JP2003222853A

JP2003222853A - 半透過型カラー液晶表示装置および携帯端末または表示機器

Info

Publication number: JP2003222853A
Application number: JP2002022398A
Authority: JP
Inventors: Kiyoteru Kuroki; 清輝黒木
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】バックライトの消費電力を低減させるととも
に、反射モードでの輝度や発色性を高めた低消費電力型
の反射型重視の半透過型カラー液晶表示装置を提供す
る。【解決手段】半透過型カラー液晶表示装置１において、
液晶パネル３によれば、ガラス基板２１上に透明電極２
３と絶縁層３４と配向膜２５を形成し、一方のガラス基
板３５上には半透過反射板３２とカラーフィルター３０
とオーバーコート層２９と透明電極２４と配向膜２５を
形成している。そして、半透過反射板３２の光吸収率を
１５％以下にして、さらにカラーフィルター３０の平均
透過率を４０〜６５％に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低消費電力のバック
ライトを用いて、バックライト点灯時に透過型（透過モ
ード）と成し、その消灯時に反射型（反射モード）と成
し、そして、双方とも視認性を高めた半透過型カラー液
晶表示装置に関するものであり、とくに携帯電話および
モバイル端末などの用途にて反射型重視とした半透過型
カラー液晶表示装置に関するものである。さらに本発明
の液晶表示装置を搭載した携帯端末または表示機器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶表示装置は小型もしくは中型
の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精
細のモニターにまで使用されている。また、携帯電話や
モバイル端末においては、バッテリー駆動を行った際、
そのバッテリーが十分長持ちするために液晶表示装置は
低消費電力で、また、周囲環境が明るくても暗くても視
認できる必要がある。

【０００３】このような用途に対しＳＴＮタイプの透過
型カラー液晶表示装置が知られている。

【０００４】かかる透過型カラー液晶表示装置を図５と
図６により例示する。図５は透過型カラー液晶表示装置
１８の断面図であり、図６は透過型カラー液晶表示装置
１８の液晶パネル１７の要部拡大断面図である。

【０００５】図５に示す透過型カラー液晶表示装置１８
によれば、液晶パネル１７の一方主面に位相差板１５と
偏光板１１とを順次積層し、他方の主面には位相差板１
６と偏光板１２とを順次積層し、さらにバックライト５
を配設している。

【０００６】また、図６に示す液晶パネル１７において
は、ガラス基板２１の上にＩＴＯなどからなる多数の透
明電極２３をストライプ状に配列し、その上にシリカや
合成樹脂などからなる絶縁層３４を被覆し、さらに配向
膜２５を形成している。

【０００７】また、ガラス基板３５の上には着色層から
なるカラーフィルター３０を各画素ごとに形成し、これ
らカラーフィルター３０の間にブラックマトリックス３
１を設けている。カラーフィルター３０とブラックマト
リックス３１の上にはオーバーコート層２９を被覆し、
さらにＩＴＯなどからなる多数の透明電極２４をストラ
イプ状に配列し、その上に配向膜２５を形成している。

【０００８】そして、ガラス基板２１とガラス基板３５
とをスペーサ２７と液晶２６とを介して、シール部材２
８にて貼り合わせる。

【０００９】上記構成の半透過型カラー液晶表示装置１
８によれば、バックライト５を点灯し、その照射光は偏
光板１２と位相差板１６と液晶パネル１７と位相差板１
５と偏光板１１とを順次通過するが、その光路に配した
カラーフィルター３０にて所要とおりにカラー化され
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た透過型カラー液晶表示装置１８では、バックライト５
を常に点灯し続けなければ、その液晶表示を視認でき
ず、バックライト５の消費電力によりバッテリーが長持
ちしないという課題があった。

【００１１】本発明者は叙上に鑑みて鋭意研究に努めた
結果、透過型の装置に代えて、半透過型カラー液晶表示
装置を用いて、半透過反射板に対する光吸収率およびカ
ラーフィルターの平均透過率を規定することで反射モー
ドの性能を高め、バックライトの使用時間を低減できる
ことを見出した。

【００１２】本発明は上記知見により完成されたもので
あり、その目的はバックライトの消費電力を低減させる
とともに、反射モードでの輝度や発色性を高めた低消費
電力型の反射型重視の半透過型カラー液晶表示装置を提
供することにある。

【００１３】また、本発明の他の目的はバッテリー駆動
を用いた携帯電話やモバイル端末などの携帯端末に好適
な半透過型カラー液晶表示装置を提供することにある。

【００１４】さらにまた、本発明の目的は、かかる本発
明の液晶表示装置を配設した携帯端末または表示機器を
提供することにある。

【００１５】なお、光反射性と光透過性の双方を備えた
半透過反射板を備えて、反射モードと透過モードの双方
に用いる半透過型カラー液晶表示装置が提案され、たと
えば、特開２０００−２８４２７６号公報によれば、前
記半透過反射板として高屈折率層と低屈折率層とを交互
に積層した半透過膜を用いた装置構成が提案されている
が、透過モードにてバックライトを用いるにしても、バ
ックライトに対する点灯の有無や、反射モードにおける
輝度と発色性との関係にて、最適な使用状態や条件につ
いては、なんら記載されていない。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の半透過型カラー
液晶表示装置は、基板上に電極と配向膜とを順次積層し
て成る一方部材と、基板上に半透過反射板と電極と配向
膜とを順次積層して成る他方部材とを、液晶を介して貼
り合わせてマトリックス状に画素を配列せしめて成る液
晶パネルに対し、各画素に対応してカラーフィルターを
配し、さらに他方部材の外側にバックライトを設け、そ
して、前記半透過反射板の光吸収率を１５％以下にし
て、前記カラーフィルターの平均透過率を４０〜６５％
に設定したことを特徴とする。

【００１７】また、本発明の半透過型カラー液晶表示装
置は、前記カラーフィルターの赤着色層におけるＲＧＢ
色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸とｙ軸に
て規定した色域にて、赤色度であるｘ値を０.３５〜０.
５５、ｙ値を０.２５〜０.３８にしたことを特徴とす
る。

【００１８】さらに本発明の半透過型カラー液晶表示装
置は、前記カラーフィルターの緑着色層におけるＲＧＢ
色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸とｙ軸に
て規定した色域にて、緑色度であるｘ値を０.２５〜０.
４０、ｙ値を０.３５〜０.６０にしたことを特徴とす
る。

【００１９】さらにまた、本発明の半透過型カラー液晶
表示装置は、前記カラーフィルターの青着色層における
ＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸と
ｙ軸にて規定した色域にて、青色度であるｘ値を０.１
０〜０.２８、ｙ値を０.１０〜０.３０にしたことを特
徴とする。

【００２０】本発明の携帯端末または表示機器は、かか
る本発明の半透過型カラー液晶表示装置を配設したこと
を特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明をＳＴＮタイプのカ
ラー液晶表示装置でもって図により説明する。図１と図
２は本発明の半透過型カラー液晶表示装置１であり、図
１は半透過型カラー液晶表示装置１の概略断面図、図２
は半透過型カラー液晶表示装置１を成す液晶パネル３の
要部拡大概略断面図である。また、図３と図４は本発明
の他の半透過型カラー液晶表示装置２であり、図３は半
透過型カラー液晶表示装置２の概略断面図、図４は半透
過型カラー液晶表示装置２を成す液晶パネル４の要部拡
大概略断面図である。なお、図５と図６に示す部材と同
一の部材には同一符号を付す。

【００２２】（半透過型カラー液晶表示装置１につい
て）図１と図２に示す半透過型カラー液晶表示装置１の
構成を詳述する。

【００２３】図１によれば、液晶パネル３上にポリカー
ボネートなどからなる位相差板１３とヨウ素系の偏光板
１１とを順次積み重ね、他方面上にポリカーボネートな
どからなる位相差板１４とヨウ素系の偏光板１２とを順
次積み重ね、これらはアクリル系の材料からなる粘着材
を用いて貼り付ける。さらに偏光板１２上にバックライ
ト５を配設している。

【００２４】また、本例の半透過型カラー液晶表示装置
１においては、液晶パネル３の主面(ガラス基板２１)と
位相差板１３との間に光散乱性の前方散乱板１９を形成
する。

【００２５】図２に示す液晶パネル３では、まず一方部
材を説明する。

【００２６】ガラス基板２１上にＩＴＯなどからなるセ
グメント側の多数の透明電極２３をストライプ状に配列
し、その上にシリカや合成樹脂などからなる絶縁層３４
を被覆し、さらに一定方向にラビングしたポリイミド樹
脂からなる配向膜２５を形成している。

【００２７】他方部材については、ガラス基板３５の内
面に半透過反射板３２を形成し、半透過反射板３２上に
カラーフィルター３０とブラックマトリックス３１とを
形成している。カラーフィルター３０は画素ごとに配
し、各カラーフィルター３０間にクロム金属もしくは感
光性レジストのブラックマトリックス３１を形成してい
る。

【００２８】上記カラーフィルター３０は顔料分散方
式、すなわちあらかじめ顔料により調合された感光性レ
ジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形
成している。図中のＲ、Ｇ、Ｂの各表示はそれぞれ赤、
緑、青に着色したカラーフィルター３０である。

【００２９】その上にアクリル系樹脂からなるオーバー
コート層２９と、ＩＴＯなどからなるコモン側の多数の
透明電極２４をストライプ状に配列している。この透明
電極２４は上記透明電極２３と直交している。しかも、
透明電極２４上に一定方向にラビングしたポリイミド樹
脂からなる配向膜２５を形成している。

【００３０】上記のように形成した２枚のガラス基板２
１、３５をたとえば２００〜２７０°の角度でツイスト
されたカイラルネマチック液晶からなる液晶層２６を介
してシール部材２８により貼り合わせる。さらに両ガラ
ス基板間には液晶層２６の厚みを一定にするためにスペ
ーサ２７を多数個配している。なお、本例の液晶パネル
３では絶縁層２４、オーバーコート層２９を設けている
が、それを設けなくてもよい。

【００３１】「半透過反射板３２」半透過反射板３２の
構成を図７〜図１１により述べる。

【００３２】この半透過反射板３２には誘電体材や金属
材からなる層にて、その膜厚を制御したり、複数層化す
ることで、半透過膜となし、光透過性と光反射性の双方
を兼用させる構成と、誘電体材や金属材からなる層にて
光反射性の層を形成し、この層に光透過部を設ける構成
がある。

【００３３】最初に前者の半透過膜の構成を示す。

【００３４】この種の半透過反射板３２は、たとえば厚
み２〜２００ｎｍのＴｉＯ₂層とＳｉＯ₂層を６〜１６層
にて積層した半透過反射板がある。

【００３５】図７は積層タイプの半透過反射板の断面概
略図である。

【００３６】誘電体材を用いて高屈折率層Ａと低屈折率
層Ｂとを交互に積層したものであり、その間にて屈折率
差があれば、どのような材料でもって構成してもよい
が、たとえば高屈折率層Ａの屈折率の範囲は２.０〜２.
５がよく、ＴｉＯ₂ 、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂ などで構成す
るとよい。これに対する低屈折率層Ｂの屈折率の範囲は
１.３〜１.６がよく、たとえばＳｉＯ₂ 、ＡｌＦ₃ 、Ｃ
ａＦ₂ などで構成するとよい。

【００３７】高屈折率層Ａの厚み範囲は２〜２００ｎ
ｍ、低屈折率層Ｂの厚み範囲は２〜２００ｎｍにするこ
とで、増反射がもっとも顕著になる。さらに半透過膜３
２の全体の厚み範囲を５〜１６００ｎｍにすることで、
この増反射が顕著になる。

【００３８】図７によれば、１２層構造の半透過反射板
３２を形成したが、この半透過反射板３２を１０層構
造、あるいは１４層以上、たとえば１６層構造にしても
よい。

【００３９】以上のような積層構造により半透過反射板
３２は光透過性と光反射性の双方の特性を具備するが、
しかも、２枚の偏光板の間に挟んだ時に位相差を生じな
いようにする。これら高屈折率層Ａと低屈折率層Ｂはデ
ィップ法や印刷法、もしくは蒸着もしくはスパッタリン
グにより形成する。

【００４０】このような構成において、ガラス基板３５
と高屈折率層Ａとの間にＳｉＯ₂ 等からなるアンダーコ
ート層を介在させたり、あるいは高屈折率層Ａと低屈折
率層Ｂとの積層構造の上に、さらにＳｉＯ₂ 等からなる
保護層を形成してもよい。これらアンダーコート層およ
び保護層はディップ法や印刷法、もしくは蒸着もしくは
スパッタリングにより形成する。

【００４１】以上のように、半透過膜を誘電体材による
複数層化にて得られたが、これに代えて、アルミニウム
やクロム、Ａｇなどの金属膜を薄膜化したものがある。

【００４２】このように誘電体材や金属材からなる半透
過反射板３２を形成するに当り、この半透過反射板３２
は、反射率が５５〜８５％の範囲に、透過率が４５〜１
５％の範囲になるように調整するとよく、これにより、
バックライト非点灯の状態での反射時の明るさが高ま
り、通常の室内環境４５０lx（ルックス）程度の環境で
十分な視認性が得られる。すなわち、従来ではディスプ
レイの表示が暗い場合、バックライトを点灯させ、その
表示を視認していたが、これに対し本発明においては、
バックライト非点灯で十分な視認性を得ることができ、
これによってバックライトは点灯する必要がなくなり、
また、バッテリー使用量が減り、バッテリーが長持ちす
る。

【００４３】そして、半透過反射板３２を反射率が５５
〜８５％の範囲に、透過率が４５〜１５％の範囲になる
ように調整するに当り、その半透過反射板３２の光吸収
率を１５％以下、好適には１０％以下、最適には５％以
下にするとよい。

【００４４】本発明によれば、このように半透過反射板
３２の光吸収率を下げることで、半透過反射板３２の反
射率を所要とおりの５５〜８５％に、透過率を所要とお
りの４５〜１５％に容易に調整することができる。さら
にカラーフィルターの設計に自由度が生じ、これによっ
て反射モードにおける輝度（明るさ）を高め、しかも、
発色も高めることができる。

【００４５】つぎに誘電体材や金属材からなる層にて光
反射性の層を形成し、この層に光透過部を設ける構成を
図８〜図１１にて述べる。

【００４６】図８はカラーフィルター３０と半透過反射
板３２との関係を示す概略断面図であり、図９はその平
面図である。図１０と図１１はかかる関係における他の
平面図である。

【００４７】図８と図９に示す半透過反射板３２によれ
ば、誘電体材や金属材からなる光反射性層３２ａを各着
色層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のほぼ中央付近に形成し、それを取
り囲むように光透過部３２ｂを配している。

【００４８】このように光反射性層３２ａと光透過部３
２ｂとかなる半透過反射板３２においては、表示画素内
を反射部と透過部の面積分割し、そして、反射モードに
て入射光が光反射性層３２ａによって反射され、透過モ
ードにてバックライト５による入射光が光透過部３２ｂ
を通過する。

【００４９】図９に示すような光反射性層３２ａと光透
過部３２ｂとかなる半透過反射板３２以外に、図１０と
図１１に示すような半透過反射板３２でもよい。

【００５０】図１０に示す半透過反射板３２では、枠状
の光反射性層３２ａに対し、その内部を光透過部３２ｂ
としている。

【００５１】図１１に示す半透過反射板３２では、複数
のスポット状の光反射性層３２ａを光透過部３２ｂ内に
配している。

【００５２】「前方散乱板１９」つぎに前方散乱板１９
について述べる。液晶パネル３の主面(ガラス基板２１)
と位相差板１３との間に形成した光散乱性の前方散乱板
１９は、たとえば日東電工製のＨ８０拡散糊、住友化学
製ＳＫ８０拡散糊、大日本印刷製のＩＤＳ(Internal Di
ffusing Sheet)の光散乱膜がある。このような光散乱膜
を半透過型カラー液晶パネル３と位相差板１３との間に
設けることで、反射モードにて半透過反射板３２でもっ
て反射され、その反射光は光散乱膜でもって正反射方向
以外の方向にも散乱され、これによって画像表示の視野
角が大きくなり、画像表示の認識領域が広くなる。

【００５３】「偏光板１１」偏光板１１については、ア
ンチグレア−アンチリフレクションの表面処理を行う
と、周囲光が強くなった場合も偏光板表面の映り込みが
なく、かつその周囲光をパネル内部に取り込むことがで
き、これにより、視認性の良い半透過型カラー液晶表示
装置にできるという点で好適である。

【００５４】このアンチリフレクションの処理は、偏光
板表面に低屈折率層および高屈折率層を交互に順次積層
する表面処理をすることにより偏光板表面による反射を
防止するものである。

【００５５】かくして、上記構成の半透過型カラー液晶
表示装置１によれば、バックライト消灯状態で視認する
場合、つまり反射モードでは、太陽光、蛍光灯などの外
部照明による照射光は偏光板１１と位相差板１３などを
通過して、透明電極２３、配向膜２５、液晶層２６、配
向膜２５、透明電極２４、カラーフィルター３０を通過
し、半透過反射板３２でもって反射され、その反射光が
増反射効果により高められ、輝度がさらに高くなる。

【００５６】一方、バックライト点灯状態で視認した場
合、つまり透過モードでは、バックライト５の照射光は
偏光板１２と位相差板１４と半透過反射板３２とを順次
通過し、カラーフィルター３０、透明電極２４、配向膜
２５、液晶層２６、配向膜２５、透明電極２３、ガラス
基板２１、位相差板１３と偏光板１１とを順次通過し、
偏光板１２を通過した光が位相差板１４にて偏光状態を
変え、これにより、上記の反射モードにて使用したパネ
ルを、そのままの条件で透過モードにも使用することが
でき、反射モードもしくは透過モードのいずれの場合で
も安定した鮮明な色表示ができた。

【００５７】しかも、このようにガラス基板３５の内面
上に半透過反射板３２を形成すると、反射モードに使用
した場合にガラス基板３５を通過しなくなり、ガラス基
板３５の屈折率に起因する入射光と反射光の間に差が生
じなくなり、双方の光による二重に見える現象がなくな
った。

【００５８】そして、本発明によれば、カラーフィルタ
ー３０の平均透過率を４０〜６５％に設定したことを特
徴とする。以下、この点を述べる。

【００５９】カラーフィルターは顔料分散方式、すなわ
ちあらかじめ顔料により調合された感光性レジストを基
板上に塗布し、フォトリソグラフィーにより形成する。
このカラーフィルターは、その色純度と透過率はトレー
ドオフの関係にあり、色純度を上げれば色は鮮やかにな
るが、その反面、その表示は暗くなる。また、透過率を
上げることで明るくなるが、その反面、発色が悪くな
る。

【００６０】そこで、前述した如く、通常の室内環境４
５０lx程度の環境でバックライト非点灯の反射モードで
十分な視認性を得る半透過型カラー液晶表示装置にする
ための最適な条件として、反射率５５〜８５％、透過率
４５〜１５％の比率に規定した半透過反射板を用いて、
さらにカラーフィルター３０の平均透過率を４０〜６５
％に設定することで、携帯電話やモバイル端末などに対
し反射時に十分明るい半透過型液晶表示装置が得られ
る。

【００６１】このような平均透過率４０〜６５％のカラ
ーフィルター３０は、下記のように各着色層に対し規定
すればよい。

【００６２】すなわち、カラーフィルターの赤着色層に
おけるＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表す
ｘ軸とｙ軸にて規定した色域にて、赤色度であるｘ値を
０.３５〜０.５５、ｙ値を０.２５〜０.３８にする。

【００６３】また、カラーフィルターの緑着色層におけ
るＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸
とｙ軸にて規定した色域にて、緑色度であるｘ値を０.
２５〜０.４０、ｙ値を０.３５〜０.６０にする。

【００６４】さらにまた、カラーフィルターの青着色層
におけるＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表
すｘ軸とｙ軸にて規定した色域にて、青色度であるｘ値
を０.１０〜０.２８、ｙ値を０.１０〜０.３０にする。

【００６５】このようにカラーフィルターの赤、緑、青
の各色度を、赤色度ｘ=０.３５〜０.５５、ｙ=０.２５
〜０.３８、緑色度ｘ=０.２５〜０.４０、ｙ=０.３５〜
０.６０、青色度ｘ=０.１０〜０.２８、ｙ=０.１０〜
０.３０に規定することで、これら各着色層全体の平均
透過率を４０〜６５％に設定することが容易になり、そ
して、このような平均透過率の範囲でもって色純度の良
い半透過型カラー液晶表示装置が提供できた。

【００６６】（半透過型カラー液晶表示装置２につい
て）つぎに図３と図４に示す半透過型カラー液晶表示装
置２の構成を詳述する。

【００６７】前述した半透過型カラー液晶表示装置１で
は、前方散乱板１９を配設した構成であるが、これに代
えて、図３と図４に示す半透過型カラー液晶表示装置２
では、半透過型カラー液晶パネル４の内部に内部散乱板
２２を配設した内部散乱半透過型カラー液晶表示装置で
ある。

【００６８】このように半透過型カラー液晶パネルのガ
ラス基板と半透過板との間に樹脂で凹凸形状を形成した
点が特徴であり、その他の構成は半透過型カラー液晶表
示装置１と同じである。

【００６９】（好適な設計）前述した各半透過型カラー
液晶表示装置１、２に対する好適な設計条件は、つぎの
とおりである。

【００７０】半透過型カラー液晶パネルは、透過時と反
射時に色反転しないよう設計するが、最適な設計条件を
示す。

【００７１】図１２は各部材の貼り付け方向を示す。な
お、各々の角度は、表示面から見て基準方向から左回り
(反時計回り)への角度である。基準方向として、半透過
型液晶パネル３の液晶層の両面ラビング方向の平均値を
用いて、液晶層２６の光路差Δｎｄを８３０±５０ｎｍ
にした場合に、偏光板１１の吸収軸を１０±１０°にす
ると良い。さらに位相差板１３を偏光板１１側に配した
第１位相差フィルム１３aと、ガラス基板側に配した第
２位相差フィルム１３bで構成するとよく、そして第１
位相差フィルム１３aの光路差Δｎｄを５８０±２０ｎ
ｍにして、基準方向に対し延伸軸を１７０±１０°、第
２位相差フィルム１３bの光路差Δｎｄを６９０±２０
ｎｍにして、基準方向に対し延伸軸を５５±１０°にす
ると良い。位相差板１４をガラス基板側に配した第３位
相差フィルム１４aと、偏光板１２側に配した第４位相
差フィルム１４bとで構成するとよく、そして、第３位
相差フィルム１４aの光路差Δｎｄを１４０±２０ｎｍ
にして、基準方向に対し延伸軸を１５±１０°、第４位
相差フィルム１４bの光路差Δｎｄを２７０±２０ｎｍ
にして、基準方向に対し延伸軸を１３５±１０°、偏光
板１２の吸収軸を３０±１０°にすると偏光状態の波長
依存性を回避した広帯域円偏光板の構成になり、高コン
トラストで色再現率の高いパネルを実現でき、好適であ
る。

【００７２】あるいは、図１３に示すように、位相差板
１４の光路差Δｎｄを１４０±２０ｎｍにして、基準方
向に対し延伸軸を４５±１０°、偏光板１２の吸収軸を
９０±１０°にすると良い。

【００７３】本例によれば、図１２もしくは図１３のい
ずれの設計でもよいが、図１３の方が好適な設計であ
る。図１２に示す設計によれば、偏光状態の波長依存性
を回避した広帯域円偏光板の構成になるが、一方、図１
３に示す設計によって高コントラストで色再現率の高い
液晶パネルを実現できる。

【００７４】以上のような設計条件をとることにより、
透過時と反射時で色反転しない半透過型カラー液晶表示
装置ができ、反射型、透過型のいずれの場合でも安定し
た鮮明な色表示ができるようになった。つまり、暗い場
所ではバックライト光による表示で良好な視認性を得る
ことができ、屋外等周囲光の明るい環境では、周囲光を
液晶パネル内に取り込み、半透過型カラー液晶パネル内
部にある半透過反射板によって光が反射され明るい表示
が得られ、バックライト光による表示と合わさって、よ
り良い視認性を得ることができる。すなわち、周囲光に
よる表示とバックライト光による表示とが色反転しない
鮮明な色表示をすることで、周囲光が明るくなるほど
に、周囲光による表示はバックライト光による表示を補
助し、より鮮明な色表示をすることができた。

【００７５】さらに、図１４に示すように下側偏光板と
バックライトとの間に住友３Ｍ社製D-BEF、日東電工製N
IPOCS（これらを同図にて「３６」と表記する）を配置
すると、下側の偏光板とバックライト反射板間で光を偏
光変換し板側偏光板による光の吸収を低減できるので、
ＬＥＤバックライト点灯時の液晶表示装置の表面輝度を
さらに高めることができ、その点で好適である。

【００７６】この点をさらに詳しく説明すると、住友3
Ｍ社製D-BEF、日東電工製NIPOCSは、下側の偏光板とバ
ックライト反射板間で光を偏光変換する機能を有してお
り、通常、下側の偏光板で吸収されるＳ偏光波を選択的
に反射し、拡散板による乱反射でＰ偏光波を生成させ、
リサイクルすることができる。つまり、通常、下側の偏
光板で吸収されてしまうＳ偏光波の一部を下側の偏光板
とバックライト反射板間で反射する間にＰ波に変換し、
これにより、偏光板による光の吸収を低減でき、透過輝
度を上昇させることができる。

【００７７】したがって、図１４に示すように下側偏光
板とバックライトとの間に住友3Ｍ社製D-BEF、日東電工
製NIPOCSを配置すると、下側の偏光板とバックライト反
射板間で光を偏光変換し、偏光板による光の吸収を低減
できるので、ＬＥＤなどのバックライト点灯時、つま
り、透過モードでの液晶表示装置の表面輝度をさらに高
めることができ、好適である。

【００７８】

【実施例】本発明として３種類の液晶表示装置を作製し
た。試料Ｎｏ.１は、各高屈折率層Ａの厚み範囲をそれ
ぞれ２〜２００ｎｍ、各低屈折率層Ｂの厚み範囲をそれ
ぞれ２〜２００ｎｍにし、高屈折率層と低屈折率層とを
交互に１２層積層することにより、反射率７５％、透過
率２５％の比率を持たせた半透過反射板（光の吸収率は
０％である）を半透過型カラー液晶表示パネル内部に配
設した構成である。

【００７９】試料Ｎｏ.２は、Ａｇ合金を２５０Åで薄
膜形成し、反射率７０％、透過率２０％の比率を持たせ
た半透過反射板（光の吸収率は１０％である）を半透過
型カラー液晶表示パネル内部に配設した構成である。

【００８０】試料Ｎｏ.３は、金属をパターニングし、
反射板に透過ホールあるいは透過スリットを設け、反射
部と透過部との面積比により反射率８０％、透過率２０
％の比率を持たせた半透過反射板（光の吸収率は５〜１
０％である）を半透過型カラー液晶表示パネル内部に配
設した構成である。

【００８１】また、比較例として液晶表示装置１におい
て半透過膜１３としてアルミニウム薄膜を使用したもの
を用いて、それとの対比にて本発明の効果を述べる。

【００８２】この薄膜の膜厚は２５０Åにしており、こ
れにより、その膜の反射率が６５％に、透過率が１５％
になる。そして、光の吸収率が２０％になり、この半透
過膜１３によって光のロスが生じる。

【００８３】これら試料Ｎｏ.１〜３と比較例につい
て、それぞれの反射時と透過時での輝度を測定したとこ
ろ、表１に示すような結果が得られた。

【００８４】

【表１】

【００８５】パネル表面輝度の測定にはミノルタ製ＣＳ
−１００を使用し、透過型の場合には、一定輝度を有す
る同一のバックライトを使用し、反射型の場合には同一
光源を液晶パネルに対し一定の角度で照射することで、
それぞれの輝度を液晶パネルの法線方向で測定した。輝
度については、比較例での透過状態と反射状態をそれぞ
れ１.０として、相対値でもって表した。

【００８６】表１の結果から明らかなとおり、試料Ｎ
ｏ.１〜３はいずれも反射時および透過時において輝度
を高めることができた。

【００８７】つぎにカラーフィルターの作製条件を幾と
おりにも変えた各種半透過型カラー液晶表示装置につい
て、その反射時における輝度（明るさ）および発色を測
定したところ、表２に示すような結果が得られた。

【００８８】カラーフィルターは顔料分散方式、すなわ
ちあらかじめ顔料により調合された感光性レジストを基
板上に塗布し、フォトリソグラフィーにより形成する
が、色度条件の変更は、その顔料調合濃度の調整でもっ
て行う。

【００８９】また、表２に示す評価は室内環境４５０lx
程度の環境における視認性であって、反射時の明るさに
おける◎印は明るくなった場合であり、○印は視認でき
る程度の明るさであり、×印は視認しづらい場合であ
る。

【００９０】反射時の発色について、◎印は色鮮やかに
なった場合であり、○印は十分な発色になった場合であ
り、×印は色がうすくなった場合である。

【００９１】そして、これらに基づいて総合評価を行っ
て、◎印、○印、×印の順に品質が低下することを示
す。

【００９２】

【表２】

【００９３】この表から明らかなとおり、試料Ｎｏ．Ａ
のように、赤、緑、青の色純度を上げ、透過率を下げる
と、発色が良好になるが、その反面、明るさ（輝度）が
低下する。逆に赤、緑、青の色度を試料Ｎｏ．Ｈのよう
に下げ、透過率を上げると明るくなるが、その反面、発
色が低下する。

【００９４】以上のとおり、カラーフィルターの平均透
過率を４０〜６５％にし、カラーフィルターの赤着色層
におけるＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表
すｘ軸とｙ軸にて規定した色域にて、赤色度であるｘ値
を０.３５〜０.５５、ｙ値を０.２５〜０.３８、カラー
フィルターの緑着色層におけるＲＧＢ色度点を囲んだ三
角形の面積でもって表すｘ軸とｙ軸にて規定した色域に
て、緑色度であるｘ値を０.２５〜０.４０、ｙ値を０.
３５〜０.６０、カラーフィルターの青着色層における
ＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸と
ｙ軸にて規定した色域にて、青色度であるｘ値を０.１
０〜０.２８、ｙ値を０.１０〜０.３０にすることで、
反射時明るさおよび反射時発色を両立する半透過型カラ
ー液晶表示装置になることがわかる。

【００９５】参考までに比較例について、カラーフィル
ターの組み合わせを考えた場合、本発明と同等の評価を
行うと表３に示すような結果が得られた。

【００９６】

【表３】

【００９７】この表から明らかなとおり、比較例の場
合、試料Ｎｏ．Ｅの構成をとったとき、反射時での発色
は色鮮やかになるが、反射時の明るさは視認できる程度
の明るさにしかならない。よって、この比較例によれ
ば、本発明の品質には及ばないことがわかる。

【００９８】かくして本発明によれば、反射型重視の液
晶表示装置を携帯電話やモバイル端末などの携帯端末に
実装したことで、操作ボタンを押したり、点灯スイッチ
を押したことで、バックライトを点灯させるにしても、
周囲の環境が明るいときも暗いときでも画像認識を行う
ことができた。さらにバックライトが消灯した際にも周
囲環境の光により反射表示での画像認識が十分にできる
ようになった。すなわち、透過型液晶表示装置において
はバックライトをＯＦＦにすると画像認識ができないの
に対し、本発明の半透過型液晶表示装置においては、そ
の反射表示の明るさを十分明るくできたため、バックラ
イトを任意にＯＮ／ＯＦＦできることにより電力を節約
し、バッテリーを長持ちさせることができた。

【００９９】携帯端末図１５にて本発明の液晶表示装置を搭載した携帯電話を
説明する。本携帯電話によれば、小型の筐体２８内に本
発明の液晶表示装置を配設している。また、筐体２８の
上部には送／受信用のアンテナ２９を設け、さらに表面
にはレシーバ３０とマイク３１とが形成されている。

【０１００】図１６にて本発明の液晶表示装置を配設し
た携帯端末を説明する。この携帯端末は携帯電話以外の
様々な情報端末として示す。たとえば、時計、計算機、
ゲーム機器、万歩計（登録商標）、ＧＰＳ、ＰＯＳ、ハ
ンディーターミナル、工業計器などがあるが、これらに
限定されるものではない。この携帯端末においても、小
型の筐体３２内に本発明の液晶表示装置を配設してい
る。

【０１０１】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の変更や改善などは何ら差し支えない。たとえば、上
記の実施形態においては、ＳＴＮ型単純マトリックスタ
イプ液晶表示装置でもって説明しているが、その他に双
安定型単純マトリックスタイプの液晶表示装置やＴＮ型
単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても同様
な作用効果が得られる。また、本発明の液晶表示装置を
配設した装置として、携帯端末でもって例示したが、そ
の他、この液晶表示装置を表示デバイスとして使用する
各種機器にも適用できる。たとえば、ミシン、ステレ
オ、楽器、ビデオ、ＡＴＭ、複写機やファクシミリの
他、駅、レストラン、工場内の表示パネルなどの様々な
表示機器の表示板に使用しても良い。

【０１０２】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の半透過型液晶表
示装置によれば、半透過反射板の光吸収率を１５％以下
にして、カラーフィルターの平均透過率を４０〜６５％
に設定したことで、反射型重視になり、これによって、
バックライトの消費電力を低減させるとともに、反射モ
ードでの輝度や発色性を高めた低消費電力型の半透過型
カラー液晶表示装置が提供できた。

【０１０３】また、本発明によれば、バッテリー駆動を
用いた携帯電話やモバイル端末などの携帯端末に好適な
半透過型カラー液晶表示装置が提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半透過型カラー液晶表示装置の概略断
面図である。

【図２】本発明の半透過型カラー液晶表示装置を成す液
晶パネルの要部拡大概略断面図である。

【図３】本発明の他の半透過型カラー液晶表示装置の概
略断面図である。

【図４】本発明の他の半透過型カラー液晶表示装置を成
す液晶パネルの要部拡大概略断面図である。

【図５】透過型カラー液晶表示装置の断面図である。

【図６】透過型カラー液晶表示装置の液晶パネルの要部
拡大断面図である。

【図７】積層タイプの半透過反射板の断面概略図であ
る。

【図８】カラーフィルターと半透過反射板との関係を示
す概略断面図である。

【図９】カラーフィルターと半透過反射板との関係を示
す平面図である。

【図１０】カラーフィルターと半透過反射板との他の関
係を示す平面図である。

【図１１】カラーフィルターと半透過反射板との他の関
係を示す平面図である。

【図１２】本発明の半透過型カラー液晶表示装置に対す
る最適な設計条件を示す説明図である。

【図１３】本発明の半透過型カラー液晶表示装置に対す
る好適な設計条件を示す説明図である。

【図１４】本発明の他の半透過型カラー液晶表示装置の
概略断面図である。

【図１５】携帯電話の正面図である。

【図１６】携帯端末の正面図である。

【符号の説明】

１、２・・・半透過型カラー液晶表示装置３、４・・・液晶パネル５・・・バックライト１１、１２・・・偏光板１３、１４・・・位相差板１９・・・前方散乱板２１・・・ガラス基板２３、２４・・・透明電極２５・・・配向膜２６・・・液晶層３０・・・カラーフィルター３２・・・半透過反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に電極と配向膜とを順次積層して成
る一方部材と、基板上に光反射性と光透過性の双方を備
えた半透過反射板と電極と配向膜とを順次積層して成る
他方部材とを、液晶を介して貼り合わせてマトリックス
状に画素を配列せしめて成る液晶パネルに対し、各画素
に対応してカラーフィルターを配し、さらに他方部材の
外側にバックライトを設けて反射モードと透過モードに
用いる半透過型カラー液晶表示装置であって、前記半透
過反射板の光吸収率を１５％以下にして、前記カラーフ
ィルターの平均透過率を４０〜６５％に設定せしめたこ
とを特徴とする半透過型カラー液晶表示装置。
【請求項２】前記カラーフィルターの赤着色層における
ＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸と
ｙ軸にて規定した色域にて、赤色度であるｘ値を０.３
５〜０.５５、ｙ値を０.２５〜０.３８にしたことを特
徴とする請求項１記載の半透過型カラー液晶表示装置。
【請求項３】前記カラーフィルターの緑着色層における
ＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸と
ｙ軸にて規定した色域にて、緑色度であるｘ値を０.２
５〜０.４０、ｙ値を０.３５〜０.６０にしたことを特
徴とする請求項１記載の半透過型カラー液晶表示装置。
【請求項４】前記カラーフィルターの青着色層における
ＲＧＢ色度点を囲んだ三角形の面積でもって表すｘ軸と
ｙ軸にて規定した色域にて、青色度であるｘ値を０.１
０〜０.２８、ｙ値を０.１０〜０.３０にしたことを特
徴とする請求項１記載の半透過型カラー液晶表示装置。
【請求項５】請求項１、２、３又は４の半透過型カラー
液晶表示装置を配設した携帯端末または表示機器。