特許 7491163 反射型液晶表示素子及び液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】反射型液晶表示素子及び液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20240521BHJP

   G02F 1/13 20060101ALI20240521BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240521BHJP

   G09F 9/35 20060101ALI20240521BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1335

G02F1/13 505

G03B21/00 E

G09F9/35

G09F9/30 349Z

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020158594

(22)【出願日】2020-09-23

(65)【公開番号】P2022052295

(43)【公開日】2022-04-04

【審査請求日】2023-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古屋 正人

【審査官】磯崎 忠昭

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１７４４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９０６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２５５０４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２１５４４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０１４２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３３５

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｇ０３Ｂ ２１／００

Ｇ０９Ｆ ９／３５

Ｇ０９Ｆ ９／３０

Ｇ０２Ｂ １／１１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入射した光を反射する反射型液晶表示素子であって、
平板状の第１部材と、
積層方向で前記第１部材と対向して設けられ、前記第１部材と前記光の屈折率が異なる平板状の第２部材と、
前記積層方向で前記第１部材と前記第２部材との間に設けられて、第１中間部材と、前記第１中間部材よりも前記第２部材側で前記第１中間部材と接する第２中間部材と、を有する中間層と、
を備え、
前記第１中間部材は、前記積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチが前記光の波長以下であり、前記光の屈折率が前記第１部材と同じ部材で構成される第１微細構造を含み、
前記第２中間部材は、前記積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチが前記光の波長以下であり、前記光の屈折率が前記第２部材と同じ部材で構成される第２微細構造を含み、
前記第１部材と前記第１中間部材は異なる材料であり、前記第１中間部材は前記第１微細構造のみで構成されている、
反射型液晶表示素子。

【請求項2】

前記中間層は、前記積層方向に直交する方向に沿う断面において前記第１微細構造が占める面積が、前記第１部材側に向かうに従って大きくなり、前記積層方向に直交する方向に沿う断面において前記第２微細構造が占める面積が、前記第２部材側に向かうに従って大きく構成されている、請求項１に記載の反射型液晶表示素子。

【請求項3】

前記第１微細構造は、前記第２部材側に向かうに従う断面を先細に形成され、
前記第２微細構造は、前記第１部材側に向かうに従う断面を先細に形成され、
前記中間層は、前記第１微細構造と前記第２微細構造との隙間を互いに埋め合わせて形成されている、
請求項２に記載の反射型液晶表示素子。

【請求項4】

前記第２中間部材は、前記第２微細構造の前記第２部材側に形成されて前記第２部材と接し、前記光の屈折率が前記第２部材と同じ部材で構成される基台を有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の反射型液晶表示素子。

【請求項5】

前記第１部材が透明電極であり、前記第２部材が配向膜である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の反射型液晶表示素子。

【請求項6】

前記中間層と異なる別の中間層が、前記透明電極と前記透明電極と対向するガラス基板との間に形成されている、請求項５に記載の反射型液晶表示素子。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の反射型液晶表示素子を備える、
液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反射型液晶表示素子及び液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

透明基板の内側面上に、透明な電極層、配向層及び該透明な電極層より小さくかつ液晶層又は透明基板より大きい屈折率を有する１又は複数の透明な中間層からなる積層構造を備えた技術がある（例えば、特許文献１参照）。これにより、中間層によって、透明電極を透過する光の反射が抑制されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－１７４４２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、中間層だけによる透明電極を透過する光の反射の抑制効果は不十分である。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、透明電極を透過する光の反射が十分に抑制できる反射型液晶表示素子及び液晶表示装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る反射型液晶表示素子は、入射した光を反射する反射型液晶表示素子であって、平板状の第１部材と、積層方向で前記第１部材と対向して設けられ、前記第１部材と前記光の屈折率が異なる平板状の第２部材と、前記積層方向で前記第１部材と前記第２部材との間に設けられて、第１中間部材と、前記第１中間部材よりも前記第２部材側で前記第１中間部材と接する第２中間部材と、を有する中間層と、を備え、前記第１中間部材は、前記積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチが前記光の波長以下であり、前記光の屈折率が前記第１部材と同じ部材で構成される第１微細構造を含み、前記第２中間部材は、前記積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチが前記光の波長以下であり、前記光の屈折率が前記第２部材と同じ部材で構成される第２微細構造を含むことを特徴とする。

【0007】

本発明に係る液晶表示装置は、反射型液晶表示素子を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、透明電極を透過する光の反射が十分に抑制できるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る液晶表示装置を示す概略図である。

【図2】図２は、実施形態に係る反射型液晶表示素子を示す縦断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る第１微細構造を示す縦断面図である。

【図4】図４は、実施形態に係る第２微細構造を示す縦断面図である。

【図5】図５は、実施形態に係る中間層の厚みと反射率との相関関係を示すグラスである。

【図6】図６は、実施形態の変形例に係る反射型液晶表示素子を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照して、本発明に係る反射型液晶表示装置の実施形態が詳細に説明されている。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0011】

［実施形態］
＜液晶表示装置の全体構成＞
図１は、実施形態に係る液晶表示装置１００を示す概略図である。図１に示すように、液晶表示装置１００は、スクリーンＳに、映像、より詳しくは動画像を投射する投射型の画像表示装置である。液晶表示装置１００は、発光装置１０と、照明光学系１２と、反射型液晶表示素子を備える液晶パネル１４ｂ、１４ｇ、１４ｒと、合成光学系１６と、投射光学系１８とを有する。

【0012】

発光装置１０は、光を発生する光源を有し、光源から発生した光を、入射光Ｌ０として、照明光学系１２に照射する。実施形態では、発光装置１０は、図１の例では便宜的に１つの光源としているが、入射光Ｌ０を生成するための他の光学装置を有していてもよい。

【0013】

照明光学系１２は、発光装置１０からの入射光Ｌ０を、第１色光Ｌｂと第２色光Ｌｇと第３色光Ｌｒとに分離する。実施形態における第１色光Ｌｂ、第２色光Ｌｇ、及び第３色光Ｌｒは、それぞれ照明光を構成する三色の色光のうちの単色成分の光である。具体的には、第１色光Ｌｂは、青色の光であり、第２色光Ｌｇは、緑色の光であり、第３色光Ｌｒは、赤色の光である。第１色光Ｌｂ、第２色光Ｌｇ、及び第３色光Ｌｒを区別しない場合は、入射光Ｌ１と記載する。

【0014】

照明光学系１２は、光学素子２２、２３、２４を有する。光学素子２２は、発光装置１０からの入射光Ｌ０を、第１色光Ｌｂと混色光Ｌｇｒとに分離する。光学素子２２は、分離した第１色光Ｌｂを、光学素子２３に供給する。光学素子２３は、光学素子２２からの第１色光Ｌｂを反射して、液晶パネル１４ｂに供給する。ここで、混色光Ｌｇｒは、第２色光Ｌｇと第３色光Ｌｒとの色成分を含む色の光である。光学素子２２は、分離した混色光Ｌｇｒを、光学素子２４に供給する。光学素子２４は、光学素子２２からの混色光Ｌｇｒを、第２色光Ｌｇと第３色光Ｌｒとに分離する。光学素子２４は、分離した第２色光Ｌｇを、液晶パネル１４ｇに供給し、分離した第３色光Ｌｒを、液晶パネル１４ｒに供給する。なお、図１に示す照明光学系１２の構成は、一例である。照明光学系１２は、第１色光Ｌｂ、第２色光Ｌｇ、及び第３色光Ｌｒを、それぞれ液晶パネル１４ｂ、１４ｇ、１４ｒに供給する構成であればよい。

【0015】

液晶パネル１４ｂは、光学素子２３からの第１色光Ｌｂを液晶素子によって変調して、変調した第１色光Ｌｂを、出射光Ｌｂ２として出力する液晶パネルである。液晶パネル１４ｇは、光学素子２４からの第２色光Ｌｇを液晶素子によって変調して、変調した第２色光Ｌｇを出射光Ｌｇ２として出力する液晶パネルである。液晶パネル１４ｒは、光学素子２４からの第３色光Ｌｒを液晶素子によって変調して、変調した第３色光Ｌｒを出射光Ｌｒ２として出力する液晶パネルである。以下、液晶パネル１４ｂ、１４ｇ、１４ｒを区別しない場合は、液晶パネル１４と記載する。また、出射光Ｌｂ２、Ｌｇ２、Ｌｒ２を区別しない場合は、出射光Ｌ２と記載する。

【0016】

液晶パネル１４は、反射型の液晶パネルであり、さらに言えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）である。実施形態では、液晶パネル１４ｂ、１４ｇ、１４ｒは、単色の出射光Ｌ２（出射光Ｌｂ２、出射光Ｌｇ２、及び出射光Ｌｒ２のいずれか）を出射する。ただし、液晶パネル１４は、１つのパネルで、出射光Ｌｂ２、出射光Ｌｇ２、及び出射光Ｌｒ２の色成分が組み合わさった出射光を出射してもよい。これらの液晶パネル１４は、反射型液晶表示素子１をそれぞれ備える。

【0017】

図１に戻り、合成光学系１６は、液晶パネル１４ｂからの出射光Ｌｂ２と、液晶パネル１４ｇからの出射光Ｌｇ２と、液晶パネル１４ｒからの出射光Ｌｒ２とを合成して合成光を生成する。実施形態において、合成光学系１６は、クロスダイクロイックプリズムを含む。

【0018】

図１に示すように、投射光学系１８は、合成光学系１６で生成された合成光が入射され、その合成光を、映像として、スクリーンＳに投射する。

【0019】

制御装置としての制御部２０は、演算装置、すなわちＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する装置である。制御部２０は、入射光Ｌ１の液晶パネル１４への入射を制御する。実施形態では、制御部２０は、発光装置１０から照明光学系１２への入射光Ｌ０を制御することで、液晶パネル１４への入射光Ｌ１の入射のオンオフを切り替えている。ただし、制御部２０は、発光装置１０を直接制御せずに、例えば液晶パネル１４への入射光Ｌ１の入射を遮断するシャッターなどを駆動して、液晶パネル１４への入射光Ｌ１の入射を制御してもよい。

【0020】

＜反射型液晶表示素子１の構造＞
図２は、実施形態に係る反射型液晶表示素子１を示す縦断面図である。図２は、液晶パネル１４ｂの構成を例示しているが、液晶パネル１４ｇ、１４ｒも同様の構成である。以下の例では、液晶パネル１４ｂに、入射光として第１色光Ｌｂが入射し、出射光として出射光Ｌｂ２が出射される場合を説明しているが、液晶パネル１４ｇの場合には、入射光を第２色光Ｌｇとし、出射光を出射光Ｌｇ２として言い換えることができ、液晶パネル１４ｂの場合には、入射光を第３色光Ｌｒとし、出射光を出射光Ｌｒ２と言い換えることができる。図２に示すように、液晶パネル１４ｂは、複数の反射型液晶表示素子１として、ガラス基板２と、第１部材としての透明電極３と、中間層４と、第２部材としての配向膜５と、液晶層６と、配向膜７と、反射電極８と、シリコンなどの半導体駆動基板９と、が、積層方向Ｚに沿って積層されている。

【0021】

ガラス基板２は、半導体駆動基板９に対向して設けられる。ガラス基板２は、半導体駆動基板９よりも入射光としての第１色光Ｌｂの入射側に配置されている。ガラス基板２は、積層方向Ｚにおいて、光を透過する部材で形成されている。

【0022】

透明電極３は、反射電極８との間で電圧を印加される。透明電極３は、表裏面が平らな平板状に形成されている。透明電極３は、積層方向Ｚにおいて、ガラス基板２の、半導体駆動基板９側の表面に設けられている。透明電極３は、積層方向Ｚにおいて、複数の反射電極８と対向している。透明電極３は、例えばインジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（Indium Zinc Oxide：ＩＺＯ）などの、入射光Ｌ１を透過可能な導電性材料で形成されている。なお、本実施形態における「平板状」とは、例えば、表面の平面度が１μｍ以下を指し、以降でも同様である。

【0023】

反射電極８は、積層方向Ｚにおいて、半導体駆動基板９の、ガラス基板２側の表面に設けられている。反射電極８は、半導体駆動基板９の表面に複数設けられ、２次元マトリクス状に配列されている。反射電極８は、図示しない制御部の制御により、透明電極３との間に電圧が印加される電極である。すなわち、１つの反射電極８は、１つの画素を構成する。また、反射電極８は、画素電極としての機能の他に第１色光Ｌｂを反射する反射電極を兼ねている。反射電極８は、例えばアルミニウム又は銀製の、光を反射可能な部材で構成されている。

【0024】

液晶層６は、積層方向Ｚにおいて、ガラス基板２と半導体駆動基板９との間に設けられるスペースであり、内部に図示しない液晶素子が封入されている。液晶素子は、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加されていない場合には、一方向に配向されている。ここでは、液晶素子は、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加されていない場合には、紙面縦方向のＺ方向に配向される。Ｚ方向は、ガラス基板２と半導体駆動基板９とが積層されている方向である。液晶素子は、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加されると、反射電極８と透明電極３とによって発生された電界により、配向方向が変化する。ここでは、印加される電圧は一定値である。したがって、液晶素子は、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加されると、Ｚ方向に対し直交する方向である紙面横方向に配向される。ただし、液晶素子の配向方向は、これに限られない。

【0025】

液晶素子は、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加されていない場合には、入射してくる第１色光Ｌｂの偏光状態が変化しないように配向される。この場合には、液晶パネル１４ｂに第１色光Ｌｂが入射されても、第１色光Ｌｂが図示しない偏光分離手段によって遮断され、合成光学系１６の方向に射出しない。したがって、液晶パネル１４ｂは、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加されていない場合には、出射光Ｌｂ２を出射しない。全ての液晶パネル１４ｂ、１４ｇ、１４ｒが出射光Ｌｂ２を出射しない場合には、画面が黒表示となる。

【0026】

一方、液晶素子は、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加された場合には、入射してくる第１色光Ｌｂの偏光状態が変化するように配向される。液晶パネル１４ｂに入射された第１色光Ｌｂは、液晶層６を透過して、反射電極８に到達する。反射電極８に到達した第１色光Ｌｂは、反射電極８で反射され、再度液晶層６を透過して、出射光Ｌｂ２として出射される。液晶パネル１４ｂは、反射電極８と透明電極３との間に電圧が印加された場合に、出射光Ｌｂ２の偏光状態は電圧が印加された液晶によって偏光状態が変化しているため、図示しない偏光分離手段によって、合成光学系１６の方向に出射され、画面が白表示となる。

【0027】

配向膜５は、積層方向Ｚにおいて、透明電極３と対向配置された板状部材である。配向膜５は、表裏面が平らな平板状に形成されている。配向膜５は、第１色光Ｌｂの屈折率が、透明電極３とは異なる。配向膜５は、透明電極３と平行に配置されている。配向膜５は、所定面積にわたって液晶素子が一方向にそろって並んでいる状態が必要な場合に、液晶素子の配向を制御する。配向膜７は、配向膜５と同様な構成である。

【0028】

中間層４は、積層方向Ｚにおいて、透明電極３と配向膜５との間に配置されている。中間層４は、実施形態では絶縁体で構成されている。中間層４は、第１色光Ｌｂを透過する。

【0029】

中間層４は、第１中間部材４ａと、第２中間部材４ｂと、を備える。第１中間部材４ａは、第１部材としての透明電極３に接触するように設けられる。第２中間部材４ｂは、積層方向Ｚにおいて第１中間部材４ａよりも配向膜５側に配置されて、第２部材としての配向膜５に接触するように設けられる。第２中間部材４ｂは、第１中間部材４ａとも接触するように設けられる。

【0030】

第１中間部材４ａは、第１色光Ｌｂの屈折率が、第１部材としての透明電極３と同じ部材で構成される。第１中間部材４ａを構成する部材は、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ_３Ｎ_４）などであってよい。実施形態において、第１色光Ｌｂの屈折率が等しいとは、厳密に等しいことに限られず、例えば、屈折率の差分が０．２の範囲内であることも含まれ、さらに好ましくは屈折率の差分が０．１の範囲内であることも含まれ、以降でも同様である。

【0031】

第１中間部材４ａは、第１微細構造４１を含む。従って、第１微細構造４１は、第１色光Ｌｂの屈折率が第１部材としての透明電極３と同じ部材で構成されているといえる。

【0032】

図３は、実施形態に係る第１微細構造４１を示す縦断面図である。図３に示すように、第１中間部材４ａは、第１微細構造４１を含む。第１微細構造４１は、積層方向Ｚにおいて、配向膜５側に向かうに従って先細となる、複数の突起部４１Ａで構成されている。突起部４１Ａは、任意の形状であってよいが、例えば、四角錐形状、円錐形状、釣鐘型などであってよい。突起部４１Ａは、積層方向Ｚに交差する平面において、すなわち透明電極３の表面に沿った平面において、マトリクス状に複数設けられている。第１微細構造４１の高さｈ１は、任意の高さであってよい。第１微細構造４１の高さｈ１は、第１微細構造４１の積層方向Ｚに沿った長さを指し、突起部４１Ａの積層方向Ｚに沿った長さであるともいえる。また、隣り合う突起部４１Ａ同士の積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチＰ１は、第１色光Ｌｂの波長以下の長さとなっている。ピッチＰ１とは、隣り合う突起部４１Ａの中心線間の距離を指す。このような波長オーダ以下のピッチＰ１を有する微細構造４１を適用することで、散乱や回折などによる光のロスを極力低減することができる。

【0033】

第２中間部材４ｂは、第１色光Ｌｂの屈折率が第２部材としての配向膜５と同じ部材で構成される。第２中間部材４ｂを構成する部材は、例えば、配向膜５と同じ部材であることが好ましく、例えばＳｉＯ_２であってよい。

【0034】

図２に示すように、第２中間部材４ｂは、第２微細構造４２と、基台４３とを含む。従って、第２微細構造４２及び基台４３は、第１色光Ｌｂの屈折率が第２部材としての配向膜５と同じ部材で構成されているといえる。基台４３は、積層方向Ｚにおいて配向膜５側に形成されており、配向膜５と接触する。基台４３は、例えば平板状であってよい。第２微細構造４２は、基台４３の、積層方向Ｚにおいて透明電極３側に設けられている。より詳しくは、第２微細構造４２は、基台４３の透明電極３側の表面に形成されている。すなわち、第２微細構造４２は、基台４３の透明電極３側の表面から、透明電極３側に向けて突出して形成されている。

【0035】

図４は、実施形態に係る第２微細構造４２を示す縦断面図である。図４に示すように、第２微細構造４２は、積層方向Ｚにおいて、透明電極３側に向かうに従って先細となる、複数の突起部４２Ａで構成されている。突起部４２Ａは、任意の形状であってよいが、例えば、四角錐形状、円錐形状、釣鐘型などであってよい。突起部４２Ａは、積層方向Ｚに交差する平面において、すなわち基台４３の表面において、マトリクス状に複数設けられている。第２微細構造４２の高さｈ２は、任意の高さであってよい。第２微細構造４２の高さｈ２は、第２微細構造４２の積層方向Ｚに沿った長さを指し、突起部４２Ａの積層方向Ｚに沿った長さであるともいえる。また、隣り合う突起部４２Ａ同士の積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチＰ２は、第１色光Ｌｂの波長以下の長さとなっている。ピッチＰ２とは、隣り合う突起部４２Ａの中心線間の距離を指す。このような波長オーダ以下のピッチＰ２を有する微細構造４２を適用することで、散乱や回折などによる光のロスを極力低減することができる。

【0036】

なお、図３の例では、第１微細構造４１は、第２微細構造４２のような基台４３を含んでいないが、第１微細構造４１も基台を含んでよい。この場合、第１微細構造４１の基台も、第１色光Ｌｂの屈折率が第１部材としての透明電極３と同じ部材で構成される。そして、第１微細構造４１の基台は、積層方向Ｚにおいて透明電極３側に形成されており、透明電極３と接触する。基台は、例えば平板状であってよい。第１微細構造４１は、基台の、積層方向Ｚにおいて配向膜５側に設けられている。より詳しくは、第１微細構造４１は、基台の配向膜５側の表面に形成され、基台の配向膜５側の表面から、配向膜５側に向けて突出して形成されることとなる。

【0037】

図２に示すように、中間層４においては、第１微細構造４１と第２微細構造４２とが接触するように設けられている。具体的には、中間層４は、第１微細構造４１の突起部４１Ａ同士の間の隙間を、第２微細構造４２の突起部４２Ａが埋めるように構成されている。言い換えれば、中間層４は、第２微細構造４２の突起部４２Ａ同士の間の隙間を、第１微細構造４１の突起部４１Ａが埋めるように、構成されている。そのため、中間層４は、積層方向Ｚに直交する方向に沿う断面において第１微細構造４１（突起部４１Ａ）が占める面積が、透明電極３側に向かうに従って大きくなり、配向膜５側に向かうに従って小さくなる。また、中間層４は、積層方向Ｚに直交する方向に沿う断面において第２微細構造４２（突起部４２Ａ）が占める面積が、透明電極３側に向かうに従って小さくなり、配向膜５側に向かうに従って大きくなる。

【0038】

ここで、透明電極３と配向膜５とは、第１色光Ｌｂの屈折率が異なる。そのため、透明電極３と配向膜５との界面では、第１色光Ｌｂや出射光Ｌｂ２の反射が大きくなるおそれがある。さらに、液晶層の厚さの分布によって、出射光Ｌｂ２によって表示される画像に干渉縞が生じるおそれもある。それに対し、実施形態においては、第１色光Ｌｂの屈折率が異なる２つの部材の間に、ここでは透明電極３と配向膜５との間に、反射防止膜としての中間層４を配置することで、反射を抑制しつつ、干渉縞の発生も抑制することができる。以下、中間層４の作用についてより具体的に説明する。

【0039】

図５は、実施形態に係る中間層４の積層方向Ｚにおける厚みと屈折率との相関関係を示すグラスである。図５の横軸が、第１色光Ｌｂの屈折率で、縦軸が積層方向における中間層４の厚みを指す。図５においては、屈折率ｎ１が、透明電極３における第１色光Ｌｂの屈折率を指し、屈折率ｎ２が、配向膜５における第１色光Ｌｂの屈折率を指す。中間層４は、以上説明したように、透明電極３側から配向膜５側に向けて、透明電極３、第１微細構造４１、第２微細構造４２、配向膜５の順で並ぶ。そして、透明電極３と第１微細構造４１とは、第１色光Ｌｂの屈折率が等しく、第２微細構造４２と配向膜５とは、第１色光Ｌｂの屈折率が等しい。そして、第１微細構造４１と第２微細構造４２とは、透明電極３側に向かうに従って第１微細構造４１の占める面積が大きくなり、配向膜５側に向かうに従って第２微細構造４２の占める面積が大きくなる。そのため、第１色光Ｌｂの屈折率は、中間層４において、積層方向Ｚにおいて急激に変化することなく、連続的に変化することとなる。これにより、反射を抑制しつつ、干渉縞の発生も抑制することができる。すなわち、中間層４は、透明電極３と配向膜５との間の界面の屈折率の不連続性を減らす作用を発揮できる。これにより、中間層４は、透過する光の波長や入射角依存性が小さい優れた反射防止効果を得られる。

【0040】

なお、実施形態では、このように、第１微細構造４１と第２微細構造４２とが複数の突起部４１Ａ、４２Ａを有し、それらが噛み合ういわゆるモスアイ構造であるが、第１微細構造４１と第２微細構造４２との形状は、複数の突起部が噛み合うものに限られない。第１微細構造４１と第２微細構造４２とは、例えば、中間層４の、積層方向Ｚに直交する方向に沿う断面において第１微細構造４１（突起部４１Ａ）が占める面積が、透明電極３側に向かうに従って大きくなり、積層方向Ｚに直交する方向に沿う断面において第２微細構造４２（突起部４２Ａ）が占める面積が、配向膜５側に向かうに従って大きくなる、任意の構成となっていてよい。

【0041】

また、以上の説明では、中間層４は、透明電極３と配向膜５との間に設けられたが、第１色光Ｌｂの屈折率の異なる第１部材と第２部材との間であれば、任意の位置に配置してよい。すなわち、以上の説明では、透明電極３が第１部材であり、配向膜５が第２部材に相当したが、第１部材及び第２部材とは、透明電極３及び配向膜５であることに限られず、第１色光Ｌｂの屈折率が異なる任意の部材であってよい。

【0042】

＜変形例＞
図６は、実施形態の変形例に係る反射型液晶表示素子１を示す縦断面図である。変形例では、上記実施形態と同様な事項を省略し、特徴部分だけを説明する。

【0043】

図６に示すように、変形例においては、ガラス基板２と透明電極３との間に中間層４Ａが配置されている。

【0044】

中間層４Ａの第１中間部材４ａは、第１色光Ｌｂの屈折率がガラス基板２と同じ部材で構成される。すなわち、中間層４Ａの第１中間部材４ａの第１微細構造４１は、第１色光Ｌｂの屈折率がガラス基板２と同じ部材で構成される。中間層４Ａの第１中間部材４ａは、この点以外は、上述の中間層４の第１中間部材４ａと同じ構造であってよい。なお、中間層４Ａの第１中間部材４ａが基材を含む場合は、この基材も、第１色光Ｌｂの屈折率がガラス基板２と同じ部材で構成される。

【0045】

中間層４Ａの第２中間部材４ｂは、第１色光Ｌｂの屈折率が透明電極３と同じ部材で構成される。すなわち、中間層４Ａの第２中間部材４ｂの第２微細構造４２及び基台４３は、第１色光Ｌｂの屈折率が透明電極３と同じ部材で構成される。中間層４Ａの第２中間部材４ｂは、この点以外は、上述の中間層４の第２中間部材４ｂと同じ構造であってよい。

【0046】

＜効果＞
上述したように、実施形態によれば、反射型液晶表示素子１では、透明電極３及び配向膜５は、平板状に形成されている。第１中間部材４ａは、積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチが前記光の波長以下であり、光の屈折率が透明電極３と同じ部材で構成される第１微細構造４１を含む。第２中間部材４ｂは、積層方向と交差する平面方向における凹凸のピッチが前記光の波長以下であり、光の屈折率が配向膜５と同じ部材で構成される第２微細構造４２を含む。この構成であると、第１中間部材４ａと第２中間部材４ｂとによって、透明電極３及び配向膜５を透過する光の反射が抑制できる。すなわち、反射光が生じる部材同士の界面に、サブ波長オーダーの第１中間部材４ａと第２中間部材４ｂとを有する中間層４が存在することになる。中間層４は、部材同士の界面の屈折率の不連続性を実質的になくす作用を発揮でき、透過する光の波長や入射角依存性が小さい優れた反射防止効果を得られる。これにより、レーザー光源に代表される干渉性の高い光源を用いた投射型の液晶表示装置１００では、干渉縞による画質低下が大幅に改善できる。また、透明電極３及び配向膜５が平板状に形成され、透明電極３と配向膜５との間に中間層４が配置されている。これにより、透明電極３の板厚などの形状が変わらず、透明電極３に印加された電圧の変動が構造上誘発され難い。したがって、微細構造ではない構造によって透明電極３に印加された電圧を安定させつつ中間層４に用いる第１中間部材４ａと第２中間部材４ｂとによって透過する光の反射が抑制できる。

【0047】

実施形態によれば、中間層４は、積層方向Ｚに直交する方向に沿う断面において第１微細構造４１が占める面積が、透明電極３側に向かうに従って大きくなる。積層方向Ｚに直交する方向に沿う断面において第２微細構造４２が占める面積が、配向膜５側に向かうに従って大きく構成されている。この構成であると、第１中間部材４ａ及び第２中間部材４ｂの屈折率が連続的に変化できる。

【0048】

実施形態によれば、第１微細構造４１は、配向膜５側に向かうに従う断面を先細に形成されている。第２微細構造４２は、透明電極３側に向かうに従う断面を先細に形成されている。中間層４は、第１微細構造４１と第２微細構造４２との隙間を互いに埋め合わせて形成されている。この構成であると、第１中間部材４ａ及び第２中間部材４ｂの屈折率が連続的に変化できる。

【0049】

実施形態によれば、第１微細構造４１の凹凸のピッチＰ１と、第２微細構造４２の凹凸のピッチＰ２とは、光の波長以下である。この構成であると、中間層４に用いる第１中間部材４ａと第２中間部材４ｂとによって透過する光の反射が抑制できる。

【0050】

実施形態によれば、第１中間部材４ａは、第２微細構造４２の隙間を第１微細構造４１で埋めて形成されている。この構成であると、第１中間部材４ａが第１微細構造４１を有する部分だけで構成でき、第１中間部材４ａの屈折率が連続的に変化できる。これにより、第１中間部材４ａには、無駄な部分が無く、中間層４を構成する際に設計寸法が最適化し易い。

【0051】

実施形態によれば、第２中間部材４ｂは、第２微細構造４２の配向膜５側に形成されて配向膜５と接し、光の屈折率が配向膜５と同じ部材で構成される基台４３を有する。この構成であると、第１中間部材４ａが第２中間部材４ｂに埋め合わせられて第１微細構造４１を有する部分だけで構成でき、第１中間部材４ａの屈折率が連続的に変化できる。これにより、第１中間部材４ａには、無駄な部分が無く、中間層４を構成する際に設計寸法が最適化し易い。

【0052】

実施形態によれば、液晶表示装置１００は、反射型液晶表示素子１を備える。この構成であると、微細構造ではない構造によって透明電極３に印加された電圧を安定させつつ絶縁体で作った第１中間部材４ａと第２中間部材４ｂとによって透過する光の反射が抑制できる。

【0053】

［その他］
上記に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるものや、実質的に同一のものを含む。さらに、上記に記載した構成は、適宜組み合わせ可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において構成の種々の省略、置換又は変更が可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 反射型液晶表示素子
２ ガラス基板
３ 透明電極
４、４Ａ 中間層
４ａ 第１中間部材
４ｂ 第２中間部材
５ 配向膜
６ 液晶層
７ 配向膜
８ 反射電極
９ 半導体駆動基板
１０ 発光装置
１２ 照明光学系
１４（１４ｂ、１４ｇ、１４ｒ） 液晶パネル
１６ 合成光学系
１８ 投射光学系
２０ 制御部
２２ 光学素子
２３ 光学素子
２４ 光学素子
４１ 第１微細構造
４１Ａ 突起部
４２ 第２微細構造
４２Ａ 突起部
４３ 基台
１００ 液晶表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】