JP2003029256A

JP2003029256A - 反射型表示装置、及び情報機器

Info

Publication number: JP2003029256A
Application number: JP2001219301A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ikeda; 正哲池田; Akihiro Funamoto; 昭宏船本; Shigeru Aoyama; 茂青山
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2001-07-19
Publication date: 2003-01-29
Also published as: CN1214277C; CN1399163A; US20030016323A1

Abstract

(57)【要約】【課題】反射型表示装置において、単位反射領域の数の
ばらつきによる視認性の低下を防止する。【解決手段】液晶表示装置と、当該液晶表示装置を透過
した光を反射させる反射板とを有し、前記液晶表示装置
は、複数の開口部を備える反射型表示装置において、前
記反射板は、複数の単位反射領域を備え、前記単位反射
領域の配置ピッチｒは、前記液晶表示装置の開口部ピッ
チｐに対して、ｒ＝ｐ／ｍ（ｍは自然数）とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置を用
いた反射型表示装置において、表示画質を向上させる技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ、テレビ
受像機、ワードプロセッサ、ビデオカメラ等への液晶表
示装置の応用が進展する一方で、このような機器に対し
ては小型化、低コスト化などの更なる高機能化に対する
要望が高まっている。これらの要望を満たすべく、バッ
クライトを用いずに外部から入射した周囲光を反射させ
て表示を行う、反射型表示装置の開発が進んでいる。

【０００３】反射型表示装置の原理を図１に示す。図１
は、反射型表示装置の概略断面図である。この反射型表
示装置は、液晶表示装置２０の裏面に反射板２１を配置
したものであって、太陽光などの外光が液晶表示装置２
０に入射すると、入射光は液晶表示装置２０の画素を透
過し、反射板２１に反射されて、液晶表示装置２０から
前面に出射される。このとき液晶表示装置２０が各画素
ごとに光を透過させたり、遮断したりするように制御さ
れると、液晶表示装置２０に画像が生成される。

【０００４】このような反射型表示装置においては、後
方照明装置を用いない分、どれだけ周囲光を効率よく利
用して表示面を明るくできるかということが重要であ
る。そのため、この反射型表示装置に搭載される反射板
２１の果すべき役割は非常に大きく、あらゆる角度から
入射する周囲光を効率よく利用して、最適な反射特性を
有するような反射板２１を設計する技術が不可欠とされ
てきた。

【０００５】ところで、反射型表示装置では、液晶表示
装置２０と反射板２１を組み合わせて用いるので、液晶
表示装置２１の表面での反射光の映り込みが問題とな
る。すなわち、太陽光等の外光が液晶表示装置２０に入
射するとき、すべての入射光が液晶表示装置２０を透過
するわけではなく、その一部は液晶表示装置２０の表面
で反射される。このため、図２に示すように反射板２１
で反射され液晶表示装置２０から出射される出射光と液
晶表示装置２０の表面で正反射した反射光とが同じ方向
へ出射され、画像に光源が映り込んでしまい、視認性が
低下している。

【０００６】これを解消するため、従来は、表面に複数
の単位反射領域を形成された反射板を用いている。単位
反射領域としては、図３に示すようなプリズム状パター
ン、図４に示すような多数の球状突起を配列したもの、
あるいは、円柱状、多角錐状、円錐状などの突起を多数
配列したものなどが用いられる。また、図示しないが、
個々の突起形状だけではなく、複数の突起などの凹凸形
状によって構成することで機能を満たす反射領域も単位
反射領域と呼称する。反射板に複数の単位反射領域を設
けていると、図５に示すように、液晶表示装置に透過し
た入射光が反射板で反射される際、単位反射領域によっ
て散乱される。このため、液晶表示装置２０から出射さ
れる出射光が、液晶表示装置２０の表面で正反射した反
射光と異なる方向へも出射されることになり、反射光に
妨げられることなく画像を見ることができ、視認性が向
上する。

【０００７】しかしながら、図２や図３に示したように
周期的な縞状、もしくは格子状に整列させて単位反射領
域を形成した場合、その単位反射領域によって再現され
るものと、周期的な格子状に形成された液晶表示装置２
０の画素とのわずかな空間周波数差により、モアレ縞が
発生し、液晶表示装置２０の表示画像が低下する。その
ため、球状突起の配列を例として、図６のように単位反
射領域をランダムに周期性を持たせずに配置させた反射
板を用いるものもある。この反射板２１は、このような
非周期的な単位反射領域の配置によりモアレ縞を低減
し、画質を改善する。

【０００８】また、反射型表示装置では、周囲光を用い
て表示面を明るくしているが、夜間など周囲光が不足す
る環境で用いる場合、照明は不可欠である。反射型表示
装置では、液晶表示装置２０の表面から入射する光に対
する反射率を上げていることから、前方照明装置を用い
て効率よく表示面を明るくできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】モアレ縞による画質劣
化を低減させるため単位反射領域をランダムに配置した
反射板を用いた場合、個々の単位反射領域の大きさによ
り、液晶表示装置の画素ピッチ内での単位反射領域の数
にばらつきが生じる。このような単位反射領域の数のば
らつきは、画素間に反射できる光量の差となり画素の明
るさばらつきの原因となる。この明るさばらつきは、液
晶表示装置の画像に画素周波数程度で重畳され、画像の
ざらつき感となり、視認性が低下するという課題があっ
た。

【００１０】また、単位反射領域の大きさにより、液晶
表示装置のカラーフィルタ開口部のピッチ内でばらつき
が生じた場合、各色の開口部間に反射できる光量の差と
なり、開口部の明るさや色の再現性にばらつきが生じ
る。このばらつきにより、色むらが生じ、その色むらが
液晶表示装置の画像に重畳され、画像のざらつき感とな
り、視認性が低下するという課題があった。

【００１１】また、前方照明装置を用いた場合、光の入
射角度が広い周囲光と、ほぼ同一の入射角度の前方照明
装置からの照明光の各々を効率よく用いるために各光を
所定の方向に出射する２種類の単位反射領域を形成する
ことが必要であった。モアレ縞による画質劣化を低減さ
せるために２種類の単位反射領域をランダムに配置した
場合、個々の単位反射領域の大きさにより、液晶表示装
置の画素もしくはカラーフィルタの開口部内での各単位
反射領域の数にばらつきが生じる。この単位反射領域の
数のばらつきが反射できる光量の差となり、画素もしく
はカラーフィルタの明るさばらつきの原因となる。この
明るさばらつきや、この明るさばらつきによる色再現性
のばらつきは、液晶表示装置の画像に画素周波数程度で
重畳され、画像のばらつき感となり、視認性が低下する
という課題があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の反射型
表示装置は、液晶表示装置と、当該液晶表示装置を透過
した光を反射させる反射板とを有し、前記液晶表示装置
は、複数の開口部を備え、前記反射板は、複数の単位反
射領域を備え、前記単位反射領域の配置ピッチｒは、前
記液晶表示装置の開口部ピッチｐに対して、ｒ＝ｐ／ｍ（ｍは自然数）であることを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載の反射型表示装置は、液晶
表示装置と、該液晶表示装置の前方に配置され該液晶表
示装置に光を出射する前方照明装置と、該液晶表示装置
を透過した光を反射させる反射板とを有し、前記液晶表
示装置は、複数の開口部を備え、前記反射板は、該前方
照明装置と該液晶表示装置を透過した周囲光を所定の方
向へ反射する第１の単位反射領域と、該前方照明装置か
ら出射され、該液晶表示装置を透過した照明光を所定の
方向へ反射する第２の単位反射領域を各々複数備え、各
単位反射領域の配置ピッチｓ₁，ｓ₂は、前記液晶表示装
置の開口部ピッチｐに対して、ｓ₁＝ｐ／ｎ₁ ｓ₂＝ｐ／ｎ₂ （ｎ₁，ｎ₂は２以上の自然数）を満たすことを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の反射型表示装置は、上記
開口部とは、前記液晶表示装置により形成される画像の
画素を示すことを特徴とする。

【００１５】請求項４に記載の反射型表示装置は、複数
色の表示領域から成るカラーフィルタを備え、上記開口
部とは、前記カラーフィルタの単色開口部を示すことを
特徴とする。

【００１６】請求項５に記載の反射型表示装置は、前記
液晶表示装置においてブラックマトリクス部を備え、ブ
ラックマトリクス部によって遮光される前記反射板上の
領域において、単位反射領域の存在しない領域を設けた
ことを特徴とする。

【００１７】請求項６に記載の反射型表示装置は、前記
単位反射領域により、所定の開口部から入射した光が、
該開口部のみから出射するように前記単位反射領域を形
成する範囲を制限することを特徴とする。

【００１８】請求項７に記載の情報機器は、請求項１〜
２記載の反射型表示装置を用いたことを特徴とする。

【００１９】請求項８に記載の情報機器は、携帯電話、
携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ
またはテレビ受像機のいずれかが好適である。

【００２０】

【作用】請求項１に記載の反射型表示装置にあっては、
液晶表示装置と、当該液晶表示装置を透過した光を反射
させる反射板とを有し、前記反射板に、複数の単位反射
領域から構成され、前記単位反射領域の配置ピッチｒ
は、前記液晶表示装置の開口部ピッチｐに対して、ｒ＝ｐ／ｍ（ｍは自然数）となるように配置することで、液晶表示装置の各開口部
下に配置される単位反射領域の数をほぼ一定にすること
ができる。従って、各開口部の反射光量を均一にし、ざ
らつき感のない画像を得ることができる。

【００２１】請求項２に記載の反射型表示装置にあって
は、液晶表示装置と、該液晶表示装置の前方に配置され
該液晶表示装置に光を出射する前方照明装置と、該液晶
表示装置を透過した光を反射させる反射板とを有し、前
記反射板に、該前方照明装置と該液晶表示装置を透過し
た周囲光を所定の方向へ反射する第１の単位反射領域
と、該前方照明装置から出射され、該液晶表示装置を透
過した照明光を所定の方向へ反射する第２の単位反射領
域を各々複数備え、各単位反射領域の配置ピッチｓ₁，
ｓ₂は、前記液晶表示装置の開口部ピッチｐに対して、ｓ₁＝ｐ／ｎ₁ ｓ₂＝ｐ／ｎ₂ （ｎ₁，ｎ₂は２以上の自然数）を満たすように配置することで、液晶表示装置の開口部
下に配置される各単位反射領域の数をほぼ一定にするこ
とができる。従って、各開口部の反射光量を均一にし、
ざらつき感のない画像を得ることができる。

【００２２】請求項３に記載の反射型表示装置にあって
は、請求項１〜２に記載の反射型表示装置における開口
部を画素とし、各画素の反射光量を均一にすることで、
ざらつき感のない画像を得ることができる。

【００２３】請求項４に記載の反射型表示装置にあって
は、請求項１〜２に記載の反射型表示装置における開口
部を複数色の表示領域から成るカラーフィルタの各単色
開口部とし、各単色開口部の反射光量を均一にすること
で、ざらつき感のない画像を得ることができる。また、
単色開口部の色再現性を均一にすることができ、色むら
や色再現性のばらつきによるざらつき感を防止できる。

【００２４】請求項５に記載の反射型表示装置にあって
は、ブラックマトリクス部に覆われた影領域に単位反射
領域を形成しない領域を設けることで、前記影領域が必
ずしも単位反射領域の配置ピッチｒの自然数倍の幅をも
つわけではないことに対し、空間的に調整し、開口部下
における単位反射領域数の均一化を実現できる。

【００２５】請求項６に記載の反射型表示装置にあって
は、単位反射領域を形成する領域において、所定の開口
部から入射した周囲光を、該単位反射領域が該開口部か
ら出射するように前記単位反射領域を形成する範囲を制
限した。従来、隣接する開口部からの光により所定の開
口部から出射される光量が変わり、正確に所定の明るさ
が得られなかった。上記反射型表示装置は、そのために
生じていた、明るさのばらつきによるざらつき感や、不
正確な色再現性による色むらやざらつき感を軽減する。
また、従来、開口部がカラーフィルタの場合に隣接する
カラーフィルタからの光が入射することで、所定のカラ
ーフィルタと混色し、正確な色再現ができなかった。上
記反射型表示装置は、そのような混色を防止し、色再現
の精度を向上させる。

【００２６】請求項７〜８に記載の情報機器、例えば、
携帯電話、携帯型情報端末、携帯型パソコン、ビデオカ
メラ、またはテレビ等は、請求項１〜２に記載の反射型
表示装置を備え、ざらつき感のない画像を提供する。

【００２７】

【発明の実施の形態】（反射型表示装置の構成と製造方
法）実施例を説明する前に、本発明における反射型表示
装置の中で、液晶表示装置と反射板の位置関係のとりう
る形態と各形成手段について説明する。

【００２８】図１は、最も基本的な液晶表示装置２０と
反射板２１の位置関係を示す一部破断した概略断面図で
ある。この反射型表示装置にあっては、反射板２１は液
晶表示装置２０とは別部品で構成されている。反射板２
１の基材としては、ガラス、セラミクス、樹脂、金属な
どの板を用いる。また、ポリオレフィン系などの樹脂シ
ートを基材として用いて、反射シートを形成してもよ
い。

【００２９】単位反射領域の下地層９の形状（下地形状
という）の形成手段は、図示しないが、基材上に紫外線
硬化樹脂を塗布し、該紫外線硬化樹脂の上にスタンパを
押圧して基材とスタンパの間に紫外線硬化樹脂を押し広
げる。基材を通して、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射し
紫外線硬化樹脂を硬化させると、硬化した紫外線硬化樹
脂によって下地形状が形成される。この後、下地形状か
らスタンパを剥離させると、スタンパによって下地形状
の表面に凹凸パターンが転写される。ついで、該下地形
状の表面に、反射面となるＡｇやＡｌなどの高反射率材
料による薄膜をスパッタリング法や蒸着法などで形成す
る。そして、該反射面の表面に、液晶表示装置２０の方
式（液晶の種類）により、ポリイミド系樹脂などによ
り、液晶の配向を揃える配向膜５や、平坦化膜の他、絶
縁膜を形成することで、反射板２１もしくは反射シート
が形成される。

【００３０】また下地形状の別の形成手段として、透明
な、アクリル系やポリイミド系などの樹脂を溶媒に溶解
させ、基材表面にスピンコート、スリットコートなどの
手段で均一な厚みに塗布し、溶媒をホットプレートやオ
ーブンなどで基材ごと加熱処理することで乾燥させ、樹
脂膜を形成した後、ホットプレートなどで基材ごと加熱
しつつ軟化した該樹脂膜の上にスタンパを押圧して賦形
する成形方法でも下地層９は形成できる。

【００３１】また更に別な下地形状の形成手段は、基材
として樹脂、ガラス、金属など直接成形加工を施せる材
料であれば、基材を加熱し、軟化した状態で直接スタン
パを基材に押圧し賦形させることで、下地形状の成形を
施せる。そして、下地形状の表面にＡｇやＡｌなどの高
反射率材料による薄膜をスパッタリング法や蒸着法など
で形成する。本実施例では、厚みが１００μｍのポリプ
ロピレン製シート材を基材として用いて、該シート材表
面に直接成形を行い、下地層９を形成し、真空蒸着法に
より約２０００ÅのＡｇ薄膜を形成している。この構成
では、カレンダー成形による下地層９の加工と、巻き取
り蒸着加工による反射膜８の形成が可能であり、非常に
高速な作製タクトが可能である。但し、材料や形状寸法
はここに記載した例には限らない。

【００３２】また、更に別の手段として、加熱したＡｌ
などの金属箔へスタンパを押圧し、圧縮成型で前記単位
反射領域を形成し、金属箔自体の反射特性を用いること
で反射膜を省略した反射膜８もしくは反射シートを形成
することも有効な手段である。かかる手段によれば、加
工プロセスの簡素化、材料の低コスト化が実現できる。

【００３３】また、別部品である反射板２１もしくは反
射シートを液晶表示装置２０の裏面に配置する方法によ
れば、反射面と液晶表示装置裏面に隙間部を形成して配
置してもよいし、透明な樹脂などにより前記隙間部を充
填して接合しても構わない。また、予め透明な樹脂など
により前記反射シートの表面を被覆し、液晶表示装置裏
面に貼り合わせることにより、前記シート状の反射層
（反射板で厚みの薄いものをいう）のハンドリングを容
易にし、前記反射膜の酸化などの変質や傷などの発生を
防ぐことができる。さらに、図示しないが、前記下地層
９および基板１０Ａ、シートなどの材料が透明であれ
ば、該材料側を液晶表示装置２０の裏面に向けて配置
し、前記下地層９と前記下地層９を被覆する反射膜８の
界面で光を反射することでも同様の効果が得られる。但
し、この場合は、形成する下地層９は図１に示した場合
の単位反射領域形状の反転形状でなければならないこと
は明らかである。

【００３４】ここに示した反射板２１を液晶表示装置２
０の下部基板１０と別の部品とする構成では、下部基板
１０上に形成される液晶駆動素子６から加工プロセス、
歩留まり、動作の信頼性などに関して熱、圧力、薬品な
どの制限を受けることなく材料、加工プロセスなどを設
定できるため、安価な材料、加工工程を用いて低コスト
化が可能である。しかしながら、材料、形状寸法および
加工手段はここに記載した例に限らない。

【００３５】また、別の反射型表示装置の構成について
説明する。図７に示した構成は、反射板２１を液晶表示
装置２０の下部基板１０に組み込んでいる。かかる構成
では、図１のように反射板２１が独立している構成のも
のと同様に、下部基板１０となるガラス、金属、セラミ
クス、樹脂などによる基板上に、紫外線硬化樹脂による
光硬化法や、該基板上に形成した樹脂膜に対する加熱、
押圧による成型法の他、該基板表面に対する成型法など
の手段で下地層９の形状（下地形状）を形成する。該下
地形状の表面には、反射膜８として、Ａｌ、Ａｇなどの
高反射率材料による薄膜を真空蒸着法、スパッタリング
法などにより形成する。そして、反射膜８を形成させた
下地形状から成る単位反射領域による基板表面の凹凸差
を平坦化するため、ポリイミド樹脂などの樹脂の他、ペ
ースト状ガラス材料などの絶縁性材料で平坦化膜７を形
成する。該基板上にＴＦＴや画素電極などの液晶駆動素
子６を形成し、絶縁膜を兼ねた液晶配向を制御する配向
膜５をポリイミド樹脂などで形成することで、反射板２
１を組み込んだ下部基板１０を形成することができる。

【００３６】また、更に別の反射型表示装置の構成につ
いて説明する。図８に示した反射型表示装置の構成は、
反射板２１を液晶表示装置の下部基板１０の表面に形成
している。また、この反射型表示装置では、反射膜８が
画素電極としても機能する。かかる構成では、既にＴＦ
Ｔや画素電極などの液晶駆動素子６を形成したガラス、
金属、セラミクス、樹脂などによる下部基板１０上に、
紫外線硬化樹脂による光硬化法や、該基板上に形成した
樹脂膜に対する加熱、押圧による成型法の他、該基板表
面に対する成型法などの手段で下地形状を形成する。ま
た、レジストなどの感光性樹脂を用いたフォトリソグラ
フィ技術により下地形状を形成したり、該下地形状を加
熱し溶融させ、表面張力などにより該下地形状表面を曲
面化させるなどの手段も有効な手段である。該下地形状
の表面には、反射膜８として、Ａｌ、Ａｇなどの高反射
率材料による薄膜を真空蒸着法、スパッタリング法など
により形成する。そして、ポリイミド樹脂などの絶縁性
材料により、液晶配向を制御する配向膜５を形成するこ
とで下部基板１０を形成することができる。

【００３７】しかしながら、本構成では、反射膜８が液
晶駆動素子６の一部として機能することも可能であり、
レジストなどの感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィ
技術などにより、コンタクトホール部１２を形成し、反
射膜８を形成することで液晶駆動素子６との導通を図れ
る。かかる手段では、感光性樹脂層に対して加熱、押圧
する成形法の他、フォトリソグラフィ法などの工程を該
コンタクトホール形成工程の前後に行うことで下地形状
ができる。

【００３８】また、本発明において、反射膜８は、全反
射膜にかぎらず、膜厚を制御した薄膜や、複数の材質に
よる積層薄膜による半透過膜としてもよい。かかる構成
によると、前記液晶表示装置２０に後方から光を投射す
る後方照明装置の光も前方に出射できる。

【００３９】３種類の液晶表示装置と反射膜の配置につ
いて説明したが、液晶層の裏面側に反射板を配置でき、
光路をさまたげない構成であれば、これらに限られるも
のではない。

【００４０】また、液晶表示装置の構成について図１を
例に概略説明する。液晶駆動素子６は、上部基板１と下
部基板１０の間に形成されるＴＦＴや画素電極などの液
晶駆動素子６、液晶層４、カラーフィルタや画素などの
開口部３などから構成される。また、液晶の種類にもよ
るが、下部基板１０の表面に液晶の配向を制御する配向
膜５や、絶縁膜などが併せて形成される。また図示しな
いが、液晶の種類により、偏光板を重ねる構成もある。

【００４１】（第１の実施形態）本発明による一実施例
を示す一部破断した概略断面図を、図７に示した反射板
２１を下部基板１０に組み込んだ構成を例にして図９に
示す。ここで、図１〜図８で説明した構成要素と同一の
構成要素については、同一の符号を付してその説明を省
略する。

【００４２】本実施例では、反射板２１を構成する複数
の単位反射領域は、その平均配置ピッチｒ^*を、開口部
３のピッチｐに対して、ｒ^*＝ｐ／ｍ（ｍは自然数）となるように配置されている（図９は、ｍ＝６の場合の
例である）。かかる構成によると、各開口部３の下に配
置される単位反射領域の数が、前記液晶表示装置２０の
表示面内においてほぼ均一になる。従って、開口部３の
明るさばらつきが低減され、画像のばらつき感が軽減
し、視認性が向上する。特に、ナイキストの定理より、
開口部３の空間周波数１／ｐを正確に再現するために
は、該開口部３の２倍以上の空間周波数が必要である。
したがって、開口部３の２倍以上の空間周波数で単位反
射領域を形成し、開口部３を照明することで、開口部３
の空間周波数の画像を正確に再現できる。しかしなが
ら、上記単位反射領域の空間周波数が開口部３の空間周
波数の整数倍でなければ、上記単位反射領域により再現
される空間周波数と開口部３の空間周波数とにおいて差
異が生じ、モアレ縞の原因となる。従って、ｍを２以上
の自然数とすることで画像を正確に再現できる。なお、
図８中には、球面状突起１ヶによる単位反射領域をｍを
６として配置した例を示すが、単位反射領域の形状、単
位反射領域の構成、およびｍはこれに限らない。

【００４３】また、単位反射領域は、従来のプリズム
状、球状、円柱状、多角錐状、円錐状などの突起に限ら
ず、非球面曲面や、表示面内で角度が変調された複数の
単位傾斜面を多数配列したものなどでも構わない。ま
た、これらの単位反射領域の形状、傾斜角度を面内で個
々に変え、反射方向の集光や偏りなど光路制御を行う構
成を兼ねてもよい。また、単位反射領域として、複数の
突起形状により構成され、所定の反射機能を有する領域
としても構わない。

【００４４】（第２の実施形態）本発明による別の実施
例を示す一部破断した概略断面図を、図７に示した反射
板を下部基板に組み込んだ反射型表示装置の構成を例に
して図１０に示す。この反射型表示装置は、さらに、前
方照明部１３を備えている。ここで、図１〜図８で説明
した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号
を付してその説明を省略する。

【００４５】本実施例では、液晶表示装置２０と、光源
部、導光板部などから構成される前方照明装置１３とを
備えた反射型表示装置において、反射板２１には前記液
晶表示装置２０と前方照明装置１３を透過した周囲光を
反射する第１の単位反射領域と、前記前方照明装置１３
から出射され前記液晶表示装置２０を透過した照明光を
反射する第２の単位反射領域の各単位反射領域を複数配
置している。各単位反射領域は、その平均配置ピッチｓ
₁ ^*，ｓ₂ ^*を、開口部３のピッチｐに対して、ｓ₁ ^*＝ｐ／ｎ₁ ｓ₂ ^*＝ｐ／ｎ₂ （ｎ₁，ｎ₂は２以上の自然数）となるように配置されている。かかる構成によると、各
開口部３の下に配置される各単位反射領域の数が、前記
液晶表示装置２０の表示面内においてほぼ均一になる。
従って、各光によって得られる開口部３の明るさのばら
つきが低減され、画像のざらつき感が軽減し、視認性が
向上する。特に、ナイキストの定理より、開口部３の空
間周波数１／ｐを正確に再現するためには、該開口部３
の２倍以上の空間周波数が必要である。したがって、開
口部３の２倍以上の空間周波数で各単位反射領域を形成
し、開口部３を照明することで、開口部３の空間周波数
の画像を正確に再現できる。しかしながら、上記単位反
射領域の空間周波数が開口部３の空間周波数の整数倍で
なければ、上記単位反射領域により再現される空間周波
数と開口部３の空間周波数とにおいて差異が生じ、モア
レ縞の原因となる。従って、ｎ₁，ｎ₂は２以上の自然数
とすることで画像を正確に再現できる。なお、図９中に
は、球面状突起２ヶによる第１の単位反射領域と、鋸歯
状断面形状をもつ突起１ヶによる第２の単位反射領域を
ｎ₁，ｎ₂が各々２とした例を示すが、単位反射領域の形
状、単位反射領域の構成、およびｎ₁，ｎ₂はこれに限ら
ない。

【００４６】図示しないが、例えば、第１の単位反射領
域相互間に隙間があり、その隙間の所定個数ごとに第２
の単位反射領域を構成したような場合、ｎ₁とｎ₂とは異
なる値となる。

【００４７】また、単位反射領域は、従来のプリズム
状、球状、円柱状、多角錐状、円錐状などの突起に限ら
ず、非球面曲面や、表示面内で角度が変調された複数の
単位傾斜面を多数配列したものなどでも構わない。ま
た、これらの単位反射領域の形状、傾斜角度を面内で個
々に変え、反射方向の集光や偏りなど光路制御を行う構
成を兼ねてもよい。また、単位反射領域として、複数の
突起形状により構成され、所定の反射機能を有する領域
としても構わない。

【００４８】なお、前方照明装置１３は、少なくともＬ
ＥＤや蛍光管などの点光源もしくは線光源による光源部
と、該光源部の光を前記液晶表示部の表示面に均一に導
光する導光板を備える。前記導光板は、断面がくさび型
形状であるもの、また、表面に光制御用の凹凸パターン
を備えたものでもよく、図１０中に示した前記凹凸パタ
ーンの無い厚みが均等な導光板に限らない。

【００４９】（第３の実施形態）図８の構成を基に、本
発明による別の実施例の一部破断した概略断面図を図１
１に示す。ここで、図１〜図８で説明した構成要素と同
一の構成要素については、同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００５０】本実施例において、画素開口部３Ａは、画
像を構成する画素を示している。この開口部３は、モノ
クロ液晶においては、ブラックマトリクス間の光が透過
可能な部分である。また、カラー液晶においては、画素
開口部３Ａは、カラーフィルタのＲＧＢ３原色に対応す
る３つの単色開口部の集合に相当する。

【００５１】本実施形態の反射型表示装置でも、第１実
施形態または第２実施形態のものと同様、単位反射領域
により再現される空間周波数を画素の空間周波数の２以
上の自然数倍に設定している。

【００５２】このような構成により、本実施形態の反射
型表示装置は、各画素の明るさを均一にし、ざらつき感
を防止している。かかる発明は、特に液晶駆動素子６の
段階的信号駆動により液晶を駆動し、画素の開口部内の
透過率を段階的に制御する白黒画像表示を目的とした反
射型表示装置に有効である。

【００５３】（第４の実施形態）図８の構成を基に、本
発明による別の実施例の一部破断した概略断面図を図１
２に示す。ここで、図１〜図８で説明した構成要素と同
一の構成要素については、同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００５４】本実施例において反射型表示装置は、複数
色の開口部分を備えたカラーフィルタ１４を備えてい
る。このカラーフィルタ１４は、ブラックマトリクス部
２の間に単色開口部３Ｂを有している。

【００５５】本実施形態の反射型表示装置でも、第１実
施形態または第２実施形態のものと同様、単位反射領域
により再現される空間周波数を単色開口部３Ｂの空間周
波数の２以上の自然数倍に設定している。

【００５６】このような構成により、本実施形態の反射
型表示装置は、各単色開口部３Ｂの明るさを均一にし、
ざらつき感を防止している。また、各単色開口部３Ｂの
色再現性が均一になり、色再現性のばらつきによるざら
つき感の発生を防止できる。かかる発明は、特に液晶駆
動素子６の段階的信号駆動により液晶を駆動し、単色開
口部内の透過率を段階的に制御し、隣接する他色の単色
開口部と併せて複数の色を再現するカラー画像表示を目
的とした反射型表示装置に有効である。

【００５７】（第５の実施形態）図７の構成を基に、本
発明による別の実施例の一部破断した概略断面図を図１
３に示す。ここで、図１〜図８で説明した構成要素と同
一の構成要素については、同一の符号を付してその説明
を省略する。

【００５８】ブラックマトリクス部２によって覆われた
反射板領域の幅（図１３に「ブラックマトリクス幅」と
記述した矢印部分）は、必ずしも前記単位反射領域ピッ
チｒの自然数倍とはかぎらない。

【００５９】そこで、本実施形態の反射型表示装置で
は、このブラックマトリクス部２に覆われた反射板領域
（図１３の領域３０、３１、または３２等）の一部には
単位反射領域を形成せず、単位反射領域の配置数を調整
する調整領域として使用する。

【００６０】例えば、図１３のブラックマトリクス部２
に覆われた領域３１では、Δｘで示される幅の部分だけ
に単位反射領域が形成されている。また、このΔｘで示
される幅の部分以外の領域では、単位反射領域が形成さ
れていない。すなわち、単位反射領域を形成しない範囲
８Ａとして残されている。

【００６１】このように、本実施形態の反射型表示装置
では、ブラックマトリクスに覆われた反射板領域３０、
３１または３２等には部分的に単位反射領域を形成せ
ず、空間的に調節することで、画素もしくはカラーフィ
ルタの開口部３に単位反射領域を同数配置でき、開口部
３からの出射光量を均一にできる。

【００６２】なお、開口部３から斜めに入射する光に対
応するため、ブラックマトリクス部２によって覆われた
反射板領域３０、３１または３２等においても部分的に
単位反射領域を設けてもよい。したがって、単位反射領
域を形成しない範囲は、ブラックマトリクス部幅よりも
狭い範囲の領域の空間的調節が可能な範囲でもよいこと
は勿論である。

【００６３】また、図示しないが、単位反射領域を設け
ていない領域には単位反射領域と異なる形状の凹凸を形
成し、液晶層４のギャップ量を定義するスペーサ構造
や、より細かい形状の凹凸による光拡散面などを形成し
てもよい。

【００６４】（第６の実施形態）図７の構成を基に、本
発明による別の実施例に係る反射型表示装置の一部破断
した概略断面図を図１４に示す。ここで、図１〜図８で
説明した構成要素と同一の構成要素については、同一の
符号を付してその説明を省略する。

【００６５】図１４に示すように、この反射型表示装置
では、例えば、開口部３Ｃの直下の領域において単位反
射領域が限定して形成されている。その結果、所定の開
口部３Ａから入射した入射光Ｒ１、Ｒ２が単位反射領域
によって反射され、該所定の開口部３Ｃから出射する。

【００６６】このように、この反射型表示装置は、単位
反射領域を形成する位置を制御することで、例えば、開
口部３Ｃからの入射光が隣接する開口部３Ｄから出射す
ることによる光量のばらつきを低減する。その結果、こ
の反射型表示装置では、明るさの差異によるざらつき感
や、不正確な色再現性などを低減することができる。ま
た、図１４の開口部３Ｃ等をカラーフィルタ単色開口部
とした場合、あるカラーフィルタ単色開口部から入射し
た光が隣接するカラーフィルタ単色開口部へ出射される
ことが防止できるので、光の混色を防ぐことができる。

【００６７】単位反射領域を形成する範囲は、周囲光の
入射角度、単位反射領域の光拡散角度、反射角度、ブラ
ックマトリクス部２の幅などから、単位反射領域の反射
光範囲が隣接する開口部を通らない広さである。

【００６８】（変形例）上記第１の実施形態から第６の
実施形態において、単位反射領域のピッチが開口部３の
ピッチの１／ｍとなるように、単位反射領域を配置した
（ｍは２以上の自然数）。その場合、単位反射領域の形
状としては、様々なものを使用できる。図１５に、その
ような単位反射領域の形状例の一覧（No.1〜No.12）を
示す。

【００６９】図１５の各欄は、「No.」、「形状」、お
よび「説明」から構成される。「No.」は、各形状の単
位反射領域を示す番号である。「形状」は、各単位反射
領域の形状を示す平面図（各欄の図の上部）および断面
図（各欄の図の下部）を示す。以下、No.1〜No.12の順
に図１５の各単位反射領域を説明する。

【００７０】No.1の単位反射領域は、球面で構成され
る。ただし、球面に代えて、凸面、楕円回転体の一部等
により単位反射領域を形成してもよい。

【００７１】No.2の単位反射領域は、No.1で示される単
位反射領域を平面に組み込んだものである。この場合、
平面部は、粗面でもよいし、鏡面でもよい。

【００７２】No.3の単位反射領域は、No.1の単位反射領
域を複数個配列したものである。ただし、大きさが異な
るNo.1の単位反射領域を複数個配列してもよい。

【００７３】No.4の単位反射領域は、大きさおよび形状
が異なる単位反射領域を非周期的、すなわち、ランダム
に配置したものである。

【００７４】No.5の単位反射領域は、単位反射領域全体
を傾斜面としたものである。この単位反射領域は、直方
体（四角柱）を斜めに切断した形状である。なお、No.5
の下図のＨは、傾斜面の反射層基部からのオフセットを
示している。ただし、オフセットＨ＝０とし、単位反射
領域をくさび型形状としてもよい。また、斜面を曲面と
してもよい。

【００７５】No.6の単位反射領域は、No.6の直方体に代
えて、円柱を斜めに切断した形状を示している。ただ
し、円柱以外のもの（平面図が円以外のもの）、例え
ば、三角柱や、多角形断面の角柱等を斜めに切断した形
状を用いてもよい。

【００７６】No.7の単位反射領域は、平面図（断面形
状）が直線Ｌ１、Ｌ２、曲線Ｌ３、Ｌ４で囲まれた図形
である角柱を斜めに切断した形状を示している。すなわ
ち、No.5の平面図における矩形の左右の辺を曲線（四角
柱の対応する２面を曲面）としたものである。

【００７７】No.8の単位反射領域は、No.1またはNo.2の
形状とNo.5〜No.7のいずれかの形状とを組み合わせた形
状である。すなわち、凸面や球面を傾斜面に組み合わせ
たものである。

【００７８】No.9は、no.3の形状と、No.5〜No.7のいず
れかの形状とを組み合わせた形状である。すなわち、凸
面の配列や球面の配列を傾斜面に置いたものである。

【００７９】No.10は、no.４の形状と、No.5〜No.7のい
ずれかの形状とを組み合わせた形状である。すなわち、
凸面の非周期的な配置や球面の非周期的な配置を傾斜面
に置いたたものである。

【００８０】No.11は、No.1〜No.10の形状から選択され
た複数の形状を配列して単位反射領域の形状としたもの
である。No.12の単位反射領域は、No.11に対して、配列
の行ごと、または列ごとにオフセットを持たせて配置し
たものである。なお、No.11またはNo.12において、配列
内で隣接する要素に凹部と凸部とがある場合（例えば、
No.7の平面図の形状を有する単位反射領域を要素とする
場合）、その凹部と凸部とを咬み合わせるようにしても
よい。

【００８１】（アプリケーション）尚、本実施の形態の
反射型表示装置は、携帯電話や弱電力型無線機器などの
ディスプレイの他、電子手帳などの携帯型情報端末、ノ
ート型の携帯用コンピュータ、ビデオカメラ、テレビな
どのディスプレイに応用できることは勿論のことであ
る。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば画
素やカラーフィルタ各色の開口部下にほぼ一定量の単位
反射領域を形成でき、該開口部から出射される光量を均
一化し、モアレ、ざらつき感、色むらなどの視認性を低
減させる現象を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】反射型表示装置の原理を示す図（１）

【図２】従来技術の問題点を示す図

【図３】プリズム状パターンによる単位反射領域を示
す図

【図４】球状突起による単位反射領域を示す図

【図５】単位反射領域による散乱の効果を示す図

【図６】非周期的に単位反射領域を配置させた反射板
を示す図

【図７】反射型表示装置の原理を示す図（２）

【図８】反射型表示装置の原理を示す図（３）

【図９】本発明の第１の実施形態に係る反射型表示装
置の構成図

【図１０】本発明の第２の実施形態に係る反射型表示装
置の構成図

【図１１】本発明の第３の実施形態に係る反射型表示装
置の構成図

【図１２】本発明の第４の実施形態に係る反射型表示装
置の構成図

【図１３】本発明の第５の実施形態に係る反射型表示装
置の構成図

【図１４】本発明の第６の実施形態に係る反射型表示装
置の構成図

【図１５】単位反射領域の形状例の一覧を示す図

【符号の説明】

１上部基板２ブラックマトリクス部３開口部４液晶層５配向膜６液晶駆動素子７平坦化膜８反射膜９下地層１０下部基板１２コンタクトホール１３前方照明装置１４カラーフィルタ２０液晶表示装置２１反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青山茂京都府京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町801番地オムロン株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA14Y FA34Y FB02 GA13 KA10 LA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶表示装置と、該液晶表示装置を透過
した光を反射させる反射板とを有する反射型表示装置に
おいて、前記液晶表示装置は、複数の開口部を備え、前記反射板は、複数の単位反射領域を備え、前記単位反射領域の配置ピッチｒは、前記液晶表示装置
の開口部ピッチｐに対して、ｒ＝ｐ／ｍ（ｍは２以上の自然数）であることを特徴とする反射型表示装置。
【請求項２】液晶表示装置と、該液晶表示装置の前方
に配置され該液晶表示装置に光を出射する前方照明装置
と、該液晶表示装置を透過した光を反射させる反射板と
を有する反射型表示装置において、前記液晶表示装置は、複数の開口部を備え、前記反射板は、該前方照明装置と該液晶表示装置を透過
した周囲光を所定の方向へ反射する第１の単位反射領域
と、該前方照明装置から出射され、該液晶表示装置を透
過した照明光を所定の方向へ反射する第２の単位反射領
域を各々複数備え、各単位反射領域の配置ピッチｓ₁，ｓ₂は、前記液晶表示
装置の開口部ピッチｐに対して、ｓ₁＝ｐ／ｎ₁ ｓ₂＝ｐ／ｎ₂ （ｎ₁，ｎ₂は２以上の自然数）を満たすことを特徴とする反射型表示装置。
【請求項３】前記開口部とは、前記液晶表示装置によ
り形成される画像の画素を示すことを特徴とする前記請
求項１〜２記載の反射型表示装置。
【請求項４】前記液晶表示装置は、複数色の表示領域
から成るカラーフィルタを備え、前記開口部とは、前記
カラーフィルタの単色開口部を示すことを特徴とする前
記請求項１〜２記載の反射型表示装置。
【請求項５】前記液晶表示装置は、ブラックマトリク
ス部を備え、前記ブラックマトリクス部によって遮光される前記反射
板上の領域において、単位反射領域が形成されない領域
を設けたことを特徴とする前記請求項１〜２に記載の反
射型表示装置。
【請求項６】前記単位反射領域により、所定の開口部
から入射した光が、該開口部のみから出射するように前
記単位反射領域を形成する範囲を制限することを特徴と
する前記請求項１〜２に記載の反射型表示装置。
【請求項７】前記請求項１〜２に記載の反射型表示装
置を用いたことを特徴とする情報機器。
【請求項８】携帯電話、携帯情報端末、パーソナルコ
ンピュータ、ビデオカメラまたはテレビ受像機のいずれ
かである請求項７に記載の情報機器。