JP2003091003A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JP2003091003A JP2003091003A JP2001282483A JP2001282483A JP2003091003A JP 2003091003 A JP2003091003 A JP 2003091003A JP 2001282483 A JP2001282483 A JP 2001282483A JP 2001282483 A JP2001282483 A JP 2001282483A JP 2003091003 A JP2003091003 A JP 2003091003A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射型液晶表示装置で生じる着色現象を解消
しながら、高いコントラストを実現し、表示品位を向上
させる。 【解決手段】 液晶層4と、液晶層4の一方の側に配置
された第1基板2と、液晶層4の他方の側に配置された
第2基板2とを備えた液晶表示装置である。第1基板2
は、第2基板2を透過してきた光を反射することができ
る反射電極7を有しており、第2基板2は、偏光板11
と、ヘイズ率が40%以上の光拡散層10とを有してい
る。光拡散層10の後方散乱度は1.4倍以下に調節さ
れている。
しながら、高いコントラストを実現し、表示品位を向上
させる。 【解決手段】 液晶層4と、液晶層4の一方の側に配置
された第1基板2と、液晶層4の他方の側に配置された
第2基板2とを備えた液晶表示装置である。第1基板2
は、第2基板2を透過してきた光を反射することができ
る反射電極7を有しており、第2基板2は、偏光板11
と、ヘイズ率が40%以上の光拡散層10とを有してい
る。光拡散層10の後方散乱度は1.4倍以下に調節さ
れている。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
する。
する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、CRT(ブラウン管)
やEL表示装置に比較して、薄型で低消費電力であると
いう特徴を有している。この特徴をいかして、液晶表示
装置は、ワードプロセッサやパーソナルコンピューター
などのOA機器、電子手帳やゲーム機等の携帯情報機
器、液晶モニターを備えたカメラ一体型VTRなどに広
く用いられている。現在の多くの液晶表示装置は、偏光
板を利用した偏光モードで動作する。
やEL表示装置に比較して、薄型で低消費電力であると
いう特徴を有している。この特徴をいかして、液晶表示
装置は、ワードプロセッサやパーソナルコンピューター
などのOA機器、電子手帳やゲーム機等の携帯情報機
器、液晶モニターを備えたカメラ一体型VTRなどに広
く用いられている。現在の多くの液晶表示装置は、偏光
板を利用した偏光モードで動作する。
【0003】透過型の液晶表示装置は、小型から大型に
わたり、現在の主流をなしている。透過型液晶表示装置
は、バックライトを必要とする。このバックライトによ
る消費電力は、液晶表示装置の全消費電力の50%以上
を占めているため、消費電力を格段に低減することは困
難である。さらに、周囲光が非常に明るい場合は、表示
装置の表面における周囲光の反射が強くなるため、表示
が暗く見えたり、あるいは、その表面反射に対抗するた
め、バックライトの輝度を上げなければならない。バッ
クライドの輝度を高めるには、バックライトの消費電力
を増大させなければならない。
わたり、現在の主流をなしている。透過型液晶表示装置
は、バックライトを必要とする。このバックライトによ
る消費電力は、液晶表示装置の全消費電力の50%以上
を占めているため、消費電力を格段に低減することは困
難である。さらに、周囲光が非常に明るい場合は、表示
装置の表面における周囲光の反射が強くなるため、表示
が暗く見えたり、あるいは、その表面反射に対抗するた
め、バックライトの輝度を上げなければならない。バッ
クライドの輝度を高めるには、バックライトの消費電力
を増大させなければならない。
【0004】一方、バックライトが不要な反射型の液晶
表示装置も開発されている。反射型液晶表示装置は、反
射板を備え、外部光の反射を液晶層で制御することによ
り、表示を行う、反射型液晶表示装置は、周囲光の明る
さが十分に強い環境(例えば昼間の屋外など)におい
て、利用価値が高い。しかし、暗い屋内や夜間における
屋外などにおいては、周囲光が弱く、十分な反射特性が
得られないため、画面が暗くなり、視認性が低下する。
表示装置も開発されている。反射型液晶表示装置は、反
射板を備え、外部光の反射を液晶層で制御することによ
り、表示を行う、反射型液晶表示装置は、周囲光の明る
さが十分に強い環境(例えば昼間の屋外など)におい
て、利用価値が高い。しかし、暗い屋内や夜間における
屋外などにおいては、周囲光が弱く、十分な反射特性が
得られないため、画面が暗くなり、視認性が低下する。
【0005】透過型および反射型液晶表示装置の各々の
欠点を解消するため、透過反射両用型液晶表示装置が提
案されている(特開平11−101992号公報)。こ
のようなタイプの表示装置では、画素電極が反射領域と
透過領域に分割されている。そして、バックライトのO
N/OFF状態が切り替えられ、暗いところでは主に透
過型表示モードで動作し、明るいところでは反射型表示
モードで動作する。
欠点を解消するため、透過反射両用型液晶表示装置が提
案されている(特開平11−101992号公報)。こ
のようなタイプの表示装置では、画素電極が反射領域と
透過領域に分割されている。そして、バックライトのO
N/OFF状態が切り替えられ、暗いところでは主に透
過型表示モードで動作し、明るいところでは反射型表示
モードで動作する。
【0006】一般に、反射型液晶表示装置の構造は、反
射電極の表面が凹凸であるか否かで2分される。また、
液晶層の前面側(観察者側)に光拡散層が配置されてい
るか否かで2分される。液晶層の前面側に光拡散層が配
置される方式(前方散乱板方式)は、例えば特開平8−
338993号公報などで提案されている。前方散乱方
式で採用される光拡散層は、フィルムや高分子樹脂など
に屈折率の異なる微粒子を混入して作製される(特開2
000−221308号公報や特開2000−7513
2号公報)。
射電極の表面が凹凸であるか否かで2分される。また、
液晶層の前面側(観察者側)に光拡散層が配置されてい
るか否かで2分される。液晶層の前面側に光拡散層が配
置される方式(前方散乱板方式)は、例えば特開平8−
338993号公報などで提案されている。前方散乱方
式で採用される光拡散層は、フィルムや高分子樹脂など
に屈折率の異なる微粒子を混入して作製される(特開2
000−221308号公報や特開2000−7513
2号公報)。
【0007】前方散乱方式の表示装置で採用される光拡
散層の主たる機能は、以下の通りである。
散層の主たる機能は、以下の通りである。
【0008】・観察者側から入射する外光を液晶層側に
散乱させる。 ・鏡面状の反射層で反射された表示光を、再度、観察者
側に散乱させる。 ・凹凸形状を有する反射層の拡散機能を補足する。
散乱させる。 ・鏡面状の反射層で反射された表示光を、再度、観察者
側に散乱させる。 ・凹凸形状を有する反射層の拡散機能を補足する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】屈折率の異なる透明樹
脂および微粒子を混合した系では、透明樹脂に混入する
微粒子の量が増えるにつれ、後方散乱量が相対的に増え
るのが一般的である。従来の光拡散層では、このような
後方散乱の度合いが制御されていなかった。その結果、
白表示を行う場合は、光拡散層での後方錯乱によって見
かけ上の反射率が高くなるが、黒表示を行う場合におい
ても光拡散層での後方散乱が白表示の場合と同量に発生
することになる。このため、従来の光拡散層を用いたの
では、黒表示が白っぽくなり、表示のコントラストが低
下してしまうという問題があった。
脂および微粒子を混合した系では、透明樹脂に混入する
微粒子の量が増えるにつれ、後方散乱量が相対的に増え
るのが一般的である。従来の光拡散層では、このような
後方散乱の度合いが制御されていなかった。その結果、
白表示を行う場合は、光拡散層での後方錯乱によって見
かけ上の反射率が高くなるが、黒表示を行う場合におい
ても光拡散層での後方散乱が白表示の場合と同量に発生
することになる。このため、従来の光拡散層を用いたの
では、黒表示が白っぽくなり、表示のコントラストが低
下してしまうという問題があった。
【0010】一方で、反射型液晶表示装置には着色現象
が生じるという問題が存在し、その原因や解決方法は今
まで明らかにされていなかった。
が生じるという問題が存在し、その原因や解決方法は今
まで明らかにされていなかった。
【0011】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、着色現象を解消し、しかも、
高いコントラストを実現できる表示装置を提供すること
にある。
であり、その主な目的は、着色現象を解消し、しかも、
高いコントラストを実現できる表示装置を提供すること
にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明による表示装置
は、液晶層と、前記液晶層の一方の側に配置された第1
基板と、前記液晶層の他方の側に配置された第2基板と
を備えた液晶表示装置であって、前記第1基板は、前記
第2基板を透過してきた光を反射することができる反射
電極を有しており、前記第2基板は、偏光板と、ヘイズ
率が40%以上の光拡散層とを有しており、前記光拡散
層の後方散乱度が1.4倍以下に調節されている。
は、液晶層と、前記液晶層の一方の側に配置された第1
基板と、前記液晶層の他方の側に配置された第2基板と
を備えた液晶表示装置であって、前記第1基板は、前記
第2基板を透過してきた光を反射することができる反射
電極を有しており、前記第2基板は、偏光板と、ヘイズ
率が40%以上の光拡散層とを有しており、前記光拡散
層の後方散乱度が1.4倍以下に調節されている。
【0013】好ましい実施形態において、前記第1基板
は、前記反射電極とは別に透過電極を備えており、前記
光拡散層のヘイズ率が55%以上である。
は、前記反射電極とは別に透過電極を備えており、前記
光拡散層のヘイズ率が55%以上である。
【0014】好ましい実施形態において、前記透過電極
の表面は、前記反射電極の表面よりも低いレベルにあ
る。
の表面は、前記反射電極の表面よりも低いレベルにあ
る。
【0015】好ましい実施形態において、前記透過電極
は、前記反射電極に囲まれた透過領域に形成されてい
る。
は、前記反射電極に囲まれた透過領域に形成されてい
る。
【0016】好ましい実施形態では、前記第1基板およ
び前記透過電極を介して、前記液晶層に光を照射するバ
ックライトを更に備えている。
び前記透過電極を介して、前記液晶層に光を照射するバ
ックライトを更に備えている。
【0017】好ましい実施形態では、前記光拡散層は、
透明材料と、前記透明材料中に分散した粒子とを有して
いる。
透明材料と、前記透明材料中に分散した粒子とを有して
いる。
【0018】好ましい実施形態において、前記光拡散層
は、前記偏光板と前記液晶層との間に配置されている。
は、前記偏光板と前記液晶層との間に配置されている。
【0019】好ましい実施形態において、前記光拡散層
および前記偏光板は、前記第1基板における前記液晶層
側の面とは反対側の面に配置されている。
および前記偏光板は、前記第1基板における前記液晶層
側の面とは反対側の面に配置されている。
【0020】好ましい実施形態において、前記反射電極
の表面は凹凸を有している。
の表面は凹凸を有している。
【0021】好ましい実施形態において、前記反射電極
は、前記第1基板上にマトリクス状に配列されており、
前記第2基板には対向電極が形成されている。
は、前記第1基板上にマトリクス状に配列されており、
前記第2基板には対向電極が形成されている。
【0022】本発明による電子装置は、上記いずれかの
液晶表示装置と、前記液晶表示装置によって表示すべき
情報を前記液晶表示装置に供給する制御装置とを備えて
いる。
液晶表示装置と、前記液晶表示装置によって表示すべき
情報を前記液晶表示装置に供給する制御装置とを備えて
いる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明者は、反射型液晶表示装置
で問題になっている着色現象が反射電極の存在による光
の回折に起因して生じることを見出した。この着色現象
の発生を防止すため、ヘイズ(Haze)率を適切な範
囲内に調節した光拡散層を用いることが有効であるが、
ヘイズ率の高い光拡散層を用いると、表示のコントラス
トが低下するという不都合のあることがわかった。な
お、「ヘイズ率」とは「曇り度」を示す値であり、その
詳細は後述する。
で問題になっている着色現象が反射電極の存在による光
の回折に起因して生じることを見出した。この着色現象
の発生を防止すため、ヘイズ(Haze)率を適切な範
囲内に調節した光拡散層を用いることが有効であるが、
ヘイズ率の高い光拡散層を用いると、表示のコントラス
トが低下するという不都合のあることがわかった。な
お、「ヘイズ率」とは「曇り度」を示す値であり、その
詳細は後述する。
【0024】光拡散層として透明材料中に粒子を分散さ
せた膜またはシートを用いる場合、光拡散層中の粒子密
度を増加させることによってヘイズ率を上昇させること
ができる。このようにしてヘイズ率を上昇させると、分
散している粒子によって光の後方散乱量が増える。本発
明者は、このような後方散乱量の増大がコントラストの
低下原因になることを見出し、光拡散層のヘイズ率と後
方散乱度を最適化すれば、着色現象を回避しながら、同
時に、高いコントラストを実現できることを見出した。
せた膜またはシートを用いる場合、光拡散層中の粒子密
度を増加させることによってヘイズ率を上昇させること
ができる。このようにしてヘイズ率を上昇させると、分
散している粒子によって光の後方散乱量が増える。本発
明者は、このような後方散乱量の増大がコントラストの
低下原因になることを見出し、光拡散層のヘイズ率と後
方散乱度を最適化すれば、着色現象を回避しながら、同
時に、高いコントラストを実現できることを見出した。
【0025】以下、図面を参照しながら本発明による液
晶表示装置の実施形態を説明する。
晶表示装置の実施形態を説明する。
【0026】(実施形態1)まず、図1を参照しなが
ら、反射型の液晶表示装置の実施形態を説明する。
ら、反射型の液晶表示装置の実施形態を説明する。
【0027】図1の装置は、TFT(薄膜トランジス
タ)1がマトリクス状に配列されたTFT側基板2と、
カラーフィルタ基板3と、両基板間に挟持された液晶層
4とを備えている。
タ)1がマトリクス状に配列されたTFT側基板2と、
カラーフィルタ基板3と、両基板間に挟持された液晶層
4とを備えている。
【0028】TFT側基板2には、不図示のゲート信号
配線およびソース信号配線が形成されている。TFT1
は、ゲート信号配線とソース信号配線とが交差する部に
形成されている。ゲート信号配線とソース信号とは、絶
縁層を介して交差するように形成されている。ゲート信
号配線は、TFT1のゲート電極と接続され、ゲートド
ライバからゲート電極へゲート信号(走査信号)を供給
する。一方、ソース信号配線は、TFT1のソース電極
と接続され、ソースドライバからソース電極へソース信
号(データ信号)を供給する。
配線およびソース信号配線が形成されている。TFT1
は、ゲート信号配線とソース信号配線とが交差する部に
形成されている。ゲート信号配線とソース信号とは、絶
縁層を介して交差するように形成されている。ゲート信
号配線は、TFT1のゲート電極と接続され、ゲートド
ライバからゲート電極へゲート信号(走査信号)を供給
する。一方、ソース信号配線は、TFT1のソース電極
と接続され、ソースドライバからソース電極へソース信
号(データ信号)を供給する。
【0029】更に、TFT側基板2には、少なくともT
FT1および信号配線の一部を被覆する層間絶縁層5
と、層間絶縁層5に形成されたコンタクトホールを介し
てTFT1のドレイン電極6に接続された反射電極7
と、配向膜(不図示)とが形成されている。
FT1および信号配線の一部を被覆する層間絶縁層5
と、層間絶縁層5に形成されたコンタクトホールを介し
てTFT1のドレイン電極6に接続された反射電極7
と、配向膜(不図示)とが形成されている。
【0030】反射電極7は、表面に凹凸を有しており、
光反射性を有する材料(例えばアルミニウムなどの金
属)により形成されている。本実施形態では、反射電極
7の表面における凹凸のピッチ(山と谷との間隔)が約
5〜15μmであり、凹凸の高低差は約0.5〜1.0
μmである。このような凹凸は、種々の方法で形成され
得る。例えば、下地の層間絶縁層5の表面を処理するこ
とによって、その表面に凹凸を形成した後、反射電極7
のための金属膜をスパッタ法などによって堆石すれば、
反射電極7の表面は、層間絶縁層5の表面における凹凸
を反映した凹凸を有することとなる。
光反射性を有する材料(例えばアルミニウムなどの金
属)により形成されている。本実施形態では、反射電極
7の表面における凹凸のピッチ(山と谷との間隔)が約
5〜15μmであり、凹凸の高低差は約0.5〜1.0
μmである。このような凹凸は、種々の方法で形成され
得る。例えば、下地の層間絶縁層5の表面を処理するこ
とによって、その表面に凹凸を形成した後、反射電極7
のための金属膜をスパッタ法などによって堆石すれば、
反射電極7の表面は、層間絶縁層5の表面における凹凸
を反映した凹凸を有することとなる。
【0031】カラーフィルタ側基板3には、液晶層4と
接する側にカラーフィルタ8、対向電極9、および配向
膜(不図示)がこの順に積層されている。また、カラー
フィルタ側基板3において、液晶層4と反対側(観察者
側)の面(前面)には、光拡散層10、λ/4位相差フ
ィルム(不図示)、および偏光板11がこの順に積層さ
れている。本実施形態の偏光板11は、λ/4位相差フ
ィルムと一体化された1枚の光学シートである。
接する側にカラーフィルタ8、対向電極9、および配向
膜(不図示)がこの順に積層されている。また、カラー
フィルタ側基板3において、液晶層4と反対側(観察者
側)の面(前面)には、光拡散層10、λ/4位相差フ
ィルム(不図示)、および偏光板11がこの順に積層さ
れている。本実施形態の偏光板11は、λ/4位相差フ
ィルムと一体化された1枚の光学シートである。
【0032】光拡散層10は、このような偏光板11と
カラーフィルタ側基板3とを接着する層としても機能す
る。本実施形態では、光拡散効果のある接着層(例え
ば、日東電工製ディフューザなど)を用いて光拡散層1
0を形成している。光拡散層10は、透明樹脂材料中に
微粒子が分散されて層である。透明樹脂材料は、例えば
アクリル系重合体(ポリ塩化ビニルやポリメチルメタク
リテートなど)から形成される。微粒子としては、シリ
カビーズなどの無機系粒子や有機系粒子などが好適に用
いられる。
カラーフィルタ側基板3とを接着する層としても機能す
る。本実施形態では、光拡散効果のある接着層(例え
ば、日東電工製ディフューザなど)を用いて光拡散層1
0を形成している。光拡散層10は、透明樹脂材料中に
微粒子が分散されて層である。透明樹脂材料は、例えば
アクリル系重合体(ポリ塩化ビニルやポリメチルメタク
リテートなど)から形成される。微粒子としては、シリ
カビーズなどの無機系粒子や有機系粒子などが好適に用
いられる。
【0033】光拡散層10の厚さは、例えば10〜30
μmに設定される。光拡散層10をフイルム状のシート
として基板に貼り付ける場合、そのシートの厚さは、例
えば40〜80μmに設定され得る。
μmに設定される。光拡散層10をフイルム状のシート
として基板に貼り付ける場合、そのシートの厚さは、例
えば40〜80μmに設定され得る。
【0034】透明樹脂材料の屈折率n1は例えば1.4
5〜1.48であり、分散される微粒子の屈折率n2は
例えば1.40〜1.50である。微粒子の大きさは、
例えば0.5〜2μmであり、質量比で光拡散層の数%
を占めるように粒子密度が選択される。粒子密度を調節
することにより、光拡散層10のヘイズ率を制御するこ
とが可能である(例えば微粒子量が4質量%のとき、ヘ
イズ率は80%になる)。
5〜1.48であり、分散される微粒子の屈折率n2は
例えば1.40〜1.50である。微粒子の大きさは、
例えば0.5〜2μmであり、質量比で光拡散層の数%
を占めるように粒子密度が選択される。粒子密度を調節
することにより、光拡散層10のヘイズ率を制御するこ
とが可能である(例えば微粒子量が4質量%のとき、ヘ
イズ率は80%になる)。
【0035】この光拡散層10のヘイズ率を変化させな
がら、以下の観察/測定を行った。
がら、以下の観察/測定を行った。
【0036】1.着色現状の発生具合の観察
2.後方散乱度の測定
3.コントラストの測定
4.視認性の測定
上記観察/測定の結果を以下の表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】ヘイズ率は、全光線透過率をTt(%)と
し、拡散透過率をTd(%)とした場合、以下の式で定
義される。
し、拡散透過率をTd(%)とした場合、以下の式で定
義される。
【0039】ヘイズ率(%)=(Td/Tt)×100
【0040】ここで、全光線透過率Ttは、入射光(平
行光線)強度に対する拡散透過光および平行透過光の合
計強度の比率である。また、拡散透過率Tdは、入射光
(平行光線)強度に対する拡散透過光の強度の比率であ
る。ヘイズ率が小さいほど光拡散層の透明度は増し、ヘ
イズ率が大きいほど光拡散層の曇り度が強くなる。本実
施形態では、光拡散層のヘイズ率を積分球式光線透過率
測定装置(ヘイズメータ)によって測定した。
行光線)強度に対する拡散透過光および平行透過光の合
計強度の比率である。また、拡散透過率Tdは、入射光
(平行光線)強度に対する拡散透過光の強度の比率であ
る。ヘイズ率が小さいほど光拡散層の透明度は増し、ヘ
イズ率が大きいほど光拡散層の曇り度が強くなる。本実
施形態では、光拡散層のヘイズ率を積分球式光線透過率
測定装置(ヘイズメータ)によって測定した。
【0041】上記の反射型液晶表示装置で生じる「着色
現象」の程度については、無作為に抽出した30人の主
観評価によって求めた。具体的には、晴天の太陽光の下
で白表示(電圧OFF状態)で行った。表1の「着色現
象」の欄における符号「×」は、着色の程度が50%以
上の人にとって気になるレベルであったことを示し、符
号「○」は、50%以上の人とって気にならないレベル
であったことを示している。
現象」の程度については、無作為に抽出した30人の主
観評価によって求めた。具体的には、晴天の太陽光の下
で白表示(電圧OFF状態)で行った。表1の「着色現
象」の欄における符号「×」は、着色の程度が50%以
上の人にとって気になるレベルであったことを示し、符
号「○」は、50%以上の人とって気にならないレベル
であったことを示している。
【0042】「後方散乱度」は、図2に示す構成のサン
プルに対して、偏光板11の側から光を照射し、サンプ
ルから光源側に戻ってくる光(後方散乱光)の強度(後
方散乱量)を測定することによって求めた。サンプル
は、ガラス基板20の上面に光拡散層10と偏光板11
を積層し、ガラス基板20の下面に光を吸収するブラッ
クシート21を配置した構成を有している。
プルに対して、偏光板11の側から光を照射し、サンプ
ルから光源側に戻ってくる光(後方散乱光)の強度(後
方散乱量)を測定することによって求めた。サンプル
は、ガラス基板20の上面に光拡散層10と偏光板11
を積層し、ガラス基板20の下面に光を吸収するブラッ
クシート21を配置した構成を有している。
【0043】本実施形態では、図2の構成を有するサン
プルによる光の後方散乱量と、図2の構成から光拡散層
10だけを取り除いたリファレンスによる光の後方散乱
量とをミノルタ製色測計CM2002で測定し、それら
の比率を「後方散乱度」として算出した。なお、上記測
定装置における受光レンズの受光角は2°とし、光源に
D65を使用した。
プルによる光の後方散乱量と、図2の構成から光拡散層
10だけを取り除いたリファレンスによる光の後方散乱
量とをミノルタ製色測計CM2002で測定し、それら
の比率を「後方散乱度」として算出した。なお、上記測
定装置における受光レンズの受光角は2°とし、光源に
D65を使用した。
【0044】図2のサンプルにおいて、入射光は、偏光
板11→光拡散層10→偏光板11の経路を経て後方に
散乱し、測定装置に入射する。光拡散層10によって後
方(光源側)に散乱されなかった光は、ブラックシート
21に入射し、吸収される。一方、光拡散層10を有し
ないリファレンスに入射した光は、偏光板11→ガラス
20→ブラックシート21の経路を経てブラックシート
21で吸収される。ただし、偏光板11とガラス基板2
0との界面や、ガラス基板20とブラックシート21と
の界面などで光の散乱が生じるため、リファレンスから
も後方(光源側)に戻る光(本明細書では、「後方散乱
光」の概念に含まれる。)が存在する。
板11→光拡散層10→偏光板11の経路を経て後方に
散乱し、測定装置に入射する。光拡散層10によって後
方(光源側)に散乱されなかった光は、ブラックシート
21に入射し、吸収される。一方、光拡散層10を有し
ないリファレンスに入射した光は、偏光板11→ガラス
20→ブラックシート21の経路を経てブラックシート
21で吸収される。ただし、偏光板11とガラス基板2
0との界面や、ガラス基板20とブラックシート21と
の界面などで光の散乱が生じるため、リファレンスから
も後方(光源側)に戻る光(本明細書では、「後方散乱
光」の概念に含まれる。)が存在する。
【0045】「リファレンスによる光の後方散乱量」に
対する「サンプルによる光の後方散乱量」の比率(後方
散乱度)が1の場合、光拡散層10による後方散乱はゼ
ロである。光拡散層10による後方散乱が大きいほど、
後方散乱度は1を超えて大きくなる。
対する「サンプルによる光の後方散乱量」の比率(後方
散乱度)が1の場合、光拡散層10による後方散乱はゼ
ロである。光拡散層10による後方散乱が大きいほど、
後方散乱度は1を超えて大きくなる。
【0046】「コントラスト」は、液晶層4に電圧を印
加した状態(ON状態)での黒表示の輝度と、液晶層4
に電圧を印加しない状態(OFF状態)での白表示の輝
度を上記の測定装置(ミノルタ製色測計CM2002)
によって測定し、黒状態の輝度に対する白表示の輝度の
比で評価した。表1の「コントラスト視認性」の欄にお
ける符号「×」は、コントラストが光拡散層がない場合
の70%未満になる場合を示し、「○」はコントラスト
が光拡散層がない場合の70%以上になる場合を示して
いる。
加した状態(ON状態)での黒表示の輝度と、液晶層4
に電圧を印加しない状態(OFF状態)での白表示の輝
度を上記の測定装置(ミノルタ製色測計CM2002)
によって測定し、黒状態の輝度に対する白表示の輝度の
比で評価した。表1の「コントラスト視認性」の欄にお
ける符号「×」は、コントラストが光拡散層がない場合
の70%未満になる場合を示し、「○」はコントラスト
が光拡散層がない場合の70%以上になる場合を示して
いる。
【0047】上記の実験により、着色現象はヘイズ率を
増加させていくと低減していき、40%以上で目立たな
くなることがわかった。着色現象は、反射電極7の存在
や、反射電極7の表面における凹凸の存在によって生じ
る光の回折に起因していると考えられる。ヘイズ率のよ
り好ましい範囲は50%以上であり、更に好ましい範囲
は80%以上である。光拡散層10のヘイズ率が80%
を超える場合であっても、後方散乱度を1.4以下に維
持すれば、充分に高いコントラストが得られる。
増加させていくと低減していき、40%以上で目立たな
くなることがわかった。着色現象は、反射電極7の存在
や、反射電極7の表面における凹凸の存在によって生じ
る光の回折に起因していると考えられる。ヘイズ率のよ
り好ましい範囲は50%以上であり、更に好ましい範囲
は80%以上である。光拡散層10のヘイズ率が80%
を超える場合であっても、後方散乱度を1.4以下に維
持すれば、充分に高いコントラストが得られる。
【0048】一方、コントラストは光拡散層10による
後方散乱度の増加に伴って低下するが、後方散乱度が
1.40以下であれば、はっきりした表示を維持できる
ことがわかった。コントラストを高く維持するという観
点から、後方散乱度のより好ましい上限は1.37であ
る。
後方散乱度の増加に伴って低下するが、後方散乱度が
1.40以下であれば、はっきりした表示を維持できる
ことがわかった。コントラストを高く維持するという観
点から、後方散乱度のより好ましい上限は1.37であ
る。
【0049】なお、透明樹脂材料の屈折率n1に比べて
分散粒子の屈折率n2が小さい場合、後方散乱が小さく
なる。このため、ヘイズ率を高めつつ、後方散乱度を低
くするには、透明樹脂材料の屈折率n1を分散粒子の屈
折率n2よりも大きくすることが好ましい。また、後方
散乱度を低くするには、光拡散層の表面を平坦にするこ
とが好ましい。
分散粒子の屈折率n2が小さい場合、後方散乱が小さく
なる。このため、ヘイズ率を高めつつ、後方散乱度を低
くするには、透明樹脂材料の屈折率n1を分散粒子の屈
折率n2よりも大きくすることが好ましい。また、後方
散乱度を低くするには、光拡散層の表面を平坦にするこ
とが好ましい。
【0050】(実施形態2)図3および4を参照しなが
ら、本発明による表示装置の第2の実施形態として、透
過反射両用型の液晶表示装置を説明する。
ら、本発明による表示装置の第2の実施形態として、透
過反射両用型の液晶表示装置を説明する。
【0051】図3は、本実施形態の透過反射両用型液晶
表示装置の断面を示しており、図4は、反射電極7が形
成されたTFT側基板2における1画素領域の平面レイ
アウトを示している。図1の実施形態と同様の構成要素
には同じ参照符号を付与している。
表示装置の断面を示しており、図4は、反射電極7が形
成されたTFT側基板2における1画素領域の平面レイ
アウトを示している。図1の実施形態と同様の構成要素
には同じ参照符号を付与している。
【0052】本実施形態における反射電極7は、実施形
態1における反射電極7とほぼ同様の構成を有している
が、本実施形態では、各画素領域の中央部には反射電極
7が存在していない点で実施形態1と異なっている。図
4に示すように、各画素領域の中央部には、絶縁層5お
よび反射電極7が存在しない領域(透過領域)があり、
この領域には透過電極30が形成されている。本実施形
態では、反射電極7の面積に対する透過電極30の面積
の比率は約1/4である。反射電極7および透過電極3
0は、TFT1のドレイン電極に接続されている。TF
T1は、ゲート信号配線40によって導通/非導通がス
イッチングされ。TFT1のソース電極はソース信号配
線41からデータ信号を受け取る。
態1における反射電極7とほぼ同様の構成を有している
が、本実施形態では、各画素領域の中央部には反射電極
7が存在していない点で実施形態1と異なっている。図
4に示すように、各画素領域の中央部には、絶縁層5お
よび反射電極7が存在しない領域(透過領域)があり、
この領域には透過電極30が形成されている。本実施形
態では、反射電極7の面積に対する透過電極30の面積
の比率は約1/4である。反射電極7および透過電極3
0は、TFT1のドレイン電極に接続されている。TF
T1は、ゲート信号配線40によって導通/非導通がス
イッチングされ。TFT1のソース電極はソース信号配
線41からデータ信号を受け取る。
【0053】層間絶縁層5の厚さは、例えば2.5〜
2.8μm程度であるため、反射電極7の表面と透過電
極12の表面との間には、層間絶縁層5の厚さ程度の段
差が存在している。なお、液晶層4のセルギャップは、
反射電極7および透過電極30のそれぞれの領域で最適
化されている。透過電極12の大きさは、例えば40μ
m×100μm程度であり、反射電極7の外縁の大きさ
(画素電極の大きさ)は、例えば80μm×240μm
程度であり、上記カラーフィルタ側基板3上には、液晶
層4と接する側にカラーフィルタ8、対向電極9、配向
膜(不図示)から形成されており、液晶層4と接する側
と反対側である観察者側に光拡散層10、λ/4位相差
フィルム、λ/2位相差フイルム、および偏光板11が
この順で配置されている。
2.8μm程度であるため、反射電極7の表面と透過電
極12の表面との間には、層間絶縁層5の厚さ程度の段
差が存在している。なお、液晶層4のセルギャップは、
反射電極7および透過電極30のそれぞれの領域で最適
化されている。透過電極12の大きさは、例えば40μ
m×100μm程度であり、反射電極7の外縁の大きさ
(画素電極の大きさ)は、例えば80μm×240μm
程度であり、上記カラーフィルタ側基板3上には、液晶
層4と接する側にカラーフィルタ8、対向電極9、配向
膜(不図示)から形成されており、液晶層4と接する側
と反対側である観察者側に光拡散層10、λ/4位相差
フィルム、λ/2位相差フイルム、および偏光板11が
この順で配置されている。
【0054】光拡散層10は、実施形態1と同様に、カ
ラーフィルタ側基板3と偏光板11の接着層を兼ねてお
り、拡散効果のある接着剤である日東電工製ディフュー
ザから構成されている。
ラーフィルタ側基板3と偏光板11の接着層を兼ねてお
り、拡散効果のある接着剤である日東電工製ディフュー
ザから構成されている。
【0055】上記のカラーフィルタ側基板3およびTF
T側基板2の間に液晶層4が封入され、液晶表示パネル
が形成されている。なお、TFT側基板2の裏面には偏
光版31が貼り付けられている。この表示パネルの背面
には、バックライトユニット32が配置され、バックラ
イトユニット32の光源(例陰極管)から出た光は、T
FT側基板2の背後から偏光板31および透過電極30
を介して液晶層4に入射する。
T側基板2の間に液晶層4が封入され、液晶表示パネル
が形成されている。なお、TFT側基板2の裏面には偏
光版31が貼り付けられている。この表示パネルの背面
には、バックライトユニット32が配置され、バックラ
イトユニット32の光源(例陰極管)から出た光は、T
FT側基板2の背後から偏光板31および透過電極30
を介して液晶層4に入射する。
【0056】上記の構成を有する表示装置において、光
拡散層10のヘイズ率を変化させながら、実施形態1と
同様の方法で実験を行った。その結果を表2に示す。
拡散層10のヘイズ率を変化させながら、実施形態1と
同様の方法で実験を行った。その結果を表2に示す。
【0057】
【表2】
【0058】本実施形態における上記の実験から、着色
現象は、ヘイズ率を増加させていくと低減してゆき、5
5%以上で目立たなくなることがわかった。本実施形態
の構成においては、第1の実施形態と比較して、よりヘ
イズ率の高い光拡散層を用いることが望ましい。これ
は、反射電極7および透過電極30の2種類の電極がT
FT側基板2上に配列されるため、反射電極7の表面に
おける微細な凹凸だけでなく、ややスケールの大きな凹
凸や段差が基板に存在し、その結果として、光の回折が
起こりやすく、着色現象の程度が強まるためと考えられ
る。
現象は、ヘイズ率を増加させていくと低減してゆき、5
5%以上で目立たなくなることがわかった。本実施形態
の構成においては、第1の実施形態と比較して、よりヘ
イズ率の高い光拡散層を用いることが望ましい。これ
は、反射電極7および透過電極30の2種類の電極がT
FT側基板2上に配列されるため、反射電極7の表面に
おける微細な凹凸だけでなく、ややスケールの大きな凹
凸や段差が基板に存在し、その結果として、光の回折が
起こりやすく、着色現象の程度が強まるためと考えられ
る。
【0059】一方、コントラストの増加については、本
実施形態の構成においても、後方散乱度の増加に起因し
て生じることが確認され、後方散乱度が1.40以下で
あれば、はっきりした表示を維持できることがわかっ
た。後方散乱度のより好ましい上限は1.37である。
実施形態の構成においても、後方散乱度の増加に起因し
て生じることが確認され、後方散乱度が1.40以下で
あれば、はっきりした表示を維持できることがわかっ
た。後方散乱度のより好ましい上限は1.37である。
【0060】(実施形態3)上記の実施形態1及び2に
おいて、光拡散層10は液晶層4と偏光板11との間に
配置されている。反射モードの表示に必要な光(外光)
は、偏光板11→光拡散層10→液晶層4→反射電極7
→液晶層4→光拡散層10→偏光板11という順番で各
部を透過/反射することにより、表示が行われる。外光
そのものは、等方的(無偏光)であるが、偏光板11を
通過することにより偏光へと変化する。この場合、上記
の偏光が液晶層4に達する前にヘイズ率の比較的大きな
光拡散層10によって解消する懸念がある。もし偏光の
解消が起こると、迷光が生じるため、コントラストが低
下してしまう。
おいて、光拡散層10は液晶層4と偏光板11との間に
配置されている。反射モードの表示に必要な光(外光)
は、偏光板11→光拡散層10→液晶層4→反射電極7
→液晶層4→光拡散層10→偏光板11という順番で各
部を透過/反射することにより、表示が行われる。外光
そのものは、等方的(無偏光)であるが、偏光板11を
通過することにより偏光へと変化する。この場合、上記
の偏光が液晶層4に達する前にヘイズ率の比較的大きな
光拡散層10によって解消する懸念がある。もし偏光の
解消が起こると、迷光が生じるため、コントラストが低
下してしまう。
【0061】そこで、本実施形態では、図5に示すよう
にして一対の偏光板11aおよび11bの間に光拡散層
10を配置し、光拡散層10のヘイズ率の変化によって
偏光解消度がどのように変化するかを求めた。結果を表
3に示す。
にして一対の偏光板11aおよび11bの間に光拡散層
10を配置し、光拡散層10のヘイズ率の変化によって
偏光解消度がどのように変化するかを求めた。結果を表
3に示す。
【0062】
【表3】
【0063】一対の偏光板の吸収軸を平行にしたときの
光透過率をTp、一対の偏光板の吸収軸を垂直にしたと
きの光透過率をTcとする。この場合、(Tp−Tc)
/(Tp+Tc)の平方根×100%が表3の「偏光
度」である。
光透過率をTp、一対の偏光板の吸収軸を垂直にしたと
きの光透過率をTcとする。この場合、(Tp−Tc)
/(Tp+Tc)の平方根×100%が表3の「偏光
度」である。
【0064】なお、本実施形態においても、光拡散層1
0としては日東電工製ディフューザを用いた。図5の構
成を照射したときの光の透過率は、島津製作所の分光器
を用いて測定した。表3から明らかなように、ヘイズ率
が高い場合でも、偏光はほとんど崩れないことがわかっ
た。
0としては日東電工製ディフューザを用いた。図5の構
成を照射したときの光の透過率は、島津製作所の分光器
を用いて測定した。表3から明らかなように、ヘイズ率
が高い場合でも、偏光はほとんど崩れないことがわかっ
た。
【0065】以下、光拡散層10を偏光板11と液晶層
4との間に配置することの利点を説明する。
4との間に配置することの利点を説明する。
【0066】光拡散層10が偏光板11よりも表示の前
面側(光源側)に配置されている場合は、光拡散層10
が偏光板11の液晶層側に配置されている場合に比べ、
後方散乱量が大きくなる。光拡散層10が偏光板11の
光源側に配置されている場合、外光は偏光板11を通過
することによって、その約50%程度が吸収され、偏光
板11で吸収された光の残りの成分が光拡散層10に到
達する。
面側(光源側)に配置されている場合は、光拡散層10
が偏光板11の液晶層側に配置されている場合に比べ、
後方散乱量が大きくなる。光拡散層10が偏光板11の
光源側に配置されている場合、外光は偏光板11を通過
することによって、その約50%程度が吸収され、偏光
板11で吸収された光の残りの成分が光拡散層10に到
達する。
【0067】これに対して、光拡散層10が偏光板11
の光源側に配置されている場合、外光は、偏光板11を
介さずに、光拡散層に到達する。このため、光拡散層1
0が偏光板11の液晶層側に配置された場合に比べて相
対的に後方散乱量は多くなる。後方散乱量の増加はコン
トラストを低下させることになる。よって、光拡散層1
0は、偏光板11と液晶層4との間に光拡散層を配置す
ることが好ましい。
の光源側に配置されている場合、外光は、偏光板11を
介さずに、光拡散層に到達する。このため、光拡散層1
0が偏光板11の液晶層側に配置された場合に比べて相
対的に後方散乱量は多くなる。後方散乱量の増加はコン
トラストを低下させることになる。よって、光拡散層1
0は、偏光板11と液晶層4との間に光拡散層を配置す
ることが好ましい。
【0068】
【発明の効果】本発明によれば、反射電極による光の回
折に起因する着色現象を抑制するとともに、高いコント
ラストを維持できる。このため、従来の反射型液晶表示
装置や反射透過両用型液晶表示装置の表示品位を大幅に
改善することができる。
折に起因する着色現象を抑制するとともに、高いコント
ラストを維持できる。このため、従来の反射型液晶表示
装置や反射透過両用型液晶表示装置の表示品位を大幅に
改善することができる。
【0069】また、光拡散層を表示前面側の偏光板と液
晶層層との間に配置することにより、より一層、後方散
乱の発生量を抑制することができるので、高いコントラ
ストを維持しやすくなる。
晶層層との間に配置することにより、より一層、後方散
乱の発生量を抑制することができるので、高いコントラ
ストを維持しやすくなる。
【0070】更に、反射電極の表面に凹凸が存在する場
合、この凹凸に起因する回折が着色現象の程度が強まり
やすいが、本発明によれば、高いコントラストを維持し
ながら、効果的に着色現象を抑制し、表示品位を向上さ
せることができる。
合、この凹凸に起因する回折が着色現象の程度が強まり
やすいが、本発明によれば、高いコントラストを維持し
ながら、効果的に着色現象を抑制し、表示品位を向上さ
せることができる。
【図1】本発明による液晶費表示装置の第1の実施形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図2】後方散乱度を測定するためのサンプル構成を示
す断面図である。
す断面図である。
【図3】本発明による液晶費表示装置の第2の実施形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図4】第2の実施形態におけるTFT側基板の一部を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図5】光拡散層に偏光解消度を測定する方法を説明す
る図である。
る図である。
1 TFT
2 TFT側基板
3 カラーフィルタ(CF)基板
4 液晶層
5 層間絶縁膜
6 ドレイン電極
7 反射電極
8 CF(カラーフィルター)層
9 対向電極(CF側透明電極)
10 光拡散層
11 偏光板(表示前面側)
11a、11b 偏光版
20 ガラス
21 ブラックシート
30 透過電極
31 偏光版
32 バックライトユニット
40 ゲート信号配線
41 ソース信号配線
フロントページの続き
Fターム(参考) 2H042 BA02 BA03 BA12 BA14 BA20
2H049 BA02 BA07 BB03 BB63 BC22
2H091 FA08X FA08Z FA16Y FA31X
FA31Y FA31Z FA41Z FD06
LA17 LA20
2H092 GA19 JB08 PA11 PA12 PA13
Claims (10)
- 【請求項1】 液晶層と、前記液晶層の一方の側に配置
された第1基板と、前記液晶層の他方の側に配置された
第2基板とを備えた液晶表示装置であって、 前記第1基板は、前記第2基板を透過してきた光を反射
することができる反射電極を有しており、 前記第2基板は、偏光板と、ヘイズ率が40%以上の光
拡散層とを有しており、 前記光拡散層の後方散乱度が1.4倍以下である液晶表
示装置。 - 【請求項2】 前記第1基板は、前記反射電極とは別に
透過電極を備えており、 前記光拡散層のヘイズ率が55%以上である請求項1に
記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記透過電極の表面は、前記反射電極の
表面よりも低いレベルにある請求項2に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項4】 前記透過電極は、前記反射電極に囲まれ
た透過領域に形成されている請求項2または3に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記第1基板および前記透過電極を介し
て、前記液晶層に光を照射するバックライトを更に備え
ている請求項2から4のいずれかに記載の液晶表示装
置。 - 【請求項6】 前記光拡散層は、透明材料と、前記透明
材料中に分散した粒子とを有している請求項1から4の
いずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記光拡散層は、前記偏光板と前記液晶
層との間に配置されている請求項1から6のいずれかに
記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記光拡散層および前記偏光板は、前記
第1基板における前記液晶層側の面とは反対側の面に配
置されている請求項7に記載の液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記反射電極の表面は凹凸を有している
請求項1から8のいずれかに記載の液晶表示装置。 - 【請求項10】 請求項1から9のいずれかに記載の液
晶表示装置と、 前記液晶表示装置によって表示すべき情報を前記液晶表
示装置に供給する制御装置と、を備えた電子装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001282483A JP2003091003A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001282483A JP2003091003A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003091003A true JP2003091003A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19106126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001282483A Pending JP2003091003A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003091003A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2006030710A1 (ja) * | 2004-09-16 | 2008-05-15 | 株式会社きもと | 反射型スクリーン |
KR101331860B1 (ko) * | 2006-11-28 | 2013-11-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 편광판 및 이를 포함한 액정표시장치 |
-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001282483A patent/JP2003091003A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2006030710A1 (ja) * | 2004-09-16 | 2008-05-15 | 株式会社きもと | 反射型スクリーン |
KR101331860B1 (ko) * | 2006-11-28 | 2013-11-21 | 엘지디스플레이 주식회사 | 편광판 및 이를 포함한 액정표시장치 |
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