JP2002243923A

JP2002243923A - 反射板、及び反射型液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2002243923A
Application number: JP2001036525A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kubota; 浩史久保田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】凹凸構造を有する反射板を効率的に設計す
る。【解決手段】ペンローズパターンを用いて凹凸構造を
設計する。ペンローズパターンは５回対称軸を有する非
周期的パターンが容易に実現できる特徴を有する。ペン
ローズパターンにより非周期的な凹凸構造が容易に設計
可能と成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、反射、半透過板、
及び反射型液晶表示パネルと半透過型液晶表示パネルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】反射型、及び半透過型液晶表示パネルで
は、反射率を向上するために微小な凹凸構造を表面に有
する散乱反射板をアレイ基板上に設ける手法が用いられ
る。このとき、凹凸構造の凸部の大きさは１０μm程
度、高さは１μm程度が一般的であった。また、凹凸構
造の配置は回折光の発生を抑制するためランダムに配置
されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】回折光が発生しないよ
うに凹凸構造を配置するには、凹凸のピッチを非周期的
に配置する必要がある。凹凸構造には主に円形の凸部や
ストライプ状の凸部が用いられていたが、各々の場合に
応じて、経験により凹凸を配置していたため凹凸構造の
設計が非効率であった。また、凸部の大きさを１０μｍ
以上〜４０μｍ程度に大きくすると、画素内の凹凸の数
が少なくなり、経験的に凹凸を非周期的に配置すること
が困難であった。

【０００４】本発明は上記課題を解決し、非周期的に凹
凸構造を配置するための汎用的な手法を提供すること
で、効率的な凹凸構造の設計を実現する。また、大きい
凸部を用いても回折光が発生しない構成を効率的に形成
する手法を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。

【０００６】本発明の第１の反射板は、複数の多角形を
非周期的に貼り合わせたパターンの一部を凹凸構造の凸
部、又は凹部としたことを特徴とする。このとき、パタ
ーンをペンローズタイルのパターンで形成すれば、凹凸
の配置を容易に非周期的に形成できる。ペンローズタイ
ルは、図１に示すような内角が３６°と１４４°を有す
る菱形（以下、タイプA）と、内角が７２°と１０８°
を有する菱形（以下、タイプB）から成る。上記ペンロ
ーズタイルを平面内で貼り合わせることで、５回対称軸
を持ち、かつ非周期的なパターンが形成される（図
２）。上記パターンでは、全てのペンローズタイルが１
０角形の一部を形成するという特徴がある。従って、円
形の凸部を形成する場合は、上記１０角形で代用し、か
つ凹凸構造の凸部、又は凹部とすることで、非周期的な
凹凸構造を形成できる。隣り合うペンローズタイルを繋
げれば、理論的には凸部を非周期で限りなく大きく出来
る。このため大きい凸部を効率的に非周期で形成するこ
とができる。また、図２に示したパターンからでも、円
形やストライプ状など様々な凹凸配置が生成できるため
経験が不要で効率的である。

【０００７】本発明の第２の反射板は、凹凸構造がペン
ローズタイルのパターンから形成され、さらにペンロー
ズタイルのパターンが有する５回対称軸の少なくとも１
本に沿って凸部、又は凹部が形成されたことを特徴とす
る。上述したように、ペンローズパターンは５回対称軸
３００を有する（図３）。凹凸構造をストライプ状に形
成する場合は、５回対称軸に沿って凸部や凹部を形成す
れば、容易に凹凸構造の設計ができる。また、第１の反
射板と第２の反射板は、同じペンローズパターンから形
成することも可能であり、必要に応じて効率的に凹凸構
造を設計することが可能となる。

【０００８】本発明の第１の反射型液晶表示パネルは、
請求項４、または５記載の反射板を有する反射型液晶表
示パネルにおいて、パターンの５回対称軸の少なくとも
１本が、反射型液晶表示パネルの筐体の長軸、又は短軸
に沿って形成されたことを特徴とする。凹凸構造をスト
ライプ状に形成する場合、ストライプの方向は観察者か
ら見て左右方向が望ましい。これは、光源が正面にある
場合に効率的に光を観察者に集光するためである。この
ため携帯電話のディスプレイのように縦長の画面は、ス
トライプをパネルの筐体の短軸に沿って形成し、ＰＤＡ
のように横長の画面の場合は、筐体の長軸に沿って形成
すれば良い。

【０００９】本発明の第２の反射型液晶表示パネルは、
請求項７、または８記載の反射板を有する反射型液晶表
示パネルにおいて、ＲＧＢの隣り合う画素のペンローズ
タイルの５回対称軸が、互いに異なる方位を有すること
を特徴とする。凹凸構造を円形の凸部、又は凹部から形
成する場合、隣り合う画素でパターンを変えると更に回
折光が発生せず良好な表示が得られる。隣り合う画素で
５回対象軸が互いに異なる方位をとれば非周期性が高ま
り回折光が低減する効果が得られる。また、隣り合う画
素ではなく、ＲＧＢの画素単位で前記ペンローズタイル
のパターンを形成しても同様の効果が得られる。ペンロ
ーズパターンにより非周期的に平面を埋めることができ
るため、ＲＧＢという広い範囲でも容易に非周期的な凹
凸構造を形成でき設計効率が向上する。

【００１０】本発明の第１の半透過板は、透過部と反射
部から成る凹凸構造を有する半透過板において、複数の
多角形を非周期的に貼り合わせたパターンの一部を凹凸
構造の凸部、又は凹部としたことを特徴とする。このと
き、パターンがペンローズタイルのパターンであれば、
上記と同様の理由で、凹凸構造の設計が容易に行える利
点がある。凹凸構造を円形の凸部、又は凹部で形成する
場合は、パターンが有する１０角形を用いれば良い。ま
た、凹凸構造をストライプ状に形成する場合は、ペンロ
ーズタイルのパターンが有する５回対称軸の少なくとも
１本に沿って凸部や凹部を形成する。

【００１１】本発明の第１の半透過型液晶表示パネル
は、請求項１５及至１８記載の半透過板を有する半透過
型液晶表示パネルにおいて、パターンの５回対称軸の少
なくとも１本が、半透過型液晶表示パネルの筐体の長
軸、又は短軸に沿って形成されたことを特徴とする。

【００１２】本発明の第２の半透過型液晶表示パネル
は、請求項１９及至２１記載の半透過板を有する半透過
型液晶表示パネルにおいて、ＲＧＢの隣り合う画素のペ
ンローズタイルの５回対称軸が、互いに異なる方位を有
することを特徴とする。このとき、回折光が低減する効
果が得られる。また、上述した理由でＲＧＢの画素単位
で前記ペンローズタイルのパターンを形成して同様の効
果が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図４は本発明の
第１の反射板が有する凹凸構造の模式図である。図２に
示したペンローズパターンにおいて、凸部４０１を１０
角形パターンを元に形成した。このとき、凸部４０１は
互いに独立して形成しても良いし（図４（ａ））、互い
の一部が繋がって形状に形成しても良い（図４
（ｂ））。互いに一部が繋がった形状にすると、凹凸の
傾斜角分布が上下と左右方向で非対称になる。このた
め、パネルの視野角を非対称とする効果が得られる。こ
のとき、凸部４０１の径は５μmから４０μｍ程度で形
成する。また、凸部４０１の高さは０．５μｍから３μ
m程度で形成すれば、凹凸構造の傾斜角分布の最大値が
１５°以下に成る。このとき、パネル内での全反射が小
さく成り閉じ込め光が減少するため高輝度が得られる。

【００１４】１０角形パターンは凸部では無く凹部とし
ても良い。また、ペンローズパターンは上記例によら
ず、ペンローズタイル（上記のタイルA、及びタイルB）
を元に形成される平面の一部を用いれば良い。本手法に
より、特に凹凸の径が１５μm以上と大きく画素内に配
置される凹凸の数が少ない場合でも、効率的に非周期的
な凹凸構造を形成できる効果がある。これは、図４
（ｂ）のように凸部は容易に連結することが可能なた
め、凸部径が大きい場合に対応しやすいためである。ペ
ンローズパターンは上記以外にも様々なパターンを取る
ことができる。従ってパターンは図２に限らない。非周
期的なパターンを用いて凹凸構造を形成すれば同様の効
果が得られる。このとき、パターンを形成する複数のタ
イルを組み合わせて凸部や凹部を形成すれば良い。

【００１５】上記の凸部は１０角形パターンでも良い
が、反射板上の形状は必ずしも１０角形で無くとも良
い。露光や現像、アニール処理等で、１０角形パターン
でが円形や楕円形状になっても反射特性の向上や回折光
の低減には同様の効果がある。

【００１６】（実施の形態２）図５は、本実施例の第２
の反射板が有する凹凸構造の模式図である。図２に示し
たペンローズタイルのパターンから形成され、さらにペ
ンローズタイルのパターンが有する５回対称軸の１本に
沿って凸部５０１を形成した。このとき、凹凸構造はス
トライプ状に形成される。また、隣り合う凸部の間隔は
非周期的になるため、回折光が抑制される効果が得られ
る。

【００１７】５回対称軸の部位は、凸部ではなく凹部と
しても良い。また、５回対称軸の一本に沿って形成すれ
ば互いに交点が無いストライプ形状が得られるが、複数
の５回対称軸に沿って形成しても良い。このときは、交
点を有するストライプ形状が得られる。交点を有するス
トライプ構造により、凹凸構造の傾斜角分布の上下、左
右の非対称性が緩和される効果が得られる。

【００１８】（実施の形態３）図６は本実施例の第１の
反射型液晶表示パネルの模式図である。ペンローズパタ
ーンの５回対称軸を、反射型液晶表示パネルの筐体の短
軸方向６０５に沿って形成した。本反射型液晶表示パネ
ルを携帯電話に用いると、光源が正面にある場合に効率
的に光を観察者に集光することができ有効である。

【００１９】（実施の形態４）図７は本実施例の第２の
反射型液晶表示パネルの模式図である。互いに一部が繋
がった円形の凸部７０２から成る凹凸構造を有する反射
板が形成されたパネルにおいて、ＲＧＢの隣り合う画素
の前記ペンローズタイルの５回対称軸が、互いに９０°
づつ異なる方位を有する。このとき、隣り合う画素で５
回対象軸が互いに異なる方位をとることで非周期性が高
まり回折光が低減する効果が得られる。上記の対称軸の
成す角度は９０°に限らない。これは５回対称軸が互い
に重ならない任意の角度が可能である。

【００２０】また、ＲＧＢの３画素単位で前記ペンロー
ズタイルのパターンを形成しても同様の効果が得られ
る。つまり、上記に記載のように、５回対象軸が異なる
方位を有するペンローズタイルのパターンをＲ、Ｇ、及
びＢのそれぞれの画素に埋めるのではなく、ＲＧＢの３
画素が存在する領域を、５回対象軸の方位を変えないで
ペンローズタイルのパターンを埋めていくということで
ある。ペンローズパターンは、非周期的に平面を埋める
ことができるため、ＲＧＢという広い範囲でも容易に非
周期的な凹凸構造を形成でき設計効率が向上する。

【００２１】（実施の形態５）図８は、本実施例の第１
の半透過板の模式図である。透過部８０１と反射部８０
０から成る凹凸構造を有する半透過板において、凸部が
ペンローズタイルのパターンを元に形成されている。こ
のとき、凸部を反射部８００とし凸部以外は透過部８０
１とした。上述したのと同様の理由で、本構成により非
周期的な凹凸構造が効率的に形成された。上記以外にも
透過部は凹凸構造に関係無くスリット状に形成しても良
い。

【００２２】また、凹凸構造をストライプ状に形成する
場合は、ペンローズタイルのパターンが有する５回対称
軸の少なくとも１本に沿って凸部や凹部を形成すれば良
い。

【００２３】（実施の形態６）半透過型液晶表示パネル
において、ペンローズパターンの５回対称軸の１本を凸
部として、パネルの筐体の短軸に沿って形成した。この
とき、凸部の幅は１５μｍ、高さは１.５μmとした。凸
部は径５μｍ〜４０μｍ程度、高さは０．５μｍ〜３μ
m程度で形成すれば良好な反射特性が得られる。また、
透過部の面積比率は画素に対して１０％から６０％程度
で形成する。

【００２４】（実施の形態７）半透過型液晶表示パネル
において、ＲＧＢの隣り合う画素のペンローズタイルの
５回対称軸を、互いに４５°異なる方位で形成した。こ
のとき、回折光が低減する効果が得られる。また、上述
した理由でＲＧＢの画素単位で前記ペンローズタイルの
パターンを形成しても同様の効果が得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上、本発明によれば、凹凸構造を有す
る反射板、半透過板、若しくはそれらを用いた反射型液
晶表示パネルと半透過型液晶表示パネルにおいて、凹凸
構造の設計にペンローズパターンを用いることで、非周
期的な凹凸配置が容易に得られ設計効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ペンローズタイルの模式図

【図２】ペンローズパターンの模式図

【図３】ペンローズパターンの５回対象軸を示す模式図

【図４】実施の形態１の反射板の模式図

【図５】実施の形態２の反射板の模式図

【図６】実施の形態３の反射型液晶表示パネルの模式図

【図７】実施の形態４の反射型液晶表示パネルの模式図

【図８】実施の形態５の半透過板の模式図

【符号の説明】

４００凸部４０１凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】凹凸構造を有する反射板において、複数の
多角形を非周期的に貼り合わせたパターンの一部を前記
凹凸構造の凸部としたことを特徴とする反射板。
【請求項２】凹凸構造を有する反射板において、複数の
多角形を非周期的に貼り合わせたパターンの一部を前記
凹凸構造の凹部としたことを特徴とする反射板。
【請求項３】前記パターンが、ペンローズタイルのパタ
ーンであることを特徴とする請求項１、または請求項２
に記載の反射板。
【請求項４】凹凸構造を有する反射板において、前記凹
凸構造がペンローズタイルのパターンから形成され、さ
らに前記ペンローズタイルのパターンが有する５回対称
軸の少なくとも１本に沿って凸部が形成されたことを特
徴とする反射板。
【請求項５】凹凸構造を有する反射板において、前記凹
凸構造がペンローズタイルのパターンから形成され、さ
らに前記ペンローズタイルのパターンが有する５回対称
軸の少なくとも１本に沿って凹部が形成されたことを特
徴とする反射板。
【請求項６】凹凸構造を有する反射板において、前記凹
凸構造がペンローズタイルのパターンから形成され、さ
らに前記ペンローズタイルのパターンが有する１０角形
のパターンを含んで凸部が形成されたことを特徴とする
反射板。
【請求項７】凹凸構造を有する反射板において、前記凹
凸構造がペンローズタイルのパターンから形成され、さ
らに前記ペンローズタイルのパターンが有する１０角形
のパターンを含んで凹部が形成されたことを特徴とする
反射板。
【請求項８】請求項４、または請求項５に記載の反射板
を有する反射型液晶表示パネルにおいて、前記パターン
の５回対称軸の少なくとも１本が、前記反射型液晶表示
パネルの筐体の長軸に沿って形成されたことを特徴とす
る反射型液晶表示パネル。
【請求項９】請求項４、または請求項５に記載の反射板
を有する反射型液晶表示パネルにおいて、前記反射板の
５回対称軸の少なくとも１本が、前記反射型液晶表示パ
ネルの筐体の短軸に沿って形成されたことを特徴とする
反射型液晶表示パネル。
【請求項１０】請求項６、または請求項７に記載の反射
板を有する反射型液晶表示パネルにおいて、ＲＧＢの隣
り合う画素の前記ペンローズタイルの５回対称軸が、互
いに異なる方位を有することを特徴とする反射型液晶表
示パネル。
【請求項１１】請求項６、または請求項７に記載の反射
板を有する反射型液晶表示パネルにおいて、ＲＧＢの画
素単位で前記ペンローズタイルのパターンが形成された
ことを特徴とする反射型液晶表示パネル。
【請求項１２】透過部と反射部から成る凹凸構造を有す
る半透過板において、複数の多角形を非周期的に貼り合
わせたパターンの一部を前記凹凸構造の凸部としたこと
を特徴とする半透過板。
【請求項１３】透過部と、凹凸構造を有する反射部から
成る半透過板において、複数の多角形を非周期的に貼り
合わせたパターンの一部を前記凹凸構造の凹部としたこ
とを特徴とする半透過板。
【請求項１４】前記パターンが、ペンローズタイルのパ
ターンであることを特徴とする請求項１２、または請求
項１３に記載の半透過板。
【請求項１５】透過部と反射部から成る凹凸構造を有す
る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイル
のパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイル
のパターンが有する５回対称軸の少なくとも１本に沿っ
て凸部が形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項１６】透過部と反射部から成る凹凸構造を有す
る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイル
のパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイル
のパターンが有する５回対称軸の少なくとも１本に沿っ
て凹部が形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項１７】透過部と、凹凸構造を有する反射部から
成る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイ
ルのパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイ
ルのパターンが有する５回対称軸の少なくとも１本に沿
って凸部が形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項１８】透過部と、凹凸構造を有する反射部から
成る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイ
ルのパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイ
ルのパターンが有する５回対称軸の少なくとも１本に沿
って凹部が形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項１９】透過部と反射部から成る凹凸構造を有す
る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイル
のパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイル
のパターンが有する１０角形のパターンを含んで凸部が
形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項２０】透過部と、凹凸構造を有する反射部から
成る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイ
ルのパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイ
ルのパターンが有する１０角形のパターンを含んで凸部
が形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項２１】透過部と反射部から成る凹凸構造を有す
る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイル
のパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイル
のパターンが有する１０角形のパターンを含んで凹部が
形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項２２】透過部と、凹凸構造を有する反射部から
成る半透過板において、前記凹凸構造がペンローズタイ
ルのパターンから形成され、さらに前記ペンローズタイ
ルのパターンが有する１０角形のパターンを含んで凹部
が形成されたことを特徴とする半透過板。
【請求項２３】請求項１５から請求項１８のいずれか1
項に記載の半透過板を有する半透過型液晶表示パネルに
おいて、前記パターンの５回対称軸の少なくとも１本
が、前記半透過型液晶表示パネルの筐体の長軸に沿って
形成されたことを特徴とする半透過型液晶表示パネル。
【請求項２４】請求項１５から請求項１８のいずれか1
項に記載の半透過板を有する半透過型液晶表示パネルに
おいて、前記半透過板の５回対称軸の少なくとも１本
が、前記半透過型液晶表示パネルの筐体の短軸に沿って
形成されたことを特徴とする半透過型液晶表示パネル。
【請求項２５】請求項１９から請求項２１のいずれか1
項に記載の半透過板を有する半透過型液晶表示パネルに
おいて、ＲＧＢの隣り合う画素の前記ペンローズタイル
の５回対称軸が、互いに異なる方位を有することを特徴
とする半透過型液晶表示パネル。
【請求項２６】請求項１９から請求項２１のいずれか1
項に記載の半透過板を有する半透過型液晶表示パネルに
おいて、ＲＧＢの画素単位で前記ペンローズタイルのパ
ターンが形成されたことを特徴とする半透過型液晶表示
パネル。