってセル空間に埋められ得る。提案の実施形態では、液晶層１１０は一般に、Δε＞０の正の誘電異方性タイプのものである。
【００３９】
透過部１０１は、反射部１０２とは異なる液晶セルギャップを有し得る。この開示で使用されるように、「液晶セルギャップ」は、透過部または反射部のいずれかでの液晶層の厚さを指す。例えば、一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造１００は、反射部１０２の下部基板層１１４上にまたはその付近に被覆層１１３を含む。被覆層１１３は、フォトリソグラフィーのエッチングプロセスによって部分的にエッチングされた複数の領域に形成し得る。種々の実施形態では、被覆層１１３は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含み得る。一部の実施形態では、一部には被覆層１１３のために、反射部１０２の液晶層１１０の部分のセルギャップは、透過部の液晶層１１０の他の部分のセルギャップのほぼ半分である。
【００４０】
被覆層１１３の、図１Ａにおいては頂面である内側面は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属反射層１１１で覆われ、反射電極１１１ａとして働き得る。一部の実施形態では、この金属反射層１１１は、凹凸のある金属層とし得る。
【００４１】
下部基板層１１４はガラス製とし得る。透過部１０１において液晶層１１０に面する下部基板層１１４の内側面には、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層１１２を透過電極１１２ａとして設け得る。
【００４２】
上部基板層１２４の表面上にまたはその付近にカラーフィルタ１２３ａを堆積し得る。カラーフィルタは、透過部１０１および反射部１０２の双方を覆っても、または透過部１０１のみを覆ってもよい。透過部１０１において液晶層１１０に面する上部基板層１２４の内側面上にまたはその付近に、赤、緑および青（ＲＧＢ）のカラーフィルタ１２３ａを堆積し得る。カラーフィルタ１２３ａに覆われていない領域には、第２の被覆層１２３ｂを構成し得る。この第２の被覆層１２３ｂは、プラズマ促進化学蒸着または他の同様のスパッタリング法によって作られた、ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏおよびａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの有機材料、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機材料を含むパッシベーション層とし得る。
【００４３】
上部基板層１２４と液晶層１１０との間にコモン電極１２２ａとしてＩＴＯ層１２２を配置し得る。一部の実施形態では、このＩＴＯ層１２２は、ＬＣＤユニット構造の全域を覆う。
【００４４】
それぞれ、下部基板層１１４および上部基板層１２４の外側面には、実質的に同じ偏光軸を備える下部直線偏光層１１６および上部直線偏光層１２６を取り付け得る。
【００４５】
ユニット構造１００には、反射電極１１１ａを透過部１０１の透過電極１１２ａと接続するかまたは切断するかを制御するようにスイッチング要素を構成し得る。例えば、ＬＣＤユニット構造１００を含む反射透過型ＬＣＤディスプレイのいくつかの動作モードでは、表示モード制御論理と連動するスイッチング要素は、反射電極１１１ａを透過電極１１２ａに接続させ得る；従って、電極１１１ａおよび１１２ａは同じ信号によって駆動されて、透過部１０１および反射部１０２が同時に同じ画素または副画素値を表すようにし得る。他方で、他のいくつかの動作モードでは、スイッチング要素は反射電極１１１ａを透過電極１１２ａから切断し得る；それゆえ、電極１１１ａおよび１１２ａは別個の信号によって駆動され得、透過部１０１および反射部１０２が独立して、異なる画素または副画素値を表すようにし得る。例えば、透過動作モードでは、透過部１０１は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、反射部１０２は、暗い黒状態に設定し得る。他方で、反射動作モードでは、反射部１０２は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、透過部１０１は、暗い黒状態に設定し得る。
【００４６】
スイッチング要素には、反射部１０２の金属反射層１１１の下に隠された１つ以上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が実装され得、反射透過型ＬＣＤの口径比を改善し得る。
【００４７】
一部の実施形態では、電圧オフ状態において、均一に配列された液晶層１１０を、透過部１０１の液晶層１１０が実質的に２分の１波長板となる一方、反射部１０２の液晶層１１０は、実質的に４分の１波長板となるような方向に配列し得る。異なる実施形態では、異なる電気制御可能な複屈折特性を有する液晶材料は、液晶層１１０に使用し得る。一部の実施形態では、（１）ＩＴＯ層１１２、１２２および金属反射層１１１の一方と、（２）液晶層１１０との間に、ラビングされたポリイミド層（図１Ａには図示せず）を形成して、ラビングされたポリイミド層付近の液晶層１１０の分子を、基板層１１４および１２４の平面に平行なラビング方向に沿って均一に配列させるように促すようにし得る。
【００４８】
一部の実施形態では、偏光層１１８の上方に第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６が配置される一方、偏光層１２８の下方に第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６が配置される。偏光層１１８および１２８は、実質的に割り当てられた偏光軸を有し得る。そこに配列された分子の「異常」または長手方向とし得る、第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６の遅相軸方向は、ユニット構造１００内で実質的に同じ方向に沿い得る。液晶層１１０は、電圧オフ状態において２分の１波長板であるため、第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６に入射するときには第１の偏光状態を有するＢＬＵからのバックライト１３２は、第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６を出射するときには第２の直交偏光状態を有する光に変わる。この第２の直交偏光状態を有する光は、偏光層１２８によって遮られる。これにより、ＬＣＤユニット構造１００の透過部１０１にノーマリーブラック液晶モードを生じる。
【００４９】
反射部１０２では、周辺光１４２の光の経路は、液晶層１１０を２度横切る。反射部１０２の液晶層１１０は電圧オフ状態では４分の１波長板であるため、周辺光１４２の光の経路が液晶層１１０を２度横断した後の液晶層１１０の総合効果は、２分の１波長板である。透過部１０１に対する同様の分析によれば、周辺光１４２は、電圧オフ状態において反射部１０２で同様に遮られる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造１００の反射部１０２にもノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【００５０】
一部の実施形態では、第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６の方位角は同じであり、例えばθｈである。電圧オフ状態では、透過部１０１の液晶層１１０によって形成された２分の１波長板は、対の４分の１波長板とみなし得る；その対の４分の１波長板の方位角も同じであり、例えばθｑである。第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および一方の４分の１波長板が広帯域の４分の１波長板を形成する一方、第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および他方の４分の１波長板が別の広帯域の４分の１波長板を形成する。それゆえ、透過部１０１の光学的構成は、上述の通り２つの広帯域の４分の１波長板を含む。
【００５１】
同様に、反射部１０２では、第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および液晶層１１０のみが周辺光１４２の光路にある。上述の通り、電圧オフ状態では、反射部１０２の液晶層１１０は４分の１波長板である。第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および液晶層１１０の方位角はそれぞれθｈおよびθｑである。周辺光１４２の光路が第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および液晶層１１０を２度横切るため、反射部１０２の光学的構成はまた、効果的に、透過部１０１の光学的構成におけるものと同じ方位角θｈおよびθｑを有する２つの広帯域の４分の１波長板を含む。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視域において最適化された中心波長の選択に依存して、広帯域の４分の１波長板のリターデーション値は、１６０ｎｍ〜４００ｎｍの間の値で設定され得る。さらに、一部の実施形態では、方位角θｈおよびθｑは、以下の２つの式の一方を満たすように設定し得る。
【００５２】
６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０ （式１ａ）
または
−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０ （式１ｂ）
一部の実施形態では、透過部および反射部の双方において対の広帯域の色消し４分の１波長板を実現するために、方位角θｈおよびθｑは、以下の特定の式を実質的に満たすように設定し得る。
【００５３】
４θｈ−２θｑ＝±９０ （式１ｃ）
電圧オフ状態での液晶層１１０の色分散を低減するために、θｑは、液晶配列方向であるラビング方向に配列された０°または９０°と設定し、角度変動は±５°とし得る。一部の実施形態では、θｈは、式１ｃに基づいて約±６７．５°に設定する。透過部１０１および反射電極１０１の光学的構成が実質的に一致するために、偏光子対は、互いに垂直ではなく平行に配列されるため、ＬＣＤユニット構造１００は、そうでない場合よりも、透過モードと反射モードとの間でより良好なガンマ曲線マッチング能力を示す。
【００５４】
図１Ｂは、電圧オン状態にある例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００の概略的な断面図を示す。この開示で使用されるように、「電圧オン状態の反射透過型ＬＣＤユニット構造」は、電圧が印加されていないときの液晶層の状態からの逸脱を引き起こす閾値を上回る電圧がユニット構造の液晶層に印加されている状態にユニット構造があることを意味する。
【００５５】
図１Ｂに示すように、透過部１０１では、電圧オン状態において、均一に配列された液晶層１１０は、層１１０液晶材料の誘電異方性によるＥＣＢ効果によって傾斜される。層１１０での液晶材料の傾斜は光学的異方性の変化を誘発する。この光学的異方性の変化によって、透過部１０１の液晶層１１０が２分の１波長板ではなくなる。従って、電圧オフ状態において遮られるバックライト１３２は、このとき、偏光層１１８および１２８を通過できるようになり、透過部１０１を明るい状態にする。
【００５６】
同様に、反射部１０２では、電圧オン状態において、均一に配列された液晶層１１０は、層１１０の液晶材料の誘電異方性によるＥＣＢ効果によって傾斜される。層１１０の液晶材料のこの傾斜は光学的異方性の変化を誘発する。この変化によって、反射部１０２の液晶層１１０は４分の１波長板ではなくなる。従って、電圧オフ状態において遮られる周辺光１４２は、このとき、金属反射層１１１から反射でき、反射部１０２を明るい状態にする。
【００５７】
明瞭な例を示すために、図１Ｂの透過部１０１および反射部１０２の双方とも電圧オン状態にある。しかしながら、一部の実施形態では、透過部１０１の電圧オン状態および反射部１０２の電圧オン状態は、独立して設定され得る。例えば、上述のスイッチング要素によって、反射電極１１１ａが透過電極１１２ａに接続される場合、透過部１０１および反射部１０２の双方とも、同じ画素値に基づいた輝度状態に設定し得る。他方で、反射電極１１１ａが透過電極１１２ａと切断されている場合、透過部１０１は、第１の明るさ状態に設定し得る一方、反射部１０２は、独立して、第２の異なる明るさ状態に設定し得る。
【００５８】
一部の実施形態では、透過または反射透過動作モードにおいて透過部１０１でＲ．Ｇ．Ｂカラーフィルタ１２３ａの組み合わせでカラー画像を表示できる一方、白黒画像は反射動作モードにおいて反射部１０２で示すことができる。
【００５９】
一部の実施形態では、液晶層１１０のパラメータは：複屈折Δｎ＝０．０６７、誘電異方性Δε＝６．６および回転粘度γ１＝０．１４３Ｐａ・ｓである。液晶層１１０は、初期電圧オフ状態において均一な配列を有する。液晶層１１０の方位角θｈは０°である。液晶層１１０のプレ傾斜角は２°内である。表１は、実施形態でのＬＣＤユニット構造の追加的なパラメータを示し、透過部１０１と反射部１０２との面積比は４０：６０である。
【表１】
【００６０】
一部の実施形態では、第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６は、一軸リターダから作製される。上述の例のパラメータ値を有しかつ一軸リターダを備えるＬＣＤユニット構造１００の最大正規化透過率は、ＲＧＢ原色それぞれに関して９９．９８％、９７．３２％および７９．７０％である。例示的なノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤの最大正規化透過率は、λ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいてそれぞれ９８．８１％、８１．０８％および５９．３８％である。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００は、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤに対して、ＲＧＢ原色の透過率において１．１７％、１６．２４％および２０．３２％のゲインを有する。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００の最大正規化反射率は９３．５９％である一方、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＬＣＤの最大正規化反射率は８７．１１％である。それゆえ、ＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、反射率において、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤに対して６．４８％のゲインを有する。
【００６１】
透過部１０１では、０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加されかつ白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をＢＬＵとして有するＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、約±１５°の観察円錐（ｖｉｅｗ ｃｏｎｅ）内で３００：１の高コントラスト比および約±４０°の１０：１のコントラスト比バー（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ ｂａｒ）を達成する。
【００６２】
対照的に、同じバックライト条件下で０Ｖｒｍｓ〜３Ｖｒｍｓの電圧が印加された例示的な従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤは、垂直入射方向において３００：１のコントラスト比を達成し得る。しかしながら、観察円錐は、わずか±５°へと狭くなる。１０：１のコントラスト比バーに関しては、従来のＥＣＢ ＬＣＤの範囲はわずか約±３０°である。
【００６３】
それゆえ、ＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤよりも広い観察角を有する。
【００６４】
小型の携帯用ディスプレイは傾けられることが多く、ユーザは斜めの観察角から見ることが多い。４５°の斜めの入射角を有しかつ反射部において０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加される「Ｄ６５」周辺光条件下のＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、約±４０°の広範な観察円錐でコントラスト比１０：１、および±８０°のほぼディスプレイ全体の観察円錐では、１よりも大きいコントラスト比を実現できる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造１００を使用するディスプレイ上の白黒画像は、グレースケールを反転させることなく、周辺光条件下で読むことができる。
【００６５】
一部の実施形態では、一軸リターダを使用する代わりに、第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６は、他のタイプの異方性のリターダから作製し得る。例えば、二軸リターダ、および傾斜したリターダも使用し得る。二軸リターダが第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用される実施形態では、負または正の二軸リターダのいずれかを使用し得る。
【００６６】
負の二軸リターダが２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用される一部の実施形態では、Ｎｚをある範囲内に選択し得る。Ｎｚを（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）と定義し得る。取り得るＮｚ値の例示的な範囲は、０．２≦Ｎｚ≦０．９とし得る。一実施形態では、Ｎｚを０．３５とし得る。上述のものと同様のセル構成およびＴＦＴ駆動電圧下では、上述のＬＣＤユニット構造１００の観察円錐は、透過部１０１においてコントラスト比１０：１で±６０°よりも大きく、反射部１０２において「Ｄ６５」の太陽光条件下で約±６０°である。
【００６７】
これらの実施形態では、偏光層１１８および１２８ならびに２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６の偏光吸収軸が全て、液晶配列方向から反時計回りに１°シフトする場合でも、透過部における垂直入射角でのコントラスト比は、依然として７５〜１００の範囲にある；コントラスト比１０：１での観察円錐は、約±６０°を維持する。反射部では、垂直入射角でのコントラスト比は、依然として７５〜１００の範囲にあり、コントラスト比１０：１での観察円錐は約±６０°である。
【００６８】
正の二軸リターダが２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用される一部の実施形態では、Ｎｚを、例えば−０．５〜０の範囲に選択し得る。一実施形態では、Ｎｚを−０．１とし得る。上述のものと同様のセル構成およびＴＦＴ駆動電圧下では、上述のＬＣＤユニット構造１００の観察円錐は、透過部１０１においてコントラスト比１０：１で約±６０°であり、反射部１０２において「Ｄ６５」太陽光条件下で約±６０°である。
【００６９】
これらの実施形態では、偏光層１１８および１２８ならびに２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６の偏光吸収軸が全て、液晶配列方向から反時計回りに１°シフトする場合でも、透過部における垂直入射角でのコントラスト比は、７５〜１００の範囲にある；コントラスト比１０：１での観察円錐は、約±６０°を維持する。反射部では、垂直入射角でのコントラスト比は、７５〜１００の範囲であり、コントラスト比１０：１での観察円錐は、±５０°よりも大きい。
【００７０】
それゆえ、ＬＣＤユニット構造１００において負または正の二軸リターダのいずれかを２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用する実施形態では、透過部１０１および反射部１０２の双方において広観察角を達成する。その一方で、二軸リターダを備えるＬＣＤユニット構造１００もまた、一軸リターダを備える類似のＬＣＤユニット構造１００よりも、構造の他の光学部品に関して良好な角度アライメント許容範囲を有する。
【００７１】
２．２ フリンジフィールドスイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＦＦＳ）
図２Ａに、電圧オフ状態における例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の概略的な断面図を示す。図示の通り、ＬＣＤユニット構造２００は、図２Ａの水平方向に沿って透過部２０１および反射部２０２を含む。透過部２０１および反射部２０２は、図２Ａの垂直方向に沿って異なる層状構造を有する。
【００７２】
ＬＣＤユニット構造２００は、均一に配列された液晶材料の層２１０を含む。透過部２０１および反射部２０２の双方が、ここで図示するようなＦＦＳモードで動作するための構造を含む場合、透過部２０１および反射部２０２双方の液晶層２１０は、電圧オフ状態において同じ方向に配列され得る。液晶層２１０は、真空条件下で毛管効果または滴下注入法によってセル空間に満たされ得る。一部の実施形態では、液晶層２１０は、Δε＞０の正の誘電異方性タイプのものである。一部の実施形態では、液晶層２１０は、Δε＜０の負の誘電異方性タイプのものである。
【００７３】
カラーフィルタ２２３ａを、上部基板層２２４の表面上にまたはその付近に堆積し得る。カラーフィルタは、透過部２０１および反射部２０２の双方を覆っても、または透過部２０１のみを覆ってもよい。透過部２０１における上部基板層２２４の、液晶層２１０に面する内側面上にまたはその付近に、赤、緑および青（ＲＧＢ）のカラーフィルタ２２３ａが堆積され得る。カラーフィルタ２２３ａによって覆われていない領域では、被覆層２２３ｂが構成され得る。この被覆層２２３ｂを、プラズマ促進化学蒸着または他の同様のスパッタリング法によって作られた、ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏおよびａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの有機材料、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機材料を含むパッシベーション層とし得る。
【００７４】
２分の１波長板と等しいインセル・リターダ（ｉｎ−ｃｅｌｌ ｒｅｔａｒｄｅｒ）２５４が、（１）カラーフィルタ２２３ａまたは被覆層２２３ｂを含む層と、（２）第２の被覆層２１３との間に挿入され得る。第２の被覆層２１３は、フォトリソグラフィーのエッチングプロセスによって部分的にエッチングされた複数の領域に形成し得る。種々の実施形態では、第２の被覆層２１３はアクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含み得る。
【００７５】
透過部２０１は、反射部２０２とは異なる液晶セルギャップを有し得る。一部の実施形態では、一部にはインセル・リターダ２５４および第２の被覆層２１３のために、反射部２０２の液晶セルギャップは、透過部２０１における液晶セルギャップのほぼ半分とし得る。
【００７６】
下部基板層２１４の、液晶層２１０に面する内側面上にまたはそれ付近に、コモン電極２２２ａとしてＩＴＯ層２２２を配置し得る。一部の実施形態では、このＩＴＯ層２２２は、透過部２０１および反射部２０２の双方を覆っても、または透過部２０１のみを覆ってもよい。一部の実施形態では、下部基板層２１４の内側面に隣接して、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属反射層２１１を挿入し得る。ＩＴＯ層２２２が透過部２０１および反射部２０２の双方を覆う実施形態では、金属反射層２１１をＩＴＯ層２２２の頂面に堆積し得る。一部の実施形態では、この金属反射層２１１を、凹凸のある金属層とし得る。透過部２０１および反射層２１１のＩＴＯ層２２２の上部に電気絶縁パッシベーション層２５２を堆積し得る。
【００７７】
パッシベーション層２５２の上部にＩＴＯ層２１２を堆積し得る。このＩＴＯ層２１２は、ストライプや円、矩形などの複数の規則的な形状を含む穿孔パターンを形成し得る。導電材料を、実質的に規則的な形状のパターンのみに堆積し得る。一部の実施形態では、ＩＴＯ層２１２のこれらの規則的な形状のパターンは電気的に絶縁されているか、または非導電材料、例えば誘電材料や単に液晶材料のギャップによって層２１０から分離されている。
【００７８】
直交偏光軸を有する下部直線偏光層２１８および上部直線偏光層２２６を、下部基板層２１４および上部基板層２２４の外側面にそれぞれ取り付け得る。
【００７９】
一部の実施形態では、ＩＴＯ層２１２の穿孔パターンは、２つの別個の独立した穿孔サブパターンを含み得る。２つの別個の独立した穿孔サブパターンを、透過部２０１用の透過電極、および反射部２０２用の反射電極としてそれぞれ使用し得る。ユニット構造２００にスイッチング要素を構成して、反射電極を透過部２０１の透過電極と接続するかまたは切断するかを制御し得る。例えば、ＬＣＤユニット構造２００を含む反射透過型ＬＣＤディスプレイの一部の動作モードでは、表示モード制御論理と連動するスイッチング要素は、反射電極を透過電極と接続させ得る；従って、反射および透過電極は同じ信号によって駆動されて、透過部２０１および反射部２０２が同時に同じ画素または副画素値を表すようにし得る。他方で、他のいくつかの動作モードでは、スイッチング要素は、反射電極を透過電極から切断させ得る；従って、反射および透過電極は別個の信号によって駆動され得、透過部２０１および反射部２０２が独立して、異なる画素または副画素値を表すようにし得る。例えば、透過動作モードでは、透過部２０１は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定し得る一方、反射部２０２は、暗い黒状態に設定し得る。他方で、反射動作モードでは、反射部２０２は、画像データに基づいて画素または副画素値に従って設定し得る一方、透過部２０１は、暗い黒状態に設定し得る。
【００８０】
スイッチング要素には、反射部２０２の金属反射層２１１の下側に隠された１つ以上のＴＦＴが実装されて、反射透過型ＬＣＤの口径比を改善し得る。
【００８１】
一部の実施形態では、電圧オフ状態において、均一に配列された液晶層２１０を、透過部２０１の液晶層２１０が、遅相軸が一般に上部直線偏光層２２６の吸収軸に沿っている実質的に２分の１波長板となる一方、反射部２０２の液晶層２１０が実質的に４分の１波長板となるような方向に配置し得る。異なる実施形態では、異なる電気制御可能な複屈折特性を有する液晶材料を液晶層２１０に使用し得る。一部の実施形態では、ラビングされたポリイミド層（図２Ａには図示せず）をＩＴＯ層２１２、２２２および金属反射層２１１の一方と液晶層２１０との間に形成して、ラビングされたポリイミド層付近の液晶層２１０が、基板層２１４および２２４の平面に平行なラビング方向に沿って均一に配列されるようにし得る。
【００８２】
電圧オフ状態において液晶層２１０が下部直線偏光層２１８の偏光軸と直交して配列されるため、液晶層２１０は、電圧オフ状態において上部直線偏光層２２６の偏光軸と平行に配列されるので、ＢＬＵからの、下部偏光層２１８を通過したバックライト２３２は、電圧オフ状態において上部偏光層２２６によって遮られる。これにより、ＬＣＤユニット構造２００の透過部２０１にノーマリーブラック液晶モードを生じる。
【００８３】
反射部２０２では、周辺光２４２の光の経路は液晶層２１０を２度横切る。反射部２０２の液晶層２１０およびインセル・リターダ２５４は電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成するため、周辺光２４２の光の経路が液晶層２１０およびインセル・リターダ２５４を２度通過した後の総合効果は、２分の１波長板の横断である。図１Ａの反射部１０１と同様の分析によれば、周辺光２４２は、電圧オフ状態において反射部２０２で遮られる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造２００の反射部２０２にもノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【００８４】
一部の実施形態では、反射部２１６において、インセル・リターダ２５４は、例えばθｈの方位角を有する。電圧オフ状態では、液晶層２１０は、例えばθｑの方位角を有する４分の１波長板である。上述の通り、インセル・リターダ２５４および液晶層２１０は、広帯域の４分の１波長板を形成する。周辺光２４２の光路は、インセル・リターダ２５４および液晶層２１０を２度横切るため、反射部２０２の光学的構成は、効果的に、同じ方位角θｈおよびθｑを有する２つの広帯域の４分の１波長板を含む。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視域において最適化された中心波長の選択に依存して、広帯域の４分の１波長板のリターデーション値は、１６０ｎｍ〜４００ｎｍの値を有するように設定し得る。さらに、一部の実施形態では、方位角θｈおよびθｑを、以下の２つの式の一方を満たすように設定し得る。
【００８５】
６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０ （式２ａ）
または
−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０ （式２ｂ）
一部の実施形態では、反射部に対の広帯域の色消し４分の１波長板を実現するために、方位角θｈおよびθｑを、以下の特定の式を実質的に満たすように設定し得る。
【００８６】
４θｈ−２θｑ＝±９０ （式２ｃ）
電圧オフ状態の液晶層２１０の色分散を低減するために、θｑを、角度変動±５°で、ストライプ状ＩＴＯ層２１２のラビング方向から０°および長手方向に対して１０°となるように設定し得る。一部の実施形態では、θｈを、式２ｃに基づいて約±７７．５°で設定する。
【００８７】
図２Ｂは、電圧オン状態にある例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の概略的な断面図を示す。
【００８８】
図２Ｂに示すように、透過部２０１では、電圧オン状態において、コモン電極と透過電極との間にフリンジフィールド効果が存在し、透過電極の上方で液晶分子を捩じり、バックライトの全てまたは一部が第２の偏光層２２６を通過して、明るい状態を生じるようにする。
【００８９】
反射部２０２が電圧オン状態にある場合、フリンジフィールド効果は、コモン電極と、ＩＴＯ層２１２の一部分である反射電極との間に存在し、反射電極の上方で液晶分子を捩じり、反射部２０１の液晶層２１０がもはや４分の１波長板とならないようにする。従って、電圧オフ状態において遮られる周辺光２４２が、ここでは、金属反射層２１１から反射されて、反射部２０２を明るい状態にすることができる。
【００９０】
透過部２０１の電圧オン状態および反射部２０２の電圧オン状態は、独立して設定し得る。例えば、スイッチング要素によって反射電極を透過電極に接続させる場合、透過部２０１および反射部２０２の双方とも、同じ画素値に基づいて、相関性のある明るさ状態に設定し得る。反射電極を透過電極から切断する場合、透過部２０１を第１の明るさ状態に設定する一方、反射部２０２は独立して、第２の異なる明るさ状態に設定し得る。
【００９１】
一部の実施形態では、カラー画像は、透過または反射透過動作モードにおいて、透過部２０１でＲ．Ｇ．Ｂ．カラーフィルタ２２３ａの組み合わせで表示できる一方、白黒の単色画像は、反射動作モードにおいて反射部２０２で示すことができる。
【００９２】
一実施形態では、液晶層２１０は、Ｍｅｒｃｋから市販されているＭＬＣ−６６０９から作製される。液晶層２１０のパラメータは：複屈折Δｎ＝０．０７７７（λ=５５０ｎｍにおいて）、および誘電異方性Δε＜０である。液晶層２１０は、ストライプ状ＩＴＯ２１２の長手方向に対して初期電圧オフ状態において１０°のラビング角度の水平方向の配列を有する。パッシベーション層２５２の厚さは０．１５μｍである。各電極素子の幅、例えば、ＩＴＯストライプは３μｍである一方、隣接する２つのＩＴＯストライプ間の距離も３μｍである。表２に、透過部２０１と反射部２０２との間の面積比４０：６０の実施形態におけるＬＣＤユニット構造のための追加的なパラメータを示す。
【表２】
【００９３】
上述の例示的なパラメータ値を有する反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の最大正規化透過率は、ＲＧＢ原色に対して７９．００％、９４．５７％および９４．６８％である。７Ｖｒｍｓでの反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の正規化反射率は、それぞれλ=４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて９０．８１％、９３．８６％および９０．７１％である。
【００９４】
透過部２０１では、０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加されかつ白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をＢＬＵとして備えるＮＢ反射透過型ＬＣＤ２００は、垂直入射方向および約±３０°の観察円錐において５００：１の高コントラスト比を達成する。約±８０°の１０：１のコントラスト比バーの広観察角を得ることができる。
【００９５】
４５°の斜め入射角を有し、かつ反射部において０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加された「Ｄ６５」周辺光条件下でのＮＢ反射透過型ＬＣＤ２００は、約±３５°の広観察円錐において１０：１のコントラスト比、および±８０°のほぼディスプレイ全体の観察円錐では１を超えるコントラスト比を実現する。
【００９６】
従来のＮＢ反射透過型ＦＦＳまたはＩＰＳ ＬＣＤは、円形偏光層および１つ以上の広帯域の４分の１波長フィルムを使用する。これらの従来のＬＣＤにおいて大型の円偏光子および広帯域の４分の１波長フィルムを使用する、組み立ておよび配列を含めたコストは、ＬＣＤユニット構造２００に対の直線偏光層およびインセル・リターダ２５４を使用するコストよりも遙かに大きい。さらに、円偏光されたバックライトが反射部において遮られるので、従来のＬＣＤではバックライトを再利用することが困難である。従って、反射部の領域が透過部の領域と匹敵する場合には、従来のＬＣＤの出力効率は劣る。
【００９７】
他方で、ＬＣＤユニット構造２００は、高コントラスト比および広観察角を示す。ＢＬＵと下部偏光層２１８との間に光リサイクリング／再指向フィルムも加えて、反射部２０２からのバックライトを透過部２０１に再利用し、さらに説明するように、透過部２０１の領域と反射部２０２の領域が匹敵する場合でも、ＬＣＤユニット構造２００を使用するディスプレイにＢＬＵの高光出力効率をもたらし得る。
【００９８】
２．３ 花状電極構成（ＦＬＯＷＥＲ−ＬＩＫＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ：ＦＥＣ）
図３Ａは、電圧オフ状態における例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００の概略的な断面図を示す。図示の通り、ＬＣＤユニット構造３００は、図３Ａの水平方向に沿って透過部３０１および反射部３０２を含む。透過部３０１および反射部３０２は、図３Ａの垂直方向に沿って異なる層状構造を有する。
【００９９】
ＬＣＤユニット構造３００は、均一に配列された液晶材料の層３１０を有する。透過部３０１および反射部３０２の双方が、ここで説明するようなＦＥＣモードで動作するための構造を有する場合、透過部３０１および反射部３０２双方の液晶層３１０は、電圧オフ状態において同じ方向に配列する。液晶層３１０は、真空条件下で毛管効果または滴下注入法によってセル空間に満たされ得る。一部の実施形態では、液晶層３１０は、Δε＞０の正の誘電異方性タイプである。一部の実施形態では、液晶層３１０は、Δε＜０の負の誘電異方性タイプである。
【０１００】
カラーフィルタ３２３ａを、上部基板層３２４の、液晶層３１０に面する内側面上にまたはその付近に堆積し得る。カラーフィルタは、透過部３０１および反射部３０２の双方を覆っても、または透過部３０１のみを覆ってもよい。赤、緑および青（ＲＧＢ）のカラーフィルタ３２３ａとし得る。カラーフィルタ３２３ａに覆われていない領域では、被覆層３２３ｂを構成し得る。この被覆層３２３ｂは、プラズマ促進化学蒸着または他の同様のスパッタリング法によって作られた、ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏおよびａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの有機材料、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機材料を含むパッシベーション層とし得る。
【０１０１】
透過部３０１は、反射部３０２とは異なる液晶セルギャップを有し得る。一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造３００は、反射部３０２において上部基板層３１４付近に被覆層３１３を含む。被覆層３１３は、フォトリソグラフィーのエッチングプロセスによって部分的にエッチングされた複数の領域に形成し得る。一部の実施形態では、一部分において被覆層３１３のために、反射部３０２の液晶セルギャップは、透過部３０１の液晶セルギャップの約半分とし得る。種々の実施形態では、被覆層３１３は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含み得る。
【０１０２】
上部基板層３２４と液晶層３１０との間に、コモン電極３２２の第１の部分としてＩＴＯ層３２２ａを配置し得る。被覆層３１３と液晶層３１０との間にコモン電極３２２の第２の部分としてＩＴＯ層３２２ｂを配置し得る。
【０１０３】
下部基板層３１４をガラス製とし得る。透過部３０１では、下部基板層３１４の、液晶層３１０に面する内側面において、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層３１２を透過電極として設け得る。
【０１０４】
反射部３０２では、下部基板層３１４の内側面は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属反射層３１１ｂで覆い、反射電極として働き得る。一部の実施形態では、この金属反射層３１１ｂを、凹凸のある金属層とし得る。
【０１０５】
実質的に同じ偏光軸を備える下部直線偏光層３１６および上部直線偏光層３２６は、それぞれ下部基板層３１４および上部基板層３２４の外側面に取り付け得る。
【０１０６】
ユニット構造３００には、透過部３０１において反射電極３１１ａを透過電極３１２ａと接続するかまたは切断するかを制御するようにスイッチング要素を構成し得る。例えばＬＣＤユニット構造３００を含む反射透過型ＬＣＤディスプレイの一部の動作モードでは、表示モード制御論理と連動するスイッチング要素は、反射電極３１１ａを透過電極３１２ａに接続させ得る；従って、電極３１１ａおよび３１２ａは同じ信号によって駆動され得て、透過部３０１および反射部３０２が同時に同じ画素または副画素値を表すようにし得る。他のいくつかの動作モードでは、スイッチング要素は反射電極３１１ａを透過電極３１２ａから切断し得る；それゆえ、電極３１１ａおよび３１２ａは別個の信号によって駆動され得、透過部３０１および反射部３０２が独立して、異なる画素または副画素値を表すようにし得る。例えば、透過動作モードでは、透過部３０１は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、反射部３０２は、暗い黒状態に設定し得る。他方で、反射動作モードでは、反射部３０２は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、透過部３０１は、暗い黒状態に設定し得る。
【０１０７】
スイッチング要素には、反射部３０２の金属反射層３１１の下に隠された１つ以上のＴＦＴが実装され、反射透過型ＬＣＤの口径比を改善し得る。
【０１０８】
一部の実施形態では、電圧オフ状態において、均一に配列された液晶層３１０は、ある方向に配列し得る。異なる実施形態では、異なる電気制御可能な複屈折特性を有する液晶材料を液晶層３１０に使用し得る。一部の実施形態では、ラビングされたポリイミド層はＬＣＤユニット構造１００に使用しない。一部の実施形態では、液晶層３１０の配列方向は、図３Ａに示すように垂直方向である。
【０１０９】
一部の実施形態では、第１の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６が下部基板層３１４に配置される。これらの位相遅延フィルム３１６および３３６の順序は図示の通りであっても、逆にしてもよい。同様に、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３４６を上部基板層３２４の上側に配置する。これらの位相遅延フィルム３２６および３４６の順序は図示の通りであっても、逆にしてもよい。第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および３２６の遅相軸方向は、第１の方向に実質的に沿い得る。第１および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３３６および３４６の遅相軸方向は、第２の方向に実質的に沿い得る。
【０１１０】
第１の偏光層３１８から出射するとき第１の偏光状態を有するＢＬＵからのバックライト３３２は、第２の偏光層３２８に入射するとき、第２の直交偏光状態を有する光に変わる。この第２の直交偏光状態を有する光は、偏光層３２８によって遮られる。これにより、ＬＣＤユニット構造３００の透過部３０１にノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【０１１１】
反射部３０２では、周辺光３４２の光の経路は、第２の２分の１波長フィルム３２６および第２の４分の１波長フィルム３４６を２度横切る。周辺光３４２の光の経路に対するこれらの位相遅延フィルムの総合効果は、２分の１波長板である。反射部１０１に対する同様の分析によれば、周辺光３４２は、電圧オフ状態において反射部３０２で遮られる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造３００の反射部３０２にもノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【０１１２】
一部の実施形態では、第１の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６の方位角は同じであり、例えばθｈである。同様に、一部の実施形態では、第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３４６の方位角は同じであり、例えばθｑである。第１の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６は、広帯域の４分の１波長板を形成する一方、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３４６は、別の広帯域の４分の１波長板を形成する。それゆえ、透過部３０１の光学的構成は、上述の通り２つの広帯域の４分の１波長板を備える。
【０１１３】
同様に、反射部３１６では、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６のみが周辺光３４２の光路にある。第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６の方位角はそれぞれθｈおよびθｑである。周辺光３４２の光路は、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６を２度横切るので、反射部３０２の光学的構成も、効果的に、同じ方位角θｈおよびθｑを有する２つの広帯域の４分の１波長板を含む。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視域における最適化された中心波長の選択に依存して、広帯域の４分の１波長板のリターデーション値は、１６０ｎｍ〜４００ｎｍの値に設定し得る。さらに、一部の実施形態では、方位角θｈおよびθｑは、以下の２つの式の一方を満たすように設定し得る：
６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０ （式３ａ）
または
−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０ （式３ｂ）
一部の実施形態では、透過部および反射部の双方において対の広帯域の色消し４分の１波長板を実現するために、特定の式を実質的に満たすように方位角θｈおよびθｑを設定し得る。
【０１１４】
４θｈ−２θｑ＝±９０ （式３ｃ）
透過部３０１および反射電極３０２の光学的構成が実質的に一致するため、偏光子対は互いに垂直ではなく平行に配列されるので、ＬＣＤユニット構造３００は、他の方法よりも、透過モードと反射モードとの間でより良好なガンマ曲線マッチング能力を示す。
【０１１５】
一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造３００は、電圧オン状態において、複数の花の形状に似た電界を生成する花状電極構成を含む。一部の実施形態では、この電極構成は、（１）コモン電極３２２、および（２）透過電極３１１ａまたは反射電極３１１ｂの一方に複数のミクロ突出部を；および他方の電極に複数の開口部を含む。一部の実施形態では、各開口部は、円形、矩形、六角形、八角形などの対称的な形状である。一部の実施形態では、ミクロ突出部は、下部基板層３１４に近い電極層上に形成される一方、開口部は、上部基板層３２４に近い電極層上に形成される。
【０１１６】
一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造３００の電極構成は、複数の電極副構造を形成する。一部の実施形態では、透過部３０１の電極副構造は互いに似ている一方、反射部３０２の電極副構造は互いに似ている。図３Ｂに、第１の電極部分３７２および第２の相手方電極部分３７８を含む例示的な電極副構造を示す。一実施形態では、第１の電極部分３７２はコモン電極３２２に配置される一方、第２の電極部分３７８は透過電極３１１ａまたは反射電極３１１ｂのどちらかに配置される。第１の電極部分３７２は、ＩＴＯなどの導電材料の空孔である開口部３７４を含む。ミクロ突出部３７６が第２の電極部分３７８上に形成される。
【０１１７】
ミクロ突出部３７６は、透明材料または不透明材料のいずれかを含み得る。一部の実施形態では、ミクロ突出部３７６は誘電材料を含み得る。誘電材料は、液晶層３１０とは異なる誘電率を有し得る。誘電材料は、液晶層３１０と同じまたは異なる屈折率を有し得る。
【０１１８】
ミクロ突出部３７６は、導電層で被覆されていてもされていなくてもよい円錐状面を含み得る。被覆されている場合、ミクロ突出部３７６の円錐状面の導電層は、透明な導電層または不透明な金属層とし得る；導電層は第２の電極部分３７８に接続し得る。
【０１１９】
種々の実施形態では、本書に記載の開口部の形状、サイズおよび面積は、透過部３０１において、反射部３０２の相手方とは異なり得る。一部の実施形態では、反射部３０２における開口部の面積は、透過部３０１における面積よりも大きい。
【０１２０】
図３Ｃは、電圧オン状態における例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００の概略的な断面図を示す。
【０１２１】
図３Ｃに示すとおり、透過部３０１において、電圧オン状態では、均一に配列された液晶層３１０が、層３１０における液晶材料の誘電異方性のために、電極構成によって生じた電界によって捻られる。層３１０の液晶材料の捻れは光学的異方性の変化を誘発する。従って、このとき、バックライト３３２は偏光層３１８および３２８を通過して、透過部３０１に明るい状態を生じることができる。
【０１２２】
同様に、反射部３０２において、電圧オン状態では、均一に配列された液晶層３１０が、層３１０における液晶材料の誘電異方性のために、電極構成によって生じた電界によって捻られる。層３１０における液晶材料の捻れは光学的異方性の変化を誘発する。従って、このとき、周辺光３４２は金属反射層３１１から反射されて、反射部３０２に明るい状態を示すことができる。
【０１２３】
透過部３０１の電圧オン状態および反射部３０２の電圧オン状態は、独立して設定し得る。例えば、反射電極３１１ａを透過電極３１２ａに接続する場合、透過部３０１および反射部３０２の双方とも、相関性のある明るさ状態に設定し得る。反射電極３１１ａを透過電極３１２ａから切断する場合、透過部３０１を第１の明るさ状態に設定する一方、反射部３０２を、第２の異なる明るさ状態に設定し得る。
【０１２４】
一部の実施形態では、カラー画像は、透過または反射透過動作モードにおいて透過部３０１で、Ｒ．Ｇ．Ｂ．カラーフィルタ３２３ａの組み合わせで表示できる一方、白黒の単色画像は反射部３０２で表示できる。なぜなら、反射動作モードにおいてこの領域にはカラーフィルタがないためである。
【０１２５】
一実施形態では、液晶層３１０は、Ｍｅｒｃｋから市販されているＭＬＣ−６６０８から作製される。上述の通り、ＬＣＤユニット構造２００は、図３Ｂに示したもののような複数の電極副構造を含み、かつ透過部３０１に４μｍおよび反射部３０２に２．５μｍのセルギャップを有し得る。この実施形態では、電極副構造の単位面積は同じであり、例えば、２８μｍ×２８μｍである。開口部の単位面積は８μｍとし得る。ミクロ突出部の直径は９μｍであり、高さは２．５μｍである。液晶層３１０のパラメータは：複屈折Δｎ＝０．０８３（λ＝５５０ｎｍにおいて）、および誘電異方性Δε＜０である。液晶層３１０は、初期電圧オフ状態において垂直方向の配列を有する。液晶層３１０のプレ傾斜角は９０°である。表３に、透過部３０１と反射部３０２との間の面積比４０：６０での実施形態におけるＬＣＤユニット構造に関する追加的なパラメータを示す。
【表３】
【０１２６】
上述の例示的なパラメータ値を有するＬＣＤユニット構造３００の最大正規化透過率は、ＲＧＢ原色に対してそれぞれ７３．８％、８９．１％および８７．４％である。ジグザグ状スリットを使用する例示的な従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤの最大正規化透過率は、それぞれλ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて、６１．１％、７４．５％および７５．４％である。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００は、従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤに対して、ＲＧＢ原色の透過率において２０．７８％、１９．５９％および１５．９１％のゲインを有する。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００の最大正規化反射率は、白色光源で９６．１０％である一方、従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤの最大正規化反射率は８２．９５％である。それゆえ、ＮＢ反射透過型ＬＣＤ３００は、従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤに対して、反射率において１５．８％のゲインを有する。
【０１２７】
透過部３０１では、０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加され、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をＢＬＵとして備えるＮＢ反射透過型ＬＣＤ３００は、垂直入射方向および約±２０°の観察円錐において５００：１の高コントラスト比を達成する。１０：１のコントラスト比バーが、約±５０°に拡大される。
【０１２８】
「Ｄ６５」周辺光条件下での、反射部において０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加されたＮＢ反射透過型ＬＣＤ３００は、約±５０°の広観察円錐において１０：１のコントラスト比、および±７０°のほぼディスプレイ全体の観察円錐において１を超えるコントラスト比を実現する。
【０１２９】
明瞭な例を示すために、複数の開口部を、下部基板層および上部基板層の一方の付近に配置してもよい。一部の実施形態では、開口部を、両基板層付近の電極層に配置してもよい。明瞭な例を示すために、開口部は対称的な形状とし得る。一部の実施形態では、開口部は非対称的な形状とし得る。
【０１３０】
３．バックライト再循環
一部の実施形態では、本書で説明するＬＣＤユニット構造は、バックライト再循環用の構成を含み得る。
【０１３１】
図４は、ＬＣＤユニット構造１００の例示的な構成を示す。図示の通り、ＢＬＵ１３６と下部偏光層１１８との間に光リサイクリング／再指向フィルム１３４を挿入し得る。光リサイクリング／再指向フィルム１３４は、３Ｍから市販されているデュアル輝度上昇フィルム（ｄｕａｌ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｆｉｌｍ：ＤＢＥＦ）などの偏光リサイクリングフィルムとし得る。光リサイクリング／再指向フィルム１３４は、光を第１の偏光状態で反射させ、かつ光を第２の直交偏光状態で透過させる。一部の実施形態では、光リサイクリング／再指向フィルム１３４は、いずれかの入射方向から入射する光を、特定の範囲の出射方向へ再指向する。入射光の再指向は、１回以上の反射および／またはフィルム内部での光の反射によって達成され得る。
【０１３２】
反射部１０２では、ＢＬＵ１３６からのバックライト１３２は、まず、光リサイクリングフィルム１３４、直線偏光層１１８、および２分の１波長位相遅延フィルム１１６を通過してから、第１の偏光状態で反射部１０２の底部領域に入射する。その光は、反射層１１１によって不規則に反射され得る。その反射光は、２分の１波長位相遅延フィルム１１６を通過してから、同じ第１の偏光状態で直線偏光層１１８から出射する。光リサイクリング／再指向フィルム１３４の、さらにはＢＬＵ１３６の表面の反射および再指向によって、バックライト１３２が透過部１０１へ再指向される。それゆえ、反射部１０２におけるＢＬＵからのバックライトは、透過部１０１に再利用される。一部の実施形態では、このバックライト再循環によって、２０〜５０％多い光が反射部１０２から透過部１０１に再指向される。そうでなければ、それらの光は、他の従来の反射透過型ＬＣＤでは利用されない。それゆえ、透過部１０１における輝度を高めて、ＢＬＵの高光出力を得ることができる。
【０１３３】
明瞭な例を示すために、ＬＣＤユニット構造１００を使用してバックライトリサイクリングを説明する。一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造２００および３００は、上述の通り、バックライトリサイクリングに同じまたは類似の構造を使用する。
【０１３４】
４．拡張および変形
明瞭な例を示すために、反射透過型ＬＣＤユニット構造の透過部および反射部を、ＥＣＢ、ＦＦＳ、またはＦＥＣモードの１つで動作するとして説明した。一部の実施形態では、反射透過型ＬＣＤユニット構造は、ハイブリッドモードで動作し得る。これらの実施形態では、反射透過型ＬＣＤユニット構造の透過部は、ＥＣＢ、ＦＦＳ、またはＦＥＣモードの１つで動作するために、以前に説明したような透過構造を含み得る一方、同じ反射透過型ＬＣＤユニット構造の反射部は、ＥＣＢ、ＦＦＳ、またはＦＥＣモードの異なる１つで動作するために、以前に説明したような反射構造を含む。例えば、透過部は、透過部２０１と同じ構造を有し得る一方、反射部は、反射部１０２と同じ構造を有し得る。あるいはおよび／または任意に、透過部は、透過部１０１と同じ構造を有し得る一方、反射部は、反射部２０２と同じ構造を有し得る。あるいはおよび／または任意に、透過部は、透過部３０１と同じ構造を有し得る一方、反射部は、反射部１０２と同じ構造を有し得る。反射透過型ＬＣＤユニット構造における透過部と反射部の他の異なる組み合わせも使用し得る。上述の通り、液晶層は、電圧オフ状態で透過部および反射部の各々において同じ方向に均一に配列されたままである。しかしながら、透過部の液晶層部分は、電圧オフ状態において反射部の液晶層部分と整列してもしていなくてもよい。
【０１３５】
本書に上述の通りＬＣＤユニット構造は、異なる色を表すために使用し得る。１つの色を表すために使用されるＬＣＤユニット構造のパラメータは、別の色を表すために使用される別のＬＣＤユニット構造のパラメータとは異なり得る。これは、両ＬＣＤユニット構造が同じディスプレイパネルの一部であってもである。例えば、「緑」色のためのＬＣＤユニット構造のセルギャップは、「赤」色のための別のＬＣＤユニット構造のセルギャップとは異なり得る。これは、どちらのＬＣＤユニット構造も同じＬＣＤディスプレイの同じ画素に属していてもである。
【０１３６】
本発明の好ましい実施形態を図示して説明したが、本発明がこれらの実施形態のみに限定されないことは明らかである。特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、数多くの修正物、変更物、変形物、代用物および均等物が当業者には明らかである。
【技術分野】
【０００１】
本開示は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
このセクションで説明する手法は、実行可能な手法であるが、必ずしも、従来に考慮または実行された手法ではない。それゆえ、他に指摘がない限り、このセクションで説明する手法のいずれかを、単にこのセクションに含まれているということで従来技術とみなすべきではない。
【０００３】
反射部および透過部を各々有する画素または副画素のアレイを含む反射透過型（ｔｒａｎｓｆｌｅｃｔｉｖｅ）ＬＣＤが、携帯電話、電子書籍、およびパーソナルコンピュータにおいて使用され得る。これは、一部においては、反射透過型ＬＣＤの可読性が一般に周囲照明条件に制限されないためである。反射透過型ＬＣＤの画素または副画素の反射部および透過部は、同時に、１つの画素または副画素値を表すために使用され得る。しかしながら、反射部および透過部の一方のみを使用して画素または副画素値を表す場合、残りの部は、画素または副画素の全体的な輝度レベルを歪曲させることがある。
【０００４】
ノーマリーホワイト型の反射透過型ＬＣＤは、ネマチックハイブリッド（ｎｅｍａｔｉｃ−ｈｙｂｒｉｄ）リターダなどの補償リターダ（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅｔａｒｄｅｒ）を使用して、画素の透過部および反射部の一方を暗い黒状態にして、画素の全体的な輝度レベルの歪曲を防止し得る。しかしながら、補償リターダは一般に高価であり、ノーマリーホワイト型の反射透過型ＬＣＤに補償リターダを組み込むことは、製造プロセスを複雑にする。
【０００５】
さらに、ノーマリーホワイト型の画素を動作時に暗い黒状態に変えるためには追加的な電力消費を必要とする。それゆえ、従来のＬＣＤでは、バッテリー電力のほぼ７５％がバックライトユニット（ＢＬＵ）によって消費される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ノーマリーブラック（ＮＢ）型の反射透過型ＬＣＤのための技術を説明する。本書で説明する好ましい実施形態ならびに一般的な原理および特徴に対する種々の修正は、当業者には容易に分かる。それゆえ、本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、本書で説明する原理および特徴に一致する最も広範な範囲に従うものである。
【０００７】
１．総括
実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは、バックライト、または追加的に周辺光を使用して、透過または反射透過動作モードにおいてカラー画像を示し、および周辺光のみを使用して、反射動作モードにおいて白黒画像を示す。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは広観察角を有する。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは、そうでないものよりも位相遅延（ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ）フィルムが少なくなり、発生する製造費用が少なくなる。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤは、良好な周辺光可読性および低消費電力を示す。
【０００８】
実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤのユニット構造は、反射部および透過部の双方において均一に配列された液晶層を含む。本書で使用されるように、「均一に配列された液晶層」とは、電圧オフ状態において、液晶層が、透過部および反射部の各々において同じ方向に均一に配列されたままであることを意味する；しかしながら、透過部の液晶層部分は、反射部の液晶層部分と整列していてもしていなくてもよい。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤユニット構造は、透過部に高い透過率および反射部に高い反射率を示す。実施形態では、ノーマリーブラック型の反射透過型ＬＣＤユニット構造の反射部におけるバックライトは、透過部に再循環される。
【０００９】
実施形態では、反射透過型液晶ディスプレイが複数のユニット構造を含み、各ユニット構造が反射部および透過部を含む。反射部は、第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；第１の基板層および第２の基板層の一方に隣接する被覆層；第１の基板層に隣接する反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；第１の基板層と第２の基板層との間にある液晶層の第１の液晶層部分を含み；第２の基板層は第１の基板層に対向しており、第１の基板層および第２の基板層は、第１の偏光層と第２の偏光層との間にあり、第１の液晶層部分の液晶分子は、電圧オフ状態において、第１の方向に沿って実質的に均一に配列されている。透過部は、第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第２の部分；第１の基板層と第２の基板層との間の液晶層の第２の液晶層部分；第２のコモン電極部分；および透過電極を含み；第１の液晶層部分のセルギャップは第２の液晶層部分のセルギャップとは異なり；第２の液晶層部分の液晶分子は、電圧オフ状態において、第２の方向に沿って実質的に均一に配列されている。一部の実施形態では、第１の方向と第２の方向は、電圧オフ状態において同じである一方、一部の他の実施形態では、第１の方向と第２の方向は、電圧オフ状態において異なる。
【００１０】
実施形態では、ユニット構造は、透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、ユニット構造は、少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されている。これらの実施形態の一部では、ユニット構造は複合画素の一部であり、その複合画素は、そのユニット構造によって表された色の値とは異なる色の値を表すように構成された別のユニット構造を含む。
【００１１】
一部の実施形態では、第１の基板層の表面の垂直方向は、第１の方向および第２の方向の１つ以上に平行に配列されている。一部の他の実施形態では、ユニット構造は１つ以上の配向膜をさらに含み、第１の方向および第２の方向の１つ以上は、１つ以上の配向膜の少なくとも１つのラビング方向に沿っている。
【００１２】
実施形態では、２分の１波長位相遅延フィルムは、実質的に反射部のみを覆うインセル位相遅延フィルムである。
【００１３】
実施形態では、ユニット構造は第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、それらの各々は、反射部に第１の部分および透過部に第２の部分を含む；２分の１波長位相遅延フィルムは、反射部において第２の２分の１波長フィルムの第１の部分である。
【００１４】
一部の実施形態では、第２の２分の１波長フィルムは一軸位相遅延フィルムである。一部の他の実施形態では、第２の２分の１波長フィルムは二軸位相遅延フィルムであるか、または斜めの位相遅延フィルムである。
【００１５】
実施形態では、液晶層は、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含む。
【００１６】
実施形態では、２分の１波長位相遅延フィルムおよび第１の液晶層部分は、電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成する。これらの実施形態の一部では、２分の１波長位相遅延フィルムの方位角はθｈである；第１の液晶層部分の方位角はθｑである；および方位角は、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たす。これらの実施形態の一部では、θｑは、角度変動±５°以内で、（１）０°もしくは９０°、または（２）１０°もしくは１００°の一方である。
【００１７】
実施形態では、ユニット構造は第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、２分の１波長位相遅延フィルムは、第２の２分の１波長フィルムの第１の部分であり、電圧オフ状態において２分の１波長位相遅延フィルムおよび第１の液晶層部分は、反射部に広帯域の４分の１波長板を形成し、第２の２分の１波長フィルムの第２の部分および第２の液晶層部分の第１の半分は、電圧オフ状態において、透過部に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および第１の２分の１波長フィルムおよび第２の液晶層部分の第２の残りの半分は、電圧オフ状態において、透過部に第２の広帯域の４分の１波長板を形成する。これらの実施形態の一部では、第１の２分の１波長フィルムの方位角はθｈである；第１の液晶層部分の方位角はθｑであり、第２の２分の１波長フィルムの方位角は実質的にθｈであり、および方位角は、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たす。一部の他の実施形態では、θｑは、角度変動±５°以内で、（１）０°もしくは９０°、または（２）１０°もしくは１００°の一方である。
【００１８】
実施形態では、ユニット構造は、第１の２分の１波長フィルム、第２の２分の１波長フィルム、第１の４分の１波長フィルム、および第２の４分の１波長フィルムを含み、２分の１波長位相遅延フィルムは第２の２分の１波長フィルムの一部であり、第１の２分の１波長フィルムおよび第１の４分の１波長は、透過部および反射部の双方に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、第２の２分の１波長フィルムおよび第２の４分の１波長は、透過部および反射部の双方に第２の広帯域の４分の１波長板を形成する。これらの実施形態の一部では、第１の２分の１波長フィルムの方位角はθｈである；第１の４分の１波長フィルムの方位角はθｑである；第２の２分の１波長フィルムの方位角は実質的にθｈである；第２の４分の１波長フィルムの方位角は実質的にθｈである；および方位角は、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たす。これらの実施形態の一部では、θｑは、角度変動±５°以内で、（１）０°もしくは９０°、または（２）１０°もしくは１００°の一方である。
【００１９】
実施形態では、ユニット構造は、反射電極を透過電極に電気的に接続するかどうかを制御するように構成されたスイッチング要素を含む。これらの実施形態の一部では、スイッチング要素は１つ以上の薄膜トランジスタを含む。
【００２０】
実施形態では、コモン電極および透過電極と反射電極との組み合わせの少なくとも一方は、異なる平面に配置された２つの空間的部分を含む。
【００２１】
実施形態では、コモン電極を液晶層の第１の側面に配置し、透過電極および反射電極を液晶層の第２の対向側面に配置する。
【００２２】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極を液晶層の同じ側面に配置する；ユニット構造はパッシベーション層をさらに含む；コモン電極をパッシベーション層の第１の側面に配置する；透過電極および反射電極をパッシベーション層の第２の対向側面に配置する。
【００２３】
実施形態では、コモン電極、透過電極および反射電極の少なくとも１つは、導電材料の非穿孔プレーナ層によって形成される。
【００２４】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つは、複数の別個の導電性部品によって形成される；隣接する２つの別個の導電性部品は、非導電性ギャップによって空間的に分離されている。
【００２５】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つは、１つ以上の開口部を含み、それら開口部の各々は導電材料の空孔である。これらの実施形態の一部では、１つ以上の開口部の少なくとも１つは対称的な形状を有する。
【００２６】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つに、１つ以上のミクロ突出部を堆積させる。これらの実施形態の一部では、１つ以上のミクロ突出部の少なくとも１つは固体誘電材料である。一部の実施形態では、１つ以上のミクロ突出部の少なくとも１つは、導電材料で被覆されている。
【００２７】
実施形態では、コモン電極は１つ以上の開口部を含み、それら開口部の各々は導電材料の空孔である；透過電極および反射電極に、１つ以上のミクロ突出部を堆積させる；１つ以上の開口部および１つ以上のミクロ突出部は、１つ以上の対の電極副構造を形成し、それら電極副構造の各々は、１つ以上の開口部の１つおよび１つ以上のミクロ突出部の１つを含む。
【００２８】
実施形態では、コモン電極、透過電極、および反射電極の少なくとも１つは透明な導電材料を含む。
【００２９】
実施形態では、反射電極は反射層である。
【００３０】
実施形態では、ユニット構造は、第１の基板層とバックライトユニットとの間に光リサイクリングフィルムをさらに含み、反射部から透過部へ、バックライトを再指向させる。これらの実施形態の一部では、光リサイクリングフィルムは、いずれの偏光状態の入射光も、特定の偏光状態の再指向された光に変えるように構成される。
【００３１】
一部の実施形態では、本書に記載した反射透過型ＬＣＤは、限定はされないが、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、セルラ無線電話、電子書籍リーダ、ポイントオブセールス端末、デスクトップコンピュータ、コンピュータワークステーション、コンピュータ・キオスク、またはガソリンポンプに結合されたまたはそれに内蔵されたコンピュータ、ならびに様々な他の種類の端末およびディスプレイ装置を含め、コンピュータの一部を形成する。
【００３２】
一部の実施形態では、方法は、上述の通りの反射透過型ＬＣＤ、および反射透過型ＬＣＤへのバックライト光源を提供するステップを含む。
【００３３】
本書に記載した好ましい実施形態、ならびに一般的な原理および特徴に対する種々の修正は、当業者には容易にわかる。それゆえ、本開示は、図示の実施形態に限定されるものではなく、本書で説明する原理および特徴に一致する最も広範な範囲に従うものである。
【００３４】
本発明の種々の実施形態を、以下、本発明を限定せずに示すために提供された添付図面に関連して説明し、図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】電圧オフ状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型電気制御複屈折（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：ＥＣＢ）ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図１Ｂ】電圧オン状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図２Ａ】電圧オフ状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型フリンジフィールドスイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＦＦＳ）ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図２Ｂ】電圧オン状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＦＦＳ ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図３Ａ】電圧オフ状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型花状電極構成（Ｆｌｏｗｅｒ−ｌｉｋｅ−Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ−Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ：ＦＥＣ）ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図３Ｂ】例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＦＥＣ ＬＣＤユニット構造の例示的な電極副構造を示す。
【図３Ｃ】電圧オン状態における例示的なノーマリーブラック型の反射透過型ＦＥＣ ＬＣＤユニット構造の概略的な断面図を示す。
【図４】ＬＣＤユニット構造のいずれかと使用される例示的なバックライトリサイクリングスキームを示す。
【００３６】
図面は縮尺通りではない。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
２．構造概観
２．１ 電気制御複屈折（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：ＥＣＢ）
図１Ａは、電圧オフ状態の例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００の概略的な断面図を示す。この開示で使用されるように、「電圧オフ状態の反射透過型ＬＣＤユニット構造」は、ユニット構造が、（１）ユニット構造の液晶層に電圧が印加されていない、または（２）印加されていても、電圧が印加されていないときの液晶層の状態からの逸脱を引き起こす閾値を下回る状態にあることを意味する。用語「反射透過型ＬＣＤユニット構造」は、反射透過型ＬＣＤ中の画素または副画素を指し得る。ＬＣＤユニット構造１００は２つ以上の部分を含み得る。図示の通り、ＬＣＤユニット構造１００は、図１Ａの水平方向に沿って透過部１０１および反射部１０２を含む。透過部１０１および反射部１０２は、図１Ａの垂直方向に沿って異なる層状構造を有する。
【００３８】
ＬＣＤユニット構造１００は、均一に配列された液晶材料の層１１０を含む。透過部１０１および反射部１０２の双方が、ここで示すようなＥＣＢモードで動作するための構造を含む場合、透過部１０１および反射部１０２の双方の液晶層１１０は、電圧オフ状態では同じ方向に配列し得る。液晶層１１０は、真空条件下で毛管効果または滴下注入（ｏｎｅ−ｄｒｏｐ ｆｉｌｌｉｎｇ）法によってセル空間に埋められ得る。提案の実施形態では、液晶層１１０は一般に、Δε＞０の正の誘電異方性タイプのものである。
【００３９】
透過部１０１は、反射部１０２とは異なる液晶セルギャップを有し得る。この開示で使用されるように、「液晶セルギャップ」は、透過部または反射部のいずれかでの液晶層の厚さを指す。例えば、一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造１００は、反射部１０２の下部基板層１１４上にまたはその付近に被覆層１１３を含む。被覆層１１３は、フォトリソグラフィーのエッチングプロセスによって部分的にエッチングされた複数の領域に形成し得る。種々の実施形態では、被覆層１１３は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含み得る。一部の実施形態では、一部には被覆層１１３のために、反射部１０２の液晶層１１０の部分のセルギャップは、透過部の液晶層１１０の他の部分のセルギャップのほぼ半分である。
【００４０】
被覆層１１３の、図１Ａにおいては頂面である内側面は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属反射層１１１で覆われ、反射電極１１１ａとして働き得る。一部の実施形態では、この金属反射層１１１は、凹凸のある金属層とし得る。
【００４１】
下部基板層１１４はガラス製とし得る。透過部１０１において液晶層１１０に面する下部基板層１１４の内側面には、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層１１２を透過電極１１２ａとして設け得る。
【００４２】
上部基板層１２４の表面上にまたはその付近にカラーフィルタ１２３ａを堆積し得る。カラーフィルタは、透過部１０１および反射部１０２の双方を覆っても、または透過部１０１のみを覆ってもよい。透過部１０１において液晶層１１０に面する上部基板層１２４の内側面上にまたはその付近に、赤、緑および青（ＲＧＢ）のカラーフィルタ１２３ａを堆積し得る。カラーフィルタ１２３ａに覆われていない領域には、第２の被覆層１２３ｂを構成し得る。この第２の被覆層１２３ｂは、プラズマ促進化学蒸着または他の同様のスパッタリング法によって作られた、ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏおよびａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの有機材料、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機材料を含むパッシベーション層とし得る。
【００４３】
上部基板層１２４と液晶層１１０との間にコモン電極１２２ａとしてＩＴＯ層１２２を配置し得る。一部の実施形態では、このＩＴＯ層１２２は、ＬＣＤユニット構造の全域を覆う。
【００４４】
それぞれ、下部基板層１１４および上部基板層１２４の外側面には、実質的に同じ偏光軸を備える下部直線偏光層１１６および上部直線偏光層１２６を取り付け得る。
【００４５】
ユニット構造１００には、反射電極１１１ａを透過部１０１の透過電極１１２ａと接続するかまたは切断するかを制御するようにスイッチング要素を構成し得る。例えば、ＬＣＤユニット構造１００を含む反射透過型ＬＣＤディスプレイのいくつかの動作モードでは、表示モード制御論理と連動するスイッチング要素は、反射電極１１１ａを透過電極１１２ａに接続させ得る；従って、電極１１１ａおよび１１２ａは同じ信号によって駆動されて、透過部１０１および反射部１０２が同時に同じ画素または副画素値を表すようにし得る。他方で、他のいくつかの動作モードでは、スイッチング要素は反射電極１１１ａを透過電極１１２ａから切断し得る；それゆえ、電極１１１ａおよび１１２ａは別個の信号によって駆動され得、透過部１０１および反射部１０２が独立して、異なる画素または副画素値を表すようにし得る。例えば、透過動作モードでは、透過部１０１は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、反射部１０２は、暗い黒状態に設定し得る。他方で、反射動作モードでは、反射部１０２は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、透過部１０１は、暗い黒状態に設定し得る。
【００４６】
スイッチング要素には、反射部１０２の金属反射層１１１の下に隠された１つ以上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が実装され得、反射透過型ＬＣＤの口径比を改善し得る。
【００４７】
一部の実施形態では、電圧オフ状態において、均一に配列された液晶層１１０を、透過部１０１の液晶層１１０が実質的に２分の１波長板となる一方、反射部１０２の液晶層１１０は、実質的に４分の１波長板となるような方向に配列し得る。異なる実施形態では、異なる電気制御可能な複屈折特性を有する液晶材料は、液晶層１１０に使用し得る。一部の実施形態では、（１）ＩＴＯ層１１２、１２２および金属反射層１１１の一方と、（２）液晶層１１０との間に、ラビングされたポリイミド層（図１Ａには図示せず）を形成して、ラビングされたポリイミド層付近の液晶層１１０の分子を、基板層１１４および１２４の平面に平行なラビング方向に沿って均一に配列させるように促すようにし得る。
【００４８】
一部の実施形態では、偏光層１１８の上方に第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６が配置される一方、偏光層１２８の下方に第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６が配置される。偏光層１１８および１２８は、実質的に割り当てられた偏光軸を有し得る。そこに配列された分子の「異常」または長手方向とし得る、第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６の遅相軸方向は、ユニット構造１００内で実質的に同じ方向に沿い得る。液晶層１１０は、電圧オフ状態において２分の１波長板であるため、第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６に入射するときには第１の偏光状態を有するＢＬＵからのバックライト１３２は、第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６を出射するときには第２の直交偏光状態を有する光に変わる。この第２の直交偏光状態を有する光は、偏光層１２８によって遮られる。これにより、ＬＣＤユニット構造１００の透過部１０１にノーマリーブラック液晶モードを生じる。
【００４９】
反射部１０２では、周辺光１４２の光の経路は、液晶層１１０を２度横切る。反射部１０２の液晶層１１０は電圧オフ状態では４分の１波長板であるため、周辺光１４２の光の経路が液晶層１１０を２度横断した後の液晶層１１０の総合効果は、２分の１波長板である。透過部１０１に対する同様の分析によれば、周辺光１４２は、電圧オフ状態において反射部１０２で同様に遮られる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造１００の反射部１０２にもノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【００５０】
一部の実施形態では、第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６の方位角は同じであり、例えばθｈである。電圧オフ状態では、透過部１０１の液晶層１１０によって形成された２分の１波長板は、対の４分の１波長板とみなし得る；その対の４分の１波長板の方位角も同じであり、例えばθｑである。第１の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および一方の４分の１波長板が広帯域の４分の１波長板を形成する一方、第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および他方の４分の１波長板が別の広帯域の４分の１波長板を形成する。それゆえ、透過部１０１の光学的構成は、上述の通り２つの広帯域の４分の１波長板を含む。
【００５１】
同様に、反射部１０２では、第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および液晶層１１０のみが周辺光１４２の光路にある。上述の通り、電圧オフ状態では、反射部１０２の液晶層１１０は４分の１波長板である。第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および液晶層１１０の方位角はそれぞれθｈおよびθｑである。周辺光１４２の光路が第２の２分の１波長位相遅延フィルム１２６および液晶層１１０を２度横切るため、反射部１０２の光学的構成はまた、効果的に、透過部１０１の光学的構成におけるものと同じ方位角θｈおよびθｑを有する２つの広帯域の４分の１波長板を含む。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視域において最適化された中心波長の選択に依存して、広帯域の４分の１波長板のリターデーション値は、１６０ｎｍ〜４００ｎｍの間の値で設定され得る。さらに、一部の実施形態では、方位角θｈおよびθｑは、以下の２つの式の一方を満たすように設定し得る。
【００５２】
６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０ （式１ａ）
または
−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０ （式１ｂ）
一部の実施形態では、透過部および反射部の双方において対の広帯域の色消し４分の１波長板を実現するために、方位角θｈおよびθｑは、以下の特定の式を実質的に満たすように設定し得る。
【００５３】
４θｈ−２θｑ＝±９０ （式１ｃ）
電圧オフ状態での液晶層１１０の色分散を低減するために、θｑは、液晶配列方向であるラビング方向に配列された０°または９０°と設定し、角度変動は±５°とし得る。一部の実施形態では、θｈは、式１ｃに基づいて約±６７．５°に設定する。透過部１０１および反射電極１０１の光学的構成が実質的に一致するために、偏光子対は、互いに垂直ではなく平行に配列されるため、ＬＣＤユニット構造１００は、そうでない場合よりも、透過モードと反射モードとの間でより良好なガンマ曲線マッチング能力を示す。
【００５４】
図１Ｂは、電圧オン状態にある例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００の概略的な断面図を示す。この開示で使用されるように、「電圧オン状態の反射透過型ＬＣＤユニット構造」は、電圧が印加されていないときの液晶層の状態からの逸脱を引き起こす閾値を上回る電圧がユニット構造の液晶層に印加されている状態にユニット構造があることを意味する。
【００５５】
図１Ｂに示すように、透過部１０１では、電圧オン状態において、均一に配列された液晶層１１０は、層１１０液晶材料の誘電異方性によるＥＣＢ効果によって傾斜される。層１１０での液晶材料の傾斜は光学的異方性の変化を誘発する。この光学的異方性の変化によって、透過部１０１の液晶層１１０が２分の１波長板ではなくなる。従って、電圧オフ状態において遮られるバックライト１３２は、このとき、偏光層１１８および１２８を通過できるようになり、透過部１０１を明るい状態にする。
【００５６】
同様に、反射部１０２では、電圧オン状態において、均一に配列された液晶層１１０は、層１１０の液晶材料の誘電異方性によるＥＣＢ効果によって傾斜される。層１１０の液晶材料のこの傾斜は光学的異方性の変化を誘発する。この変化によって、反射部１０２の液晶層１１０は４分の１波長板ではなくなる。従って、電圧オフ状態において遮られる周辺光１４２は、このとき、金属反射層１１１から反射でき、反射部１０２を明るい状態にする。
【００５７】
明瞭な例を示すために、図１Ｂの透過部１０１および反射部１０２の双方とも電圧オン状態にある。しかしながら、一部の実施形態では、透過部１０１の電圧オン状態および反射部１０２の電圧オン状態は、独立して設定され得る。例えば、上述のスイッチング要素によって、反射電極１１１ａが透過電極１１２ａに接続される場合、透過部１０１および反射部１０２の双方とも、同じ画素値に基づいた輝度状態に設定し得る。他方で、反射電極１１１ａが透過電極１１２ａと切断されている場合、透過部１０１は、第１の明るさ状態に設定し得る一方、反射部１０２は、独立して、第２の異なる明るさ状態に設定し得る。
【００５８】
一部の実施形態では、透過または反射透過動作モードにおいて透過部１０１でＲ．Ｇ．Ｂカラーフィルタ１２３ａの組み合わせでカラー画像を表示できる一方、白黒画像は反射動作モードにおいて反射部１０２で示すことができる。
【００５９】
一部の実施形態では、液晶層１１０のパラメータは：複屈折Δｎ＝０．０６７、誘電異方性Δε＝６．６および回転粘度γ１＝０．１４３Ｐａ・ｓである。液晶層１１０は、初期電圧オフ状態において均一な配列を有する。液晶層１１０の方位角θｈは０°である。液晶層１１０のプレ傾斜角は２°内である。表１は、実施形態でのＬＣＤユニット構造の追加的なパラメータを示し、透過部１０１と反射部１０２との面積比は４０：６０である。
【表１】
【００６０】
一部の実施形態では、第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６は、一軸リターダから作製される。上述の例のパラメータ値を有しかつ一軸リターダを備えるＬＣＤユニット構造１００の最大正規化透過率は、ＲＧＢ原色それぞれに関して９９．９８％、９７．３２％および７９．７０％である。例示的なノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤの最大正規化透過率は、λ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいてそれぞれ９８．８１％、８１．０８％および５９．３８％である。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００は、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤに対して、ＲＧＢ原色の透過率において１．１７％、１６．２４％および２０．３２％のゲインを有する。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造１００の最大正規化反射率は９３．５９％である一方、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＬＣＤの最大正規化反射率は８７．１１％である。それゆえ、ＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、反射率において、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤに対して６．４８％のゲインを有する。
【００６１】
透過部１０１では、０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加されかつ白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をＢＬＵとして有するＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、約±１５°の観察円錐（ｖｉｅｗ ｃｏｎｅ）内で３００：１の高コントラスト比および約±４０°の１０：１のコントラスト比バー（ｃｏｎｔｒａｓｔ ｒａｔｉｏ ｂａｒ）を達成する。
【００６２】
対照的に、同じバックライト条件下で０Ｖｒｍｓ〜３Ｖｒｍｓの電圧が印加された例示的な従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤは、垂直入射方向において３００：１のコントラスト比を達成し得る。しかしながら、観察円錐は、わずか±５°へと狭くなる。１０：１のコントラスト比バーに関しては、従来のＥＣＢ ＬＣＤの範囲はわずか約±３０°である。
【００６３】
それゆえ、ＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、従来のノーマリーホワイト型の反射透過型ＥＣＢ ＬＣＤよりも広い観察角を有する。
【００６４】
小型の携帯用ディスプレイは傾けられることが多く、ユーザは斜めの観察角から見ることが多い。４５°の斜めの入射角を有しかつ反射部において０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加される「Ｄ６５」周辺光条件下のＮＢ反射透過型ＬＣＤ１００は、約±４０°の広範な観察円錐でコントラスト比１０：１、および±８０°のほぼディスプレイ全体の観察円錐では、１よりも大きいコントラスト比を実現できる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造１００を使用するディスプレイ上の白黒画像は、グレースケールを反転させることなく、周辺光条件下で読むことができる。
【００６５】
一部の実施形態では、一軸リターダを使用する代わりに、第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６は、他のタイプの異方性のリターダから作製し得る。例えば、二軸リターダ、および傾斜したリターダも使用し得る。二軸リターダが第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用される実施形態では、負または正の二軸リターダのいずれかを使用し得る。
【００６６】
負の二軸リターダが２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用される一部の実施形態では、Ｎｚをある範囲内に選択し得る。Ｎｚを（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）と定義し得る。取り得るＮｚ値の例示的な範囲は、０．２≦Ｎｚ≦０．９とし得る。一実施形態では、Ｎｚを０．３５とし得る。上述のものと同様のセル構成およびＴＦＴ駆動電圧下では、上述のＬＣＤユニット構造１００の観察円錐は、透過部１０１においてコントラスト比１０：１で±６０°よりも大きく、反射部１０２において「Ｄ６５」の太陽光条件下で約±６０°である。
【００６７】
これらの実施形態では、偏光層１１８および１２８ならびに２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６の偏光吸収軸が全て、液晶配列方向から反時計回りに１°シフトする場合でも、透過部における垂直入射角でのコントラスト比は、依然として７５〜１００の範囲にある；コントラスト比１０：１での観察円錐は、約±６０°を維持する。反射部では、垂直入射角でのコントラスト比は、依然として７５〜１００の範囲にあり、コントラスト比１０：１での観察円錐は約±６０°である。
【００６８】
正の二軸リターダが２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用される一部の実施形態では、Ｎｚを、例えば−０．５〜０の範囲に選択し得る。一実施形態では、Ｎｚを−０．１とし得る。上述のものと同様のセル構成およびＴＦＴ駆動電圧下では、上述のＬＣＤユニット構造１００の観察円錐は、透過部１０１においてコントラスト比１０：１で約±６０°であり、反射部１０２において「Ｄ６５」太陽光条件下で約±６０°である。
【００６９】
これらの実施形態では、偏光層１１８および１２８ならびに２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６の偏光吸収軸が全て、液晶配列方向から反時計回りに１°シフトする場合でも、透過部における垂直入射角でのコントラスト比は、７５〜１００の範囲にある；コントラスト比１０：１での観察円錐は、約±６０°を維持する。反射部では、垂直入射角でのコントラスト比は、７５〜１００の範囲であり、コントラスト比１０：１での観察円錐は、±５０°よりも大きい。
【００７０】
それゆえ、ＬＣＤユニット構造１００において負または正の二軸リターダのいずれかを２分の１波長位相遅延フィルム１１６および１２６として使用する実施形態では、透過部１０１および反射部１０２の双方において広観察角を達成する。その一方で、二軸リターダを備えるＬＣＤユニット構造１００もまた、一軸リターダを備える類似のＬＣＤユニット構造１００よりも、構造の他の光学部品に関して良好な角度アライメント許容範囲を有する。
【００７１】
２．２ フリンジフィールドスイッチング（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ：ＦＦＳ）
図２Ａに、電圧オフ状態における例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の概略的な断面図を示す。図示の通り、ＬＣＤユニット構造２００は、図２Ａの水平方向に沿って透過部２０１および反射部２０２を含む。透過部２０１および反射部２０２は、図２Ａの垂直方向に沿って異なる層状構造を有する。
【００７２】
ＬＣＤユニット構造２００は、均一に配列された液晶材料の層２１０を含む。透過部２０１および反射部２０２の双方が、ここで図示するようなＦＦＳモードで動作するための構造を含む場合、透過部２０１および反射部２０２双方の液晶層２１０は、電圧オフ状態において同じ方向に配列され得る。液晶層２１０は、真空条件下で毛管効果または滴下注入法によってセル空間に満たされ得る。一部の実施形態では、液晶層２１０は、Δε＞０の正の誘電異方性タイプのものである。一部の実施形態では、液晶層２１０は、Δε＜０の負の誘電異方性タイプのものである。
【００７３】
カラーフィルタ２２３ａを、上部基板層２２４の表面上にまたはその付近に堆積し得る。カラーフィルタは、透過部２０１および反射部２０２の双方を覆っても、または透過部２０１のみを覆ってもよい。透過部２０１における上部基板層２２４の、液晶層２１０に面する内側面上にまたはその付近に、赤、緑および青（ＲＧＢ）のカラーフィルタ２２３ａが堆積され得る。カラーフィルタ２２３ａによって覆われていない領域では、被覆層２２３ｂが構成され得る。この被覆層２２３ｂを、プラズマ促進化学蒸着または他の同様のスパッタリング法によって作られた、ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏおよびａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの有機材料、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機材料を含むパッシベーション層とし得る。
【００７４】
２分の１波長板と等しいインセル・リターダ（ｉｎ−ｃｅｌｌ ｒｅｔａｒｄｅｒ）２５４が、（１）カラーフィルタ２２３ａまたは被覆層２２３ｂを含む層と、（２）第２の被覆層２１３との間に挿入され得る。第２の被覆層２１３は、フォトリソグラフィーのエッチングプロセスによって部分的にエッチングされた複数の領域に形成し得る。種々の実施形態では、第２の被覆層２１３はアクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含み得る。
【００７５】
透過部２０１は、反射部２０２とは異なる液晶セルギャップを有し得る。一部の実施形態では、一部にはインセル・リターダ２５４および第２の被覆層２１３のために、反射部２０２の液晶セルギャップは、透過部２０１における液晶セルギャップのほぼ半分とし得る。
【００７６】
下部基板層２１４の、液晶層２１０に面する内側面上にまたはそれ付近に、コモン電極２２２ａとしてＩＴＯ層２２２を配置し得る。一部の実施形態では、このＩＴＯ層２２２は、透過部２０１および反射部２０２の双方を覆っても、または透過部２０１のみを覆ってもよい。一部の実施形態では、下部基板層２１４の内側面に隣接して、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属反射層２１１を挿入し得る。ＩＴＯ層２２２が透過部２０１および反射部２０２の双方を覆う実施形態では、金属反射層２１１をＩＴＯ層２２２の頂面に堆積し得る。一部の実施形態では、この金属反射層２１１を、凹凸のある金属層とし得る。透過部２０１および反射層２１１のＩＴＯ層２２２の上部に電気絶縁パッシベーション層２５２を堆積し得る。
【００７７】
パッシベーション層２５２の上部にＩＴＯ層２１２を堆積し得る。このＩＴＯ層２１２は、ストライプや円、矩形などの複数の規則的な形状を含む穿孔パターンを形成し得る。導電材料を、実質的に規則的な形状のパターンのみに堆積し得る。一部の実施形態では、ＩＴＯ層２１２のこれらの規則的な形状のパターンは電気的に絶縁されているか、または非導電材料、例えば誘電材料や単に液晶材料のギャップによって層２１０から分離されている。
【００７８】
直交偏光軸を有する下部直線偏光層２１８および上部直線偏光層２２６を、下部基板層２１４および上部基板層２２４の外側面にそれぞれ取り付け得る。
【００７９】
一部の実施形態では、ＩＴＯ層２１２の穿孔パターンは、２つの別個の独立した穿孔サブパターンを含み得る。２つの別個の独立した穿孔サブパターンを、透過部２０１用の透過電極、および反射部２０２用の反射電極としてそれぞれ使用し得る。ユニット構造２００にスイッチング要素を構成して、反射電極を透過部２０１の透過電極と接続するかまたは切断するかを制御し得る。例えば、ＬＣＤユニット構造２００を含む反射透過型ＬＣＤディスプレイの一部の動作モードでは、表示モード制御論理と連動するスイッチング要素は、反射電極を透過電極と接続させ得る；従って、反射および透過電極は同じ信号によって駆動されて、透過部２０１および反射部２０２が同時に同じ画素または副画素値を表すようにし得る。他方で、他のいくつかの動作モードでは、スイッチング要素は、反射電極を透過電極から切断させ得る；従って、反射および透過電極は別個の信号によって駆動され得、透過部２０１および反射部２０２が独立して、異なる画素または副画素値を表すようにし得る。例えば、透過動作モードでは、透過部２０１は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定し得る一方、反射部２０２は、暗い黒状態に設定し得る。他方で、反射動作モードでは、反射部２０２は、画像データに基づいて画素または副画素値に従って設定し得る一方、透過部２０１は、暗い黒状態に設定し得る。
【００８０】
スイッチング要素には、反射部２０２の金属反射層２１１の下側に隠された１つ以上のＴＦＴが実装されて、反射透過型ＬＣＤの口径比を改善し得る。
【００８１】
一部の実施形態では、電圧オフ状態において、均一に配列された液晶層２１０を、透過部２０１の液晶層２１０が、遅相軸が一般に上部直線偏光層２２６の吸収軸に沿っている実質的に２分の１波長板となる一方、反射部２０２の液晶層２１０が実質的に４分の１波長板となるような方向に配置し得る。異なる実施形態では、異なる電気制御可能な複屈折特性を有する液晶材料を液晶層２１０に使用し得る。一部の実施形態では、ラビングされたポリイミド層（図２Ａには図示せず）をＩＴＯ層２１２、２２２および金属反射層２１１の一方と液晶層２１０との間に形成して、ラビングされたポリイミド層付近の液晶層２１０が、基板層２１４および２２４の平面に平行なラビング方向に沿って均一に配列されるようにし得る。
【００８２】
電圧オフ状態において液晶層２１０が下部直線偏光層２１８の偏光軸と直交して配列されるため、液晶層２１０は、電圧オフ状態において上部直線偏光層２２６の偏光軸と平行に配列されるので、ＢＬＵからの、下部偏光層２１８を通過したバックライト２３２は、電圧オフ状態において上部偏光層２２６によって遮られる。これにより、ＬＣＤユニット構造２００の透過部２０１にノーマリーブラック液晶モードを生じる。
【００８３】
反射部２０２では、周辺光２４２の光の経路は液晶層２１０を２度横切る。反射部２０２の液晶層２１０およびインセル・リターダ２５４は電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成するため、周辺光２４２の光の経路が液晶層２１０およびインセル・リターダ２５４を２度通過した後の総合効果は、２分の１波長板の横断である。図１Ａの反射部１０１と同様の分析によれば、周辺光２４２は、電圧オフ状態において反射部２０２で遮られる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造２００の反射部２０２にもノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【００８４】
一部の実施形態では、反射部２１６において、インセル・リターダ２５４は、例えばθｈの方位角を有する。電圧オフ状態では、液晶層２１０は、例えばθｑの方位角を有する４分の１波長板である。上述の通り、インセル・リターダ２５４および液晶層２１０は、広帯域の４分の１波長板を形成する。周辺光２４２の光路は、インセル・リターダ２５４および液晶層２１０を２度横切るため、反射部２０２の光学的構成は、効果的に、同じ方位角θｈおよびθｑを有する２つの広帯域の４分の１波長板を含む。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視域において最適化された中心波長の選択に依存して、広帯域の４分の１波長板のリターデーション値は、１６０ｎｍ〜４００ｎｍの値を有するように設定し得る。さらに、一部の実施形態では、方位角θｈおよびθｑを、以下の２つの式の一方を満たすように設定し得る。
【００８５】
６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０ （式２ａ）
または
−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０ （式２ｂ）
一部の実施形態では、反射部に対の広帯域の色消し４分の１波長板を実現するために、方位角θｈおよびθｑを、以下の特定の式を実質的に満たすように設定し得る。
【００８６】
４θｈ−２θｑ＝±９０ （式２ｃ）
電圧オフ状態の液晶層２１０の色分散を低減するために、θｑを、角度変動±５°で、ストライプ状ＩＴＯ層２１２のラビング方向から０°および長手方向に対して１０°となるように設定し得る。一部の実施形態では、θｈを、式２ｃに基づいて約±７７．５°で設定する。
【００８７】
図２Ｂは、電圧オン状態にある例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の概略的な断面図を示す。
【００８８】
図２Ｂに示すように、透過部２０１では、電圧オン状態において、コモン電極と透過電極との間にフリンジフィールド効果が存在し、透過電極の上方で液晶分子を捩じり、バックライトの全てまたは一部が第２の偏光層２２６を通過して、明るい状態を生じるようにする。
【００８９】
反射部２０２が電圧オン状態にある場合、フリンジフィールド効果は、コモン電極と、ＩＴＯ層２１２の一部分である反射電極との間に存在し、反射電極の上方で液晶分子を捩じり、反射部２０１の液晶層２１０がもはや４分の１波長板とならないようにする。従って、電圧オフ状態において遮られる周辺光２４２が、ここでは、金属反射層２１１から反射されて、反射部２０２を明るい状態にすることができる。
【００９０】
透過部２０１の電圧オン状態および反射部２０２の電圧オン状態は、独立して設定し得る。例えば、スイッチング要素によって反射電極を透過電極に接続させる場合、透過部２０１および反射部２０２の双方とも、同じ画素値に基づいて、相関性のある明るさ状態に設定し得る。反射電極を透過電極から切断する場合、透過部２０１を第１の明るさ状態に設定する一方、反射部２０２は独立して、第２の異なる明るさ状態に設定し得る。
【００９１】
一部の実施形態では、カラー画像は、透過または反射透過動作モードにおいて、透過部２０１でＲ．Ｇ．Ｂ．カラーフィルタ２２３ａの組み合わせで表示できる一方、白黒の単色画像は、反射動作モードにおいて反射部２０２で示すことができる。
【００９２】
一実施形態では、液晶層２１０は、Ｍｅｒｃｋから市販されているＭＬＣ−６６０９から作製される。液晶層２１０のパラメータは：複屈折Δｎ＝０．０７７７（λ=５５０ｎｍにおいて）、および誘電異方性Δε＜０である。液晶層２１０は、ストライプ状ＩＴＯ２１２の長手方向に対して初期電圧オフ状態において１０°のラビング角度の水平方向の配列を有する。パッシベーション層２５２の厚さは０．１５μｍである。各電極素子の幅、例えば、ＩＴＯストライプは３μｍである一方、隣接する２つのＩＴＯストライプ間の距離も３μｍである。表２に、透過部２０１と反射部２０２との間の面積比４０：６０の実施形態におけるＬＣＤユニット構造のための追加的なパラメータを示す。
【表２】
【００９３】
上述の例示的なパラメータ値を有する反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の最大正規化透過率は、ＲＧＢ原色に対して７９．００％、９４．５７％および９４．６８％である。７Ｖｒｍｓでの反射透過型ＬＣＤユニット構造２００の正規化反射率は、それぞれλ=４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて９０．８１％、９３．８６％および９０．７１％である。
【００９４】
透過部２０１では、０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加されかつ白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をＢＬＵとして備えるＮＢ反射透過型ＬＣＤ２００は、垂直入射方向および約±３０°の観察円錐において５００：１の高コントラスト比を達成する。約±８０°の１０：１のコントラスト比バーの広観察角を得ることができる。
【００９５】
４５°の斜め入射角を有し、かつ反射部において０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加された「Ｄ６５」周辺光条件下でのＮＢ反射透過型ＬＣＤ２００は、約±３５°の広観察円錐において１０：１のコントラスト比、および±８０°のほぼディスプレイ全体の観察円錐では１を超えるコントラスト比を実現する。
【００９６】
従来のＮＢ反射透過型ＦＦＳまたはＩＰＳ ＬＣＤは、円形偏光層および１つ以上の広帯域の４分の１波長フィルムを使用する。これらの従来のＬＣＤにおいて大型の円偏光子および広帯域の４分の１波長フィルムを使用する、組み立ておよび配列を含めたコストは、ＬＣＤユニット構造２００に対の直線偏光層およびインセル・リターダ２５４を使用するコストよりも遙かに大きい。さらに、円偏光されたバックライトが反射部において遮られるので、従来のＬＣＤではバックライトを再利用することが困難である。従って、反射部の領域が透過部の領域と匹敵する場合には、従来のＬＣＤの出力効率は劣る。
【００９７】
他方で、ＬＣＤユニット構造２００は、高コントラスト比および広観察角を示す。ＢＬＵと下部偏光層２１８との間に光リサイクリング／再指向フィルムも加えて、反射部２０２からのバックライトを透過部２０１に再利用し、さらに説明するように、透過部２０１の領域と反射部２０２の領域が匹敵する場合でも、ＬＣＤユニット構造２００を使用するディスプレイにＢＬＵの高光出力効率をもたらし得る。
【００９８】
２．３ 花状電極構成（ＦＬＯＷＥＲ−ＬＩＫＥ ＥＬＥＣＴＲＯＤＥ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ：ＦＥＣ）
図３Ａは、電圧オフ状態における例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００の概略的な断面図を示す。図示の通り、ＬＣＤユニット構造３００は、図３Ａの水平方向に沿って透過部３０１および反射部３０２を含む。透過部３０１および反射部３０２は、図３Ａの垂直方向に沿って異なる層状構造を有する。
【００９９】
ＬＣＤユニット構造３００は、均一に配列された液晶材料の層３１０を有する。透過部３０１および反射部３０２の双方が、ここで説明するようなＦＥＣモードで動作するための構造を有する場合、透過部３０１および反射部３０２双方の液晶層３１０は、電圧オフ状態において同じ方向に配列する。液晶層３１０は、真空条件下で毛管効果または滴下注入法によってセル空間に満たされ得る。一部の実施形態では、液晶層３１０は、Δε＞０の正の誘電異方性タイプである。一部の実施形態では、液晶層３１０は、Δε＜０の負の誘電異方性タイプである。
【０１００】
カラーフィルタ３２３ａを、上部基板層３２４の、液晶層３１０に面する内側面上にまたはその付近に堆積し得る。カラーフィルタは、透過部３０１および反射部３０２の双方を覆っても、または透過部３０１のみを覆ってもよい。赤、緑および青（ＲＧＢ）のカラーフィルタ３２３ａとし得る。カラーフィルタ３２３ａに覆われていない領域では、被覆層３２３ｂを構成し得る。この被覆層３２３ｂは、プラズマ促進化学蒸着または他の同様のスパッタリング法によって作られた、ａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏおよびａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの有機材料、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機材料を含むパッシベーション層とし得る。
【０１０１】
透過部３０１は、反射部３０２とは異なる液晶セルギャップを有し得る。一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造３００は、反射部３０２において上部基板層３１４付近に被覆層３１３を含む。被覆層３１３は、フォトリソグラフィーのエッチングプロセスによって部分的にエッチングされた複数の領域に形成し得る。一部の実施形態では、一部分において被覆層３１３のために、反射部３０２の液晶セルギャップは、透過部３０１の液晶セルギャップの約半分とし得る。種々の実施形態では、被覆層３１３は、アクリル樹脂、ポリアミド、またはノボラックエポキシ樹脂を含み得る。
【０１０２】
上部基板層３２４と液晶層３１０との間に、コモン電極３２２の第１の部分としてＩＴＯ層３２２ａを配置し得る。被覆層３１３と液晶層３１０との間にコモン電極３２２の第２の部分としてＩＴＯ層３２２ｂを配置し得る。
【０１０３】
下部基板層３１４をガラス製とし得る。透過部３０１では、下部基板層３１４の、液晶層３１０に面する内側面において、透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）層３１２を透過電極として設け得る。
【０１０４】
反射部３０２では、下部基板層３１４の内側面は、アルミニウム（Ａｌ）や銀（Ａｇ）などの金属反射層３１１ｂで覆い、反射電極として働き得る。一部の実施形態では、この金属反射層３１１ｂを、凹凸のある金属層とし得る。
【０１０５】
実質的に同じ偏光軸を備える下部直線偏光層３１６および上部直線偏光層３２６は、それぞれ下部基板層３１４および上部基板層３２４の外側面に取り付け得る。
【０１０６】
ユニット構造３００には、透過部３０１において反射電極３１１ａを透過電極３１２ａと接続するかまたは切断するかを制御するようにスイッチング要素を構成し得る。例えばＬＣＤユニット構造３００を含む反射透過型ＬＣＤディスプレイの一部の動作モードでは、表示モード制御論理と連動するスイッチング要素は、反射電極３１１ａを透過電極３１２ａに接続させ得る；従って、電極３１１ａおよび３１２ａは同じ信号によって駆動され得て、透過部３０１および反射部３０２が同時に同じ画素または副画素値を表すようにし得る。他のいくつかの動作モードでは、スイッチング要素は反射電極３１１ａを透過電極３１２ａから切断し得る；それゆえ、電極３１１ａおよび３１２ａは別個の信号によって駆動され得、透過部３０１および反射部３０２が独立して、異なる画素または副画素値を表すようにし得る。例えば、透過動作モードでは、透過部３０１は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、反射部３０２は、暗い黒状態に設定し得る。他方で、反射動作モードでは、反射部３０２は、画像データに基づく画素または副画素値に従って設定され得る一方、透過部３０１は、暗い黒状態に設定し得る。
【０１０７】
スイッチング要素には、反射部３０２の金属反射層３１１の下に隠された１つ以上のＴＦＴが実装され、反射透過型ＬＣＤの口径比を改善し得る。
【０１０８】
一部の実施形態では、電圧オフ状態において、均一に配列された液晶層３１０は、ある方向に配列し得る。異なる実施形態では、異なる電気制御可能な複屈折特性を有する液晶材料を液晶層３１０に使用し得る。一部の実施形態では、ラビングされたポリイミド層はＬＣＤユニット構造１００に使用しない。一部の実施形態では、液晶層３１０の配列方向は、図３Ａに示すように垂直方向である。
【０１０９】
一部の実施形態では、第１の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６が下部基板層３１４に配置される。これらの位相遅延フィルム３１６および３３６の順序は図示の通りであっても、逆にしてもよい。同様に、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３４６を上部基板層３２４の上側に配置する。これらの位相遅延フィルム３２６および３４６の順序は図示の通りであっても、逆にしてもよい。第１および第２の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および３２６の遅相軸方向は、第１の方向に実質的に沿い得る。第１および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３３６および３４６の遅相軸方向は、第２の方向に実質的に沿い得る。
【０１１０】
第１の偏光層３１８から出射するとき第１の偏光状態を有するＢＬＵからのバックライト３３２は、第２の偏光層３２８に入射するとき、第２の直交偏光状態を有する光に変わる。この第２の直交偏光状態を有する光は、偏光層３２８によって遮られる。これにより、ＬＣＤユニット構造３００の透過部３０１にノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【０１１１】
反射部３０２では、周辺光３４２の光の経路は、第２の２分の１波長フィルム３２６および第２の４分の１波長フィルム３４６を２度横切る。周辺光３４２の光の経路に対するこれらの位相遅延フィルムの総合効果は、２分の１波長板である。反射部１０１に対する同様の分析によれば、周辺光３４２は、電圧オフ状態において反射部３０２で遮られる。それゆえ、ＬＣＤユニット構造３００の反射部３０２にもノーマリーブラック液晶モードが生じる。
【０１１２】
一部の実施形態では、第１の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６の方位角は同じであり、例えばθｈである。同様に、一部の実施形態では、第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３４６の方位角は同じであり、例えばθｑである。第１の２分の１波長位相遅延フィルム３１６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６は、広帯域の４分の１波長板を形成する一方、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第２の４分の１波長位相遅延フィルム３４６は、別の広帯域の４分の１波長板を形成する。それゆえ、透過部３０１の光学的構成は、上述の通り２つの広帯域の４分の１波長板を備える。
【０１１３】
同様に、反射部３１６では、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６のみが周辺光３４２の光路にある。第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６の方位角はそれぞれθｈおよびθｑである。周辺光３４２の光路は、第２の２分の１波長位相遅延フィルム３２６および第１の４分の１波長位相遅延フィルム３３６を２度横切るので、反射部３０２の光学的構成も、効果的に、同じ方位角θｈおよびθｑを有する２つの広帯域の４分の１波長板を含む。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視域における最適化された中心波長の選択に依存して、広帯域の４分の１波長板のリターデーション値は、１６０ｎｍ〜４００ｎｍの値に設定し得る。さらに、一部の実施形態では、方位角θｈおよびθｑは、以下の２つの式の一方を満たすように設定し得る：
６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０ （式３ａ）
または
−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０ （式３ｂ）
一部の実施形態では、透過部および反射部の双方において対の広帯域の色消し４分の１波長板を実現するために、特定の式を実質的に満たすように方位角θｈおよびθｑを設定し得る。
【０１１４】
４θｈ−２θｑ＝±９０ （式３ｃ）
透過部３０１および反射電極３０２の光学的構成が実質的に一致するため、偏光子対は互いに垂直ではなく平行に配列されるので、ＬＣＤユニット構造３００は、他の方法よりも、透過モードと反射モードとの間でより良好なガンマ曲線マッチング能力を示す。
【０１１５】
一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造３００は、電圧オン状態において、複数の花の形状に似た電界を生成する花状電極構成を含む。一部の実施形態では、この電極構成は、（１）コモン電極３２２、および（２）透過電極３１１ａまたは反射電極３１１ｂの一方に複数のミクロ突出部を；および他方の電極に複数の開口部を含む。一部の実施形態では、各開口部は、円形、矩形、六角形、八角形などの対称的な形状である。一部の実施形態では、ミクロ突出部は、下部基板層３１４に近い電極層上に形成される一方、開口部は、上部基板層３２４に近い電極層上に形成される。
【０１１６】
一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造３００の電極構成は、複数の電極副構造を形成する。一部の実施形態では、透過部３０１の電極副構造は互いに似ている一方、反射部３０２の電極副構造は互いに似ている。図３Ｂに、第１の電極部分３７２および第２の相手方電極部分３７８を含む例示的な電極副構造を示す。一実施形態では、第１の電極部分３７２はコモン電極３２２に配置される一方、第２の電極部分３７８は透過電極３１１ａまたは反射電極３１１ｂのどちらかに配置される。第１の電極部分３７２は、ＩＴＯなどの導電材料の空孔である開口部３７４を含む。ミクロ突出部３７６が第２の電極部分３７８上に形成される。
【０１１７】
ミクロ突出部３７６は、透明材料または不透明材料のいずれかを含み得る。一部の実施形態では、ミクロ突出部３７６は誘電材料を含み得る。誘電材料は、液晶層３１０とは異なる誘電率を有し得る。誘電材料は、液晶層３１０と同じまたは異なる屈折率を有し得る。
【０１１８】
ミクロ突出部３７６は、導電層で被覆されていてもされていなくてもよい円錐状面を含み得る。被覆されている場合、ミクロ突出部３７６の円錐状面の導電層は、透明な導電層または不透明な金属層とし得る；導電層は第２の電極部分３７８に接続し得る。
【０１１９】
種々の実施形態では、本書に記載の開口部の形状、サイズおよび面積は、透過部３０１において、反射部３０２の相手方とは異なり得る。一部の実施形態では、反射部３０２における開口部の面積は、透過部３０１における面積よりも大きい。
【０１２０】
図３Ｃは、電圧オン状態における例示的なＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００の概略的な断面図を示す。
【０１２１】
図３Ｃに示すとおり、透過部３０１において、電圧オン状態では、均一に配列された液晶層３１０が、層３１０における液晶材料の誘電異方性のために、電極構成によって生じた電界によって捻られる。層３１０の液晶材料の捻れは光学的異方性の変化を誘発する。従って、このとき、バックライト３３２は偏光層３１８および３２８を通過して、透過部３０１に明るい状態を生じることができる。
【０１２２】
同様に、反射部３０２において、電圧オン状態では、均一に配列された液晶層３１０が、層３１０における液晶材料の誘電異方性のために、電極構成によって生じた電界によって捻られる。層３１０における液晶材料の捻れは光学的異方性の変化を誘発する。従って、このとき、周辺光３４２は金属反射層３１１から反射されて、反射部３０２に明るい状態を示すことができる。
【０１２３】
透過部３０１の電圧オン状態および反射部３０２の電圧オン状態は、独立して設定し得る。例えば、反射電極３１１ａを透過電極３１２ａに接続する場合、透過部３０１および反射部３０２の双方とも、相関性のある明るさ状態に設定し得る。反射電極３１１ａを透過電極３１２ａから切断する場合、透過部３０１を第１の明るさ状態に設定する一方、反射部３０２を、第２の異なる明るさ状態に設定し得る。
【０１２４】
一部の実施形態では、カラー画像は、透過または反射透過動作モードにおいて透過部３０１で、Ｒ．Ｇ．Ｂ．カラーフィルタ３２３ａの組み合わせで表示できる一方、白黒の単色画像は反射部３０２で表示できる。なぜなら、反射動作モードにおいてこの領域にはカラーフィルタがないためである。
【０１２５】
一実施形態では、液晶層３１０は、Ｍｅｒｃｋから市販されているＭＬＣ−６６０８から作製される。上述の通り、ＬＣＤユニット構造２００は、図３Ｂに示したもののような複数の電極副構造を含み、かつ透過部３０１に４μｍおよび反射部３０２に２．５μｍのセルギャップを有し得る。この実施形態では、電極副構造の単位面積は同じであり、例えば、２８μｍ×２８μｍである。開口部の単位面積は８μｍとし得る。ミクロ突出部の直径は９μｍであり、高さは２．５μｍである。液晶層３１０のパラメータは：複屈折Δｎ＝０．０８３（λ＝５５０ｎｍにおいて）、および誘電異方性Δε＜０である。液晶層３１０は、初期電圧オフ状態において垂直方向の配列を有する。液晶層３１０のプレ傾斜角は９０°である。表３に、透過部３０１と反射部３０２との間の面積比４０：６０での実施形態におけるＬＣＤユニット構造に関する追加的なパラメータを示す。
【表３】
【０１２６】
上述の例示的なパラメータ値を有するＬＣＤユニット構造３００の最大正規化透過率は、ＲＧＢ原色に対してそれぞれ７３．８％、８９．１％および８７．４％である。ジグザグ状スリットを使用する例示的な従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤの最大正規化透過率は、それぞれλ＝４５０ｎｍ、５５０ｎｍおよび６５０ｎｍにおいて、６１．１％、７４．５％および７５．４％である。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００は、従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤに対して、ＲＧＢ原色の透過率において２０．７８％、１９．５９％および１５．９１％のゲインを有する。ＮＢ反射透過型ＬＣＤユニット構造３００の最大正規化反射率は、白色光源で９６．１０％である一方、従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤの最大正規化反射率は８２．９５％である。それゆえ、ＮＢ反射透過型ＬＣＤ３００は、従来の４ドメインの反射透過型ＶＡ ＬＣＤに対して、反射率において１５．８％のゲインを有する。
【０１２７】
透過部３０１では、０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加され、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）をＢＬＵとして備えるＮＢ反射透過型ＬＣＤ３００は、垂直入射方向および約±２０°の観察円錐において５００：１の高コントラスト比を達成する。１０：１のコントラスト比バーが、約±５０°に拡大される。
【０１２８】
「Ｄ６５」周辺光条件下での、反射部において０Ｖｒｍｓ〜５Ｖｒｍｓの電圧が印加されたＮＢ反射透過型ＬＣＤ３００は、約±５０°の広観察円錐において１０：１のコントラスト比、および±７０°のほぼディスプレイ全体の観察円錐において１を超えるコントラスト比を実現する。
【０１２９】
明瞭な例を示すために、複数の開口部を、下部基板層および上部基板層の一方の付近に配置してもよい。一部の実施形態では、開口部を、両基板層付近の電極層に配置してもよい。明瞭な例を示すために、開口部は対称的な形状とし得る。一部の実施形態では、開口部は非対称的な形状とし得る。
【０１３０】
３．バックライト再循環
一部の実施形態では、本書で説明するＬＣＤユニット構造は、バックライト再循環用の構成を含み得る。
【０１３１】
図４は、ＬＣＤユニット構造１００の例示的な構成を示す。図示の通り、ＢＬＵ１３６と下部偏光層１１８との間に光リサイクリング／再指向フィルム１３４を挿入し得る。光リサイクリング／再指向フィルム１３４は、３Ｍから市販されているデュアル輝度上昇フィルム（ｄｕａｌ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｆｉｌｍ：ＤＢＥＦ）などの偏光リサイクリングフィルムとし得る。光リサイクリング／再指向フィルム１３４は、光を第１の偏光状態で反射させ、かつ光を第２の直交偏光状態で透過させる。一部の実施形態では、光リサイクリング／再指向フィルム１３４は、いずれかの入射方向から入射する光を、特定の範囲の出射方向へ再指向する。入射光の再指向は、１回以上の反射および／またはフィルム内部での光の反射によって達成され得る。
【０１３２】
反射部１０２では、ＢＬＵ１３６からのバックライト１３２は、まず、光リサイクリングフィルム１３４、直線偏光層１１８、および２分の１波長位相遅延フィルム１１６を通過してから、第１の偏光状態で反射部１０２の底部領域に入射する。その光は、反射層１１１によって不規則に反射され得る。その反射光は、２分の１波長位相遅延フィルム１１６を通過してから、同じ第１の偏光状態で直線偏光層１１８から出射する。光リサイクリング／再指向フィルム１３４の、さらにはＢＬＵ１３６の表面の反射および再指向によって、バックライト１３２が透過部１０１へ再指向される。それゆえ、反射部１０２におけるＢＬＵからのバックライトは、透過部１０１に再利用される。一部の実施形態では、このバックライト再循環によって、２０〜５０％多い光が反射部１０２から透過部１０１に再指向される。そうでなければ、それらの光は、他の従来の反射透過型ＬＣＤでは利用されない。それゆえ、透過部１０１における輝度を高めて、ＢＬＵの高光出力を得ることができる。
【０１３３】
明瞭な例を示すために、ＬＣＤユニット構造１００を使用してバックライトリサイクリングを説明する。一部の実施形態では、ＬＣＤユニット構造２００および３００は、上述の通り、バックライトリサイクリングに同じまたは類似の構造を使用する。
【０１３４】
４．拡張および変形
明瞭な例を示すために、反射透過型ＬＣＤユニット構造の透過部および反射部を、ＥＣＢ、ＦＦＳ、またはＦＥＣモードの１つで動作するとして説明した。一部の実施形態では、反射透過型ＬＣＤユニット構造は、ハイブリッドモードで動作し得る。これらの実施形態では、反射透過型ＬＣＤユニット構造の透過部は、ＥＣＢ、ＦＦＳ、またはＦＥＣモードの１つで動作するために、以前に説明したような透過構造を含み得る一方、同じ反射透過型ＬＣＤユニット構造の反射部は、ＥＣＢ、ＦＦＳ、またはＦＥＣモードの異なる１つで動作するために、以前に説明したような反射構造を含む。例えば、透過部は、透過部２０１と同じ構造を有し得る一方、反射部は、反射部１０２と同じ構造を有し得る。あるいはおよび／または任意に、透過部は、透過部１０１と同じ構造を有し得る一方、反射部は、反射部２０２と同じ構造を有し得る。あるいはおよび／または任意に、透過部は、透過部３０１と同じ構造を有し得る一方、反射部は、反射部１０２と同じ構造を有し得る。反射透過型ＬＣＤユニット構造における透過部と反射部の他の異なる組み合わせも使用し得る。上述の通り、液晶層は、電圧オフ状態で透過部および反射部の各々において同じ方向に均一に配列されたままである。しかしながら、透過部の液晶層部分は、電圧オフ状態において反射部の液晶層部分と整列してもしていなくてもよい。
【０１３５】
本書に上述の通りＬＣＤユニット構造は、異なる色を表すために使用し得る。１つの色を表すために使用されるＬＣＤユニット構造のパラメータは、別の色を表すために使用される別のＬＣＤユニット構造のパラメータとは異なり得る。これは、両ＬＣＤユニット構造が同じディスプレイパネルの一部であってもである。例えば、「緑」色のためのＬＣＤユニット構造のセルギャップは、「赤」色のための別のＬＣＤユニット構造のセルギャップとは異なり得る。これは、どちらのＬＣＤユニット構造も同じＬＣＤディスプレイの同じ画素に属していてもである。
【０１３６】
本発明の好ましい実施形態を図示して説明したが、本発明がこれらの実施形態のみに限定されないことは明らかである。特許請求の範囲に記載される本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、数多くの修正物、変更物、変形物、代用物および均等物が当業者には明らかである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユニット構造を含む反射透過型液晶ディスプレイであって、各ユニット構造が反射部と透過部とを含み：
前記反射部は：
第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；前記第１の基板層および前記第２の基板層の一方に隣接する被覆層；前記第１の基板層に隣接する反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間にある液晶層の第１の液晶層部分；
を含み、
前記第２の基板層が前記第１の基板層に対向しており、
前記第１の基板層および前記第２の基板層が前記第１の偏光層と前記第２の偏光層との間にあり、
前記第１の液晶層部分の液晶分子が、電圧オフ状態において、ある方向に沿って実質的に均一に配列されており；
前記透過部は：
前記第１の偏光層、前記第２の偏光層、前記第１の基板層、および前記第２の基板層の第２の部分；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の前記液晶層の第２の液晶層部分；
第２のコモン電極部分；および
透過電極；
を含み、
前記第１の液晶層部分のセルギャップが、前記第２の液晶層部分のセルギャップとは異なり；
前記第２の液晶層部分の液晶分子が、前記電圧オフ状態において第２の方向に沿って実質的に均一に配列されていることを特徴とする、反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記ユニット構造が、前記透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、前記ユニット構造が、前記少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記ユニット構造が複合画素の一部であり、前記複合画素が、前記ユニット構造によって表された前記色の値とは異なる色の値を表すように構成されている別のユニット構造を含むことを特徴とする、請求項２に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記第１の基板層の表面の垂直方向が、前記第１の方向および前記第２の方向の１つ以上と平行に配列されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記ユニット構造が１つ以上の配向膜をさらに含み、前記第１の方向および前記第２の方向の１つ以上が、前記１つ以上の配向膜の少なくとも１つのラビング方向に沿っていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記２分の１波長位相遅延フィルムが、実質的に前記反射部のみを覆うインセル位相遅延フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記ユニット構造が第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記第１の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第１の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第２の２分の１波長フィルム部分を含み、前記第２の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第３の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第４の２分の１波長フィルム部分を含み、および前記２分の１波長位相遅延フィルムは、前記反射部において前記第３の２分の１波長フィルム部分であることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記第２の２分の１波長フィルムが、一軸位相遅延フィルム、二軸位相遅延フィルム、または斜めの位相遅延フィルムのうちの１つであることを特徴とする、請求項６に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記液晶層が、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記２分の１波長位相遅延フィルムの方位角がθｈであり、前記第１の液晶層部分の方位角がθｑであり、および前記方位角が、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たすことを特徴とする、請求項１０に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
前記ユニット構造が第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの第１の部分であり、前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において前記反射部に広帯域の４分の１波長板を形成し、前記第２の２分の１波長フィルムの第２の部分および前記第２の液晶層部分の第１の半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第２の液晶層部分の第２の残りの半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
前記第１の２分の１波長フィルムの方位角がθｈであり、前記第１の液晶層部分の方位角がθｑであり、前記第２の２分の１波長フィルムの方位角が実質的にθｈであり、および前記方位角が、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たすことを特徴とする、請求項１２に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルム、第２の２分の１波長フィルム、第１の４分の１波長フィルム、および第２の４分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの一部であり、前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第１の４分の１波長フィルムが、前記透過部および前記反射部双方に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第２の２分の１波長フィルムおよび前記第２の４分の１波長フィルムが、前記透過部および前記反射部双方に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記第１の２分の１波長フィルムの方位角がθｈであり、前記第１の４分の１波長フィルムの方位角がθｑであり、前記第２の２分の１波長フィルムの方位角が実質的にθｈであり、前記第２の４分の１波長フィルムの方位角が実質的にθｈであり、および前記方位角が、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たすことを特徴とする、請求項１４に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記ユニット構造が、前記反射電極を前記透過電極に電気的に接続するかどうかを制御するように構成されたスイッチング要素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
前記コモン電極が前記液晶層の第１の側面に配置され、前記透過電極および前記反射電極が、前記液晶層の第２の対向側面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１８】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極が、前記液晶層の同じ側面に配置され、前記ユニット構造がパッシベーション層をさらに含み、前記コモン電極が前記パッシベーション層の第１の側面に配置され、前記透過電極および前記反射電極が前記パッシベーション層の第２の対向側面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１９】
前記コモン電極、前記透過電極および前記反射電極の少なくとも１つが、導電材料の非穿孔プレーナ層によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２０】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極の少なくとも１つが、複数の別個の導電性部品によって形成され、隣接する２つの別個の導電性部品が、非導電性ギャップによって空間的に分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２１】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極の少なくとも１つが、１つ以上の開口部を含み、それら開口部の各々が導電材料の空孔であることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２２】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極の少なくとも１つに、１つ以上のミクロ突出部が堆積されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２３】
前記コモン電極が、各々が導電材料の空孔である１つ以上の開口部を含み、前記透過電極および前記反射電極に１つ以上のミクロ突出部が堆積され、前記１つ以上の開口部および前記１つ以上のミクロ突出部が、１つ以上の対の電極副構造を形成し、それら電極副構造各々が、前記１つ以上の開口部の１つおよび前記１つ以上のミクロ突出部の１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２４】
前記ユニット構造が、前記第１の基板層とバックライトユニットとの間に光リサイクリングフィルムをさらに含み、前記光リサイクリングフィルムが、前記反射部から前記透過部へバックライトを再指向させることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２５】
前記光リサイクリングフィルムが、いずれの偏光状態の入射光も、特定の偏光状態の再指向された光に変えるように構成されていることを特徴とする、請求項２４に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２６】
１つ以上のプロセッサ；
前記１つ以上のプロセッサに結合され、および複数のユニット構造を含む反射透過型液晶ディスプレイ
を含むコンピュータであって、ユニット構造が反射部と透過部とを含み：
前記反射部は：
第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；前記第１の基板層および前記第２の基板層の一方に隣接した被覆層；前記第１の基板層に隣接した反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の液晶層の第１の液晶層部分
を含み、
前記第２の基板層は前記第１の基板層に対向しており、
前記第１の基板層および前記第２の基板層は、前記第１の偏光層と前記第２の偏光層との間にあり
前記第１の液晶層部分の液晶分子が、電圧オフ状態において、ある方向に沿って実質的に均一に配列されており；
前記透過部は：
前記第１の偏光層、前記第２の偏光層、前記第１の基板層、および前記第２の基板層の第２の部分；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の前記液晶層の第２の液晶層部分；
第２のコモン電極部分；および
透過電極；
を含み、
前記第１の液晶層部分のセルギャップが、前記第２の液晶層部分のセルギャップと異なり；
前記第２の液晶層部分の液晶分子が、前記電圧オフ状態において第２の方向に沿って実質的に均一に配列されていることを特徴とする、コンピュータ。
【請求項２７】
前記ユニット構造が、前記透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、前記ユニット構造が、前記少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されていることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項２８】
前記２分の１波長位相遅延フィルムが、実質的に前記反射部のみを覆うインセル位相遅延フィルムであることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項２９】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記第１の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第１の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第２の２分の１波長フィルム部分を含み、前記第２の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第３の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第４の２分の１波長フィルム部分を含み、および前記２分の１波長位相遅延フィルムが、前記反射部の前記第３の２分の１波長フィルム部分であることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３０】
前記液晶層が、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含むことを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３１】
前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３２】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの第１の部分であり、前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において前記反射部の広帯域の４分の１波長板を形成し、前記第２の２分の１波長フィルムの第２の部分および前記第２の液晶層部分の第１の半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第２の液晶層部分の第２の残りの半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３３】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルム、第２の２分の１波長フィルム、第１の４分の１波長フィルム、および第２の４分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの一部であり、前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第１の４分の１波長が、前記透過部および前記反射部の双方に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第２の２分の１波長フィルムおよび前記第２の４分の１波長が、前記透過部および前記反射部の双方に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３４】
前記ユニット構造が、前記反射電極を前記透過電極に電気的に接続するかどうかを制御するように構成されたスイッチング要素を含むことを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３５】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極が、前記液晶層の同じ側面に配置され、前記ユニット構造がパッシベーション層をさらに含み、前記コモン電極が、前記パッシベーション層の第１の側面に配置され、前記透過電極および前記反射電極が、前記パッシベーション層の第２の対向側面に配置されることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３６】
前記コモン電極が、各々が導電材料の空孔である１つ以上の開口部を含み、前記透過電極および前記反射電極に１つ以上のミクロ突出部が堆積され、前記１つ以上の開口部および前記１つ以上のミクロ突出部が１つ以上の対の電極副構造を形成し、各電極副構造が、前記１つ以上の開口部の１つおよび前記１つ以上のミクロ突出部の１つを含むことを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３７】
前記ユニット構造が、前記第１の基板層とバックライトユニットとの間に光リサイクリングフィルムをさらに含み、前記光リサイクリングフィルムが、前記反射部から前記透過部へバックライトを再指向させることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３８】
複数のユニット構造を提供するステップを含む、反射透過型液晶ディスプレイの製造方法であって、ユニット構造が反射部と透過部とを含み：
前記反射部は：
第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；前記第１の基板層および前記第２の基板層の一方に隣接した被覆層；前記第１の基板層に隣接した反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の液晶層の第１の液晶層部分
を含み、
前記第２の基板層が前記第１の基板層に対向しており、
前記第１の基板層および前記第２の基板層が前記第１の偏光層と前記第２の偏光層との間にあり；
前記第１の液晶層部分の液晶分子が、電圧オフ状態において、ある方向に沿って実質的に均一に配列されており、
前記透過部は：
前記第１の偏光層、前記第２の偏光層、前記第１の基板層、および前記第２の基板層の第２の部分；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の前記液晶層の第２の液晶層部分；
第２のコモン電極部分；および
透過電極；
を含み、
前記第１の液晶層部分のセルギャップが、前記第２の液晶層部分のセルギャップとは異なり；
前記第２の液晶層部分の液晶分子が、前記電圧オフ状態において第２の方向に沿って実質的に均一に配列されていることを特徴とする、方法。
【請求項３９】
前記ユニット構造が、前記透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、前記ユニット構造が、前記少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されていることを特徴とする、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記液晶層が、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含むことを特徴とする、請求項３８に記載の方法。
【請求項１】
複数のユニット構造を含む反射透過型液晶ディスプレイであって、各ユニット構造が反射部と透過部とを含み：
前記反射部は：
第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；前記第１の基板層および前記第２の基板層の一方に隣接する被覆層；前記第１の基板層に隣接する反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間にある液晶層の第１の液晶層部分；
を含み、
前記第２の基板層が前記第１の基板層に対向しており、
前記第１の基板層および前記第２の基板層が前記第１の偏光層と前記第２の偏光層との間にあり、
前記第１の液晶層部分の液晶分子が、電圧オフ状態において、ある方向に沿って実質的に均一に配列されており；
前記透過部は：
前記第１の偏光層、前記第２の偏光層、前記第１の基板層、および前記第２の基板層の第２の部分；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の前記液晶層の第２の液晶層部分；
第２のコモン電極部分；および
透過電極；
を含み、
前記第１の液晶層部分のセルギャップが、前記第２の液晶層部分のセルギャップとは異なり；
前記第２の液晶層部分の液晶分子が、前記電圧オフ状態において第２の方向に沿って実質的に均一に配列されていることを特徴とする、反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２】
前記ユニット構造が、前記透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、前記ユニット構造が、前記少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項３】
前記ユニット構造が複合画素の一部であり、前記複合画素が、前記ユニット構造によって表された前記色の値とは異なる色の値を表すように構成されている別のユニット構造を含むことを特徴とする、請求項２に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項４】
前記第１の基板層の表面の垂直方向が、前記第１の方向および前記第２の方向の１つ以上と平行に配列されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項５】
前記ユニット構造が１つ以上の配向膜をさらに含み、前記第１の方向および前記第２の方向の１つ以上が、前記１つ以上の配向膜の少なくとも１つのラビング方向に沿っていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項６】
前記２分の１波長位相遅延フィルムが、実質的に前記反射部のみを覆うインセル位相遅延フィルムであることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項７】
前記ユニット構造が第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記第１の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第１の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第２の２分の１波長フィルム部分を含み、前記第２の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第３の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第４の２分の１波長フィルム部分を含み、および前記２分の１波長位相遅延フィルムは、前記反射部において前記第３の２分の１波長フィルム部分であることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項８】
前記第２の２分の１波長フィルムが、一軸位相遅延フィルム、二軸位相遅延フィルム、または斜めの位相遅延フィルムのうちの１つであることを特徴とする、請求項６に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項９】
前記液晶層が、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含むことを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１０】
前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１１】
前記２分の１波長位相遅延フィルムの方位角がθｈであり、前記第１の液晶層部分の方位角がθｑであり、および前記方位角が、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たすことを特徴とする、請求項１０に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１２】
前記ユニット構造が第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの第１の部分であり、前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において前記反射部に広帯域の４分の１波長板を形成し、前記第２の２分の１波長フィルムの第２の部分および前記第２の液晶層部分の第１の半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第２の液晶層部分の第２の残りの半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１３】
前記第１の２分の１波長フィルムの方位角がθｈであり、前記第１の液晶層部分の方位角がθｑであり、前記第２の２分の１波長フィルムの方位角が実質的にθｈであり、および前記方位角が、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たすことを特徴とする、請求項１２に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１４】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルム、第２の２分の１波長フィルム、第１の４分の１波長フィルム、および第２の４分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの一部であり、前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第１の４分の１波長フィルムが、前記透過部および前記反射部双方に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第２の２分の１波長フィルムおよび前記第２の４分の１波長フィルムが、前記透過部および前記反射部双方に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１５】
前記第１の２分の１波長フィルムの方位角がθｈであり、前記第１の４分の１波長フィルムの方位角がθｑであり、前記第２の２分の１波長フィルムの方位角が実質的にθｈであり、前記第２の４分の１波長フィルムの方位角が実質的にθｈであり、および前記方位角が、（１）６０≦４θｈ−２θｑ≦１２０、または（２）−１２０≦４θｈ−２θｑ≦−６０の一方を満たすことを特徴とする、請求項１４に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１６】
前記ユニット構造が、前記反射電極を前記透過電極に電気的に接続するかどうかを制御するように構成されたスイッチング要素を含むことを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１７】
前記コモン電極が前記液晶層の第１の側面に配置され、前記透過電極および前記反射電極が、前記液晶層の第２の対向側面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１８】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極が、前記液晶層の同じ側面に配置され、前記ユニット構造がパッシベーション層をさらに含み、前記コモン電極が前記パッシベーション層の第１の側面に配置され、前記透過電極および前記反射電極が前記パッシベーション層の第２の対向側面に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項１９】
前記コモン電極、前記透過電極および前記反射電極の少なくとも１つが、導電材料の非穿孔プレーナ層によって形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２０】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極の少なくとも１つが、複数の別個の導電性部品によって形成され、隣接する２つの別個の導電性部品が、非導電性ギャップによって空間的に分離されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２１】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極の少なくとも１つが、１つ以上の開口部を含み、それら開口部の各々が導電材料の空孔であることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２２】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極の少なくとも１つに、１つ以上のミクロ突出部が堆積されていることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２３】
前記コモン電極が、各々が導電材料の空孔である１つ以上の開口部を含み、前記透過電極および前記反射電極に１つ以上のミクロ突出部が堆積され、前記１つ以上の開口部および前記１つ以上のミクロ突出部が、１つ以上の対の電極副構造を形成し、それら電極副構造各々が、前記１つ以上の開口部の１つおよび前記１つ以上のミクロ突出部の１つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２４】
前記ユニット構造が、前記第１の基板層とバックライトユニットとの間に光リサイクリングフィルムをさらに含み、前記光リサイクリングフィルムが、前記反射部から前記透過部へバックライトを再指向させることを特徴とする、請求項１に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２５】
前記光リサイクリングフィルムが、いずれの偏光状態の入射光も、特定の偏光状態の再指向された光に変えるように構成されていることを特徴とする、請求項２４に記載の反射透過型液晶ディスプレイ。
【請求項２６】
１つ以上のプロセッサ；
前記１つ以上のプロセッサに結合され、および複数のユニット構造を含む反射透過型液晶ディスプレイ
を含むコンピュータであって、ユニット構造が反射部と透過部とを含み：
前記反射部は：
第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；前記第１の基板層および前記第２の基板層の一方に隣接した被覆層；前記第１の基板層に隣接した反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の液晶層の第１の液晶層部分
を含み、
前記第２の基板層は前記第１の基板層に対向しており、
前記第１の基板層および前記第２の基板層は、前記第１の偏光層と前記第２の偏光層との間にあり
前記第１の液晶層部分の液晶分子が、電圧オフ状態において、ある方向に沿って実質的に均一に配列されており；
前記透過部は：
前記第１の偏光層、前記第２の偏光層、前記第１の基板層、および前記第２の基板層の第２の部分；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の前記液晶層の第２の液晶層部分；
第２のコモン電極部分；および
透過電極；
を含み、
前記第１の液晶層部分のセルギャップが、前記第２の液晶層部分のセルギャップと異なり；
前記第２の液晶層部分の液晶分子が、前記電圧オフ状態において第２の方向に沿って実質的に均一に配列されていることを特徴とする、コンピュータ。
【請求項２７】
前記ユニット構造が、前記透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、前記ユニット構造が、前記少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されていることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項２８】
前記２分の１波長位相遅延フィルムが、実質的に前記反射部のみを覆うインセル位相遅延フィルムであることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項２９】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記第１の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第１の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第２の２分の１波長フィルム部分を含み、前記第２の２分の１波長フィルムが、前記反射部に第３の２分の１波長フィルム部分および前記透過部に第４の２分の１波長フィルム部分を含み、および前記２分の１波長位相遅延フィルムが、前記反射部の前記第３の２分の１波長フィルム部分であることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３０】
前記液晶層が、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含むことを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３１】
前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３２】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルムおよび第２の２分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの第１の部分であり、前記２分の１波長位相遅延フィルムおよび前記第１の液晶層部分が、前記電圧オフ状態において前記反射部の広帯域の４分の１波長板を形成し、前記第２の２分の１波長フィルムの第２の部分および前記第２の液晶層部分の第１の半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第２の液晶層部分の第２の残りの半分が、前記電圧オフ状態において前記透過部に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３３】
前記ユニット構造が、第１の２分の１波長フィルム、第２の２分の１波長フィルム、第１の４分の１波長フィルム、および第２の４分の１波長フィルムを含み、前記２分の１波長位相遅延フィルムが前記第２の２分の１波長フィルムの一部であり、前記第１の２分の１波長フィルムおよび前記第１の４分の１波長が、前記透過部および前記反射部の双方に第１の広帯域の４分の１波長板を形成し、および前記第２の２分の１波長フィルムおよび前記第２の４分の１波長が、前記透過部および前記反射部の双方に第２の広帯域の４分の１波長板を形成することを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３４】
前記ユニット構造が、前記反射電極を前記透過電極に電気的に接続するかどうかを制御するように構成されたスイッチング要素を含むことを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３５】
前記コモン電極、前記透過電極、および前記反射電極が、前記液晶層の同じ側面に配置され、前記ユニット構造がパッシベーション層をさらに含み、前記コモン電極が、前記パッシベーション層の第１の側面に配置され、前記透過電極および前記反射電極が、前記パッシベーション層の第２の対向側面に配置されることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３６】
前記コモン電極が、各々が導電材料の空孔である１つ以上の開口部を含み、前記透過電極および前記反射電極に１つ以上のミクロ突出部が堆積され、前記１つ以上の開口部および前記１つ以上のミクロ突出部が１つ以上の対の電極副構造を形成し、各電極副構造が、前記１つ以上の開口部の１つおよび前記１つ以上のミクロ突出部の１つを含むことを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３７】
前記ユニット構造が、前記第１の基板層とバックライトユニットとの間に光リサイクリングフィルムをさらに含み、前記光リサイクリングフィルムが、前記反射部から前記透過部へバックライトを再指向させることを特徴とする、請求項２６に記載のコンピュータ。
【請求項３８】
複数のユニット構造を提供するステップを含む、反射透過型液晶ディスプレイの製造方法であって、ユニット構造が反射部と透過部とを含み：
前記反射部は：
第１の偏光層、第２の偏光層、第１の基板層、および第２の基板層の第１の部分；第１のコモン電極部分；反射電極；前記第１の基板層および前記第２の基板層の一方に隣接した被覆層；前記第１の基板層に隣接した反射層；２分の１波長位相遅延フィルム；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の液晶層の第１の液晶層部分
を含み、
前記第２の基板層が前記第１の基板層に対向しており、
前記第１の基板層および前記第２の基板層が前記第１の偏光層と前記第２の偏光層との間にあり；
前記第１の液晶層部分の液晶分子が、電圧オフ状態において、ある方向に沿って実質的に均一に配列されており、
前記透過部は：
前記第１の偏光層、前記第２の偏光層、前記第１の基板層、および前記第２の基板層の第２の部分；
前記第１の基板層と前記第２の基板層との間の前記液晶層の第２の液晶層部分；
第２のコモン電極部分；および
透過電極；
を含み、
前記第１の液晶層部分のセルギャップが、前記第２の液晶層部分のセルギャップとは異なり；
前記第２の液晶層部分の液晶分子が、前記電圧オフ状態において第２の方向に沿って実質的に均一に配列されていることを特徴とする、方法。
【請求項３９】
前記ユニット構造が、前記透過部の少なくともある領域を覆う少なくとも１つのカラーフィルタをさらに含み、前記ユニット構造が、前記少なくとも１つのカラーフィルタの色に関連した色の値を表すように構成されていることを特徴とする、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記液晶層が、光学複屈折を電気制御可能な液晶材料を含むことを特徴とする、請求項３８に記載の方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図４】
【公表番号】特表２０１２−５１９８８６（Ｐ２０１２−５１９８８６Ａ）
【公表日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５４０２９（Ｐ２０１１−５５４０２９）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５７０１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０４５２８
【国際公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５１１０２５４９９）ピクセル チー コーポレイション (7)
【氏名又は名称原語表記】ＰＩＸＥＬ ＱＩ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５７０１０
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１０４５２８
【国際公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（５１１０２５４９９）ピクセル チー コーポレイション (7)
【氏名又は名称原語表記】ＰＩＸＥＬ ＱＩ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]