JP2003337327A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2003337327A
JP2003337327A JP2002144530A JP2002144530A JP2003337327A JP 2003337327 A JP2003337327 A JP 2003337327A JP 2002144530 A JP2002144530 A JP 2002144530A JP 2002144530 A JP2002144530 A JP 2002144530A JP 2003337327 A JP2003337327 A JP 2003337327A
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JP
Japan
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light
substrate
liquid crystal
reflective pixel
pixel electrode
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Application number
JP2002144530A
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Japanese (ja)
Inventor
Minoru Nakano
実 中野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device which can improve the light use efficiency of a back light and increase the illuminance of a screen and is reducible in manufacturing cost. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device has a substrate 16 where reflective pixel electrodes 10 which have openings 11 transmitting light and reflecting light are regularly arrayed, a substrate 3 where a transparent electrode 5 facing the reflective pixel electrodes 10 is formed, liquid crystal 6 which is charged between the substrates 16 and 3, the back light 25 which irradiates the back side of the substrate 16 with illumination light BL, and a light converging plate 20 which is formed along each arrangement of the openings 11 of the reflective pixel electrodes 10 and has linear microlenses ML converging the illumination light BL from the back light 25. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、反射型および透過
型の映像表示機能を備えた液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having reflective and transmissive image display functions.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯電話、PDA(Personal Digital As
sistant)等のモバイル製品における表示装置として、屋
内外を問わず視認性を確保可能ないわゆる半透過型カラ
ー液晶表示装置が使用されている。半透過型カラー液晶
表示装置は、外部から入射する光を反射する反射画素電
極によって画素を構成しており、この反射画素電極に開
口が形成されている。周囲が明るい場合には外光を反射
画素電極によって反射することで画像を表示し、暗い場
合にはバックライトの照明光を反射画素電極に形成され
た開口を透過させて画像を表示する。
2. Description of the Related Art Mobile phones, PDAs (Personal Digital As
As a display device in mobile products such as sistant), a so-called semi-transmissive color liquid crystal display device capable of ensuring visibility both indoors and outdoors is used. The transflective color liquid crystal display device constitutes a pixel by a reflective pixel electrode that reflects light incident from the outside, and an opening is formed in this reflective pixel electrode. When the surroundings are bright, external light is reflected by the reflective pixel electrodes to display an image, and when the surroundings are dark, the illumination light of the backlight is transmitted through the openings formed in the reflective pixel electrodes to display an image.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半透過型カ
ラー液晶表示装置では、外部からの光を利用したときに
視認性を確保するためには、反射画素電極の開口の面積
は制限されるため、バックライト使用時に照明光の利用
効率が低く、画面の照度が低いという問題がある。バッ
クライト使用時の画面の照度を高めるために、バックラ
イトの起動を高めると、バックライトの消費電力が増加
し、モバイル製品のバッテリー使用時間が短くなるとい
う不利益が存在する。バックライト使用時の画面の照度
を高める技術が、たとえば、特開2000−29826
7号公報に開示されている。この刊行物は、開口を有す
る反射層とバックライトとの間で、画素に対応する領域
に合わせてマイクロレンズを配置し、バックライトから
の照明光を開口に集光し、画面の照度を高める技術を開
示している。しかしながら、上記した技術では、マイク
ロレンズを精度良く形成する必要があり、また、マイク
ロレンズを反射層に形成された開口に正確に位置合わせ
する必要があり、製造コストが嵩むという不利益が存在
した。
By the way, in the transflective color liquid crystal display device, the area of the opening of the reflective pixel electrode is limited in order to ensure the visibility when utilizing light from the outside. However, there is a problem that the utilization efficiency of the illumination light is low when the backlight is used and the illuminance of the screen is low. Increasing the activation of the backlight to increase the illuminance of the screen when the backlight is used has the disadvantage of increasing the power consumption of the backlight and shortening the battery usage time of mobile products. A technique for increasing the illuminance of the screen when using a backlight is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-29826.
No. 7 publication. According to this publication, a microlens is arranged between a reflective layer having an opening and a backlight so as to correspond to a region corresponding to a pixel, and illumination light from the backlight is focused on the opening to increase illuminance of a screen. The technology is disclosed. However, in the above-described technique, it is necessary to form the microlens with high precision, and it is necessary to accurately align the microlens with the opening formed in the reflective layer, which is disadvantageous in that the manufacturing cost increases. .

【0004】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、バックライトの光利用効率
を向上させ、画面の照度を高めることができ、かつ、製
造コストを低減可能な液晶表示装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to improve the light utilization efficiency of the backlight, increase the illuminance on the screen, and reduce the manufacturing cost. Another object is to provide a simple liquid crystal display device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、光を透過する開口を備えかつ光を反射する反射画素
電極が規則的に配列された第1の基板と、前記反射画素
電極に対向する透明電極が形成された第2の基板と、前
記第1の基板と前記第2の基板との間に封入された液晶
と、前記第1の基板の背面側から照明光を当てるバック
ライトと、前記反射画素電極の配列に沿って形成され、
かつ、前記バックライトからの照明光を前記開口の配列
上に集光するライン状マイクロレンズを備える集光板と
を有する。
A liquid crystal display device according to the present invention comprises a first substrate having openings for transmitting light and in which reflective pixel electrodes for reflecting light are regularly arranged, and the reflective pixel electrode. A second substrate on which opposing transparent electrodes are formed, a liquid crystal sealed between the first substrate and the second substrate, and a backlight for applying illumination light from the back side of the first substrate. And formed along the arrangement of the reflective pixel electrodes,
And a light collecting plate including a line-shaped microlens for collecting the illumination light from the backlight on the array of the openings.

【0006】本発明では、バックライトからの照明光
は、ライン状マイクロレンズによって集光され、第1の
基板を通じて反射画素電極の開口に入射する。このた
め、反射画素電極の開口を通過する照明光の光量は、ラ
イン状マイクロレンズがない場合と比べて増加する。こ
のため、バックライトを用いて画像を表示したときの画
面の照度がバックライトの光量を増やさなくても向上す
る。
In the present invention, the illumination light from the backlight is condensed by the line-shaped microlens and enters the opening of the reflective pixel electrode through the first substrate. Therefore, the amount of illumination light that passes through the opening of the reflective pixel electrode is increased as compared with the case where there is no linear microlens. Therefore, the illuminance of the screen when an image is displayed using the backlight is improved without increasing the light amount of the backlight.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第1実施形態 図1は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の断面
図である。図1に示す液晶表示装置1は、バックライト
25と、偏光板23と、集光板20と、基板16と、透
明画素電極15と、反射画素電極10と、液晶6と、透
明電極5と、カラーフィルター4と、基板3と、偏光板
2とを有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. The liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 includes a backlight 25, a polarizing plate 23, a light collector 20, a substrate 16, a transparent pixel electrode 15, a reflective pixel electrode 10, a liquid crystal 6, a transparent electrode 5, and It has a color filter 4, a substrate 3, and a polarizing plate 2.

【0008】バックライト25は、たとえば、冷陰極蛍
光管等の光源を内蔵しており、面状の照明光BLを偏光
板23に向けて出力する。
The backlight 25 has a built-in light source such as a cold cathode fluorescent tube and outputs planar illumination light BL toward the polarizing plate 23.

【0009】偏光板23は、バックライト25から出力
される照明光BLのうち特定の偏光光のみを透過する。
The polarizing plate 23 transmits only specific polarized light of the illumination light BL output from the backlight 25.

【0010】集光板20は、偏光板23を通じて入射さ
れるバックライト25からの照明光BLを反射画素電極
10の開口の配列上に集光する。なお、集光板20の構
造については後述する。
The light collecting plate 20 collects the illumination light BL from the backlight 25, which is incident through the polarizing plate 23, on the array of the openings of the reflective pixel electrode 10. The structure of the light collector 20 will be described later.

【0011】基板16は、たとえば、ガラス板等の透明
な材料から形成されている。この基板16の上面には、
図示しないTFT(Thin Film Transistor)素子が形成さ
れている。このTFT素子は、各透明画素電極15およ
び反射画素電極10に対してそれぞれ設けられる。
The substrate 16 is made of a transparent material such as a glass plate. On the upper surface of this substrate 16,
A TFT (Thin Film Transistor) element (not shown) is formed. This TFT element is provided for each transparent pixel electrode 15 and each reflective pixel electrode 10.

【0012】透明画素電極15は、基板16の上面に所
定の厚さで所定のパターンで形成されている。この透明
画素電極15は、たとえば、ITO(Indium Tin Oxide)
等の導電性の光を透過する透過膜によって形成されてい
る。透明画素電極15は、たとえば、スパッタリングに
より基板16に薄膜を形成したのち、レーザ加工等の加
工方法により所定のパターンに加工される。透明画素電
極15は、液晶表示装置の画素配列に対応して基板16
の表面に配列されている。なお、画面の水平方向をx方
向、垂直方向をy方向としたとき、透明画素電極15は
少なくともy方向に関して等間隔に配列されており、x
方向に沿った直線上に配列されている。
The transparent pixel electrode 15 is formed on the upper surface of the substrate 16 with a predetermined thickness and in a predetermined pattern. The transparent pixel electrode 15 is formed of, for example, ITO (Indium Tin Oxide).
And the like are formed of a transparent film that transmits conductive light. The transparent pixel electrode 15 is processed into a predetermined pattern by a processing method such as laser processing after forming a thin film on the substrate 16 by sputtering, for example. The transparent pixel electrode 15 is provided on the substrate 16 corresponding to the pixel array of the liquid crystal display device.
Are arranged on the surface of. When the horizontal direction of the screen is the x direction and the vertical direction is the y direction, the transparent pixel electrodes 15 are arranged at equal intervals in at least the y direction.
They are arranged on a straight line along the direction.

【0013】反射画素電極10は、透明電極15上に形
成されている。反射画素電極10は、外形が矩形状に形
成され、内部に開口11を備える。反射画素電極10
は、たとえば、アルミニウム等の導電性の光を反射する
反射膜で形成されている。反射画素電極10は導電性を
有するため、透明電極15と電気的に接続されている。
反射画素電極10は、たとえば、スパッタリングにより
基板16に形成された透明画素電極15を覆うように薄
膜を形成したのち、この薄膜をレーザ加工等の加工方法
により所定のパターンに加工することにより得られる。
The reflective pixel electrode 10 is formed on the transparent electrode 15. The reflective pixel electrode 10 has a rectangular outer shape and has an opening 11 inside. Reflective pixel electrode 10
Is formed of, for example, a reflective film that reflects conductive light such as aluminum. Since the reflective pixel electrode 10 has conductivity, it is electrically connected to the transparent electrode 15.
The reflective pixel electrode 10 is obtained, for example, by forming a thin film so as to cover the transparent pixel electrode 15 formed on the substrate 16 by sputtering, and then processing this thin film into a predetermined pattern by a processing method such as laser processing. .

【0014】基板3は、たとえば、ガラス板等の透明な
材料から形成されている。この基板3の下面には、全面
的にカラーフィルター4が形成され、このカラーフィル
ター4上に全面的に透明電極5が形成されている。透明
電極5と反射画素電極10および透明画素電極15とは
対向している。透明電極5は、たとえば、ITO(Indiu
m Tin Oxide)等の導電性の光を透過する透過膜によって
形成されている。透明電極5は、たとえば、スパッタリ
ングにより成膜される。この透明電極5は、反射画素電
極10および透明画素電極15との間で電界を形成す
る。
The substrate 3 is made of a transparent material such as a glass plate. A color filter 4 is formed on the entire lower surface of the substrate 3, and a transparent electrode 5 is formed on the entire surface of the color filter 4. The transparent electrode 5, the reflective pixel electrode 10 and the transparent pixel electrode 15 face each other. The transparent electrode 5 is made of, for example, ITO (Indiu
m Tin Oxide) is formed by a transparent film that transmits conductive light. The transparent electrode 5 is formed by sputtering, for example. The transparent electrode 5 forms an electric field between the reflective pixel electrode 10 and the transparent pixel electrode 15.

【0015】液晶6は、基板3と基板16との間に封入
されており、透明電極5と反射画素電極10および透明
画素電極15との間で形成される電界に応じて、基板3
側あるいは基板16側から入射する光の透過、遮断を行
う。
The liquid crystal 6 is enclosed between the substrate 3 and the substrate 16, and the substrate 3 is responsive to an electric field formed between the transparent electrode 5 and the reflective pixel electrode 10 and the transparent pixel electrode 15.
The light incident from the side or the substrate 16 side is transmitted or blocked.

【0016】カラーフィルター4は、基板3上に形成さ
れており、赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色の微
細な着色層とブラックマトリックスと呼ばれる遮光層と
が、反射画素電極10の配列に対応して形成されたもの
である。各着色層は、反射画素電極10および透明画素
電極15の配列に対応して配列されている。反射画素電
極10、透明画素電極15と対応する着色層との組合せ
により、液晶表示装置1の一画素が構成されている。
The color filter 4 is formed on the substrate 3, and a fine colored layer of the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) and a light-shielding layer called a black matrix are used as reflective pixels. It is formed corresponding to the arrangement of the electrodes 10. Each colored layer is arranged corresponding to the arrangement of the reflective pixel electrode 10 and the transparent pixel electrode 15. One pixel of the liquid crystal display device 1 is configured by combining the reflective pixel electrode 10 and the transparent pixel electrode 15 with the corresponding colored layer.

【0017】偏光板2は、基板3の上面に設けられてお
り、外部から入射する外光OLのうち特定の偏光光のみ
を透過する。また、偏光板2は、当該偏光板2を透過し
た外光OLが反射画素電極10で反射した反射光を透過
する。さらに、偏光板2は、バックライト25から出力
された照明光BLのうち、反射画素電極10の開口11
を透過した光を透過する。
The polarizing plate 2 is provided on the upper surface of the substrate 3 and transmits only a specific polarized light of the external light OL incident from the outside. Further, the polarizing plate 2 transmits the reflected light, which is the external light OL transmitted through the polarizing plate 2 and reflected by the reflective pixel electrode 10. Further, the polarizing plate 2 includes the opening 11 of the reflective pixel electrode 10 in the illumination light BL output from the backlight 25.
Light that passes through is transmitted.

【0018】上記構成の液晶表示装置1では、視認性が
確保できる十分な光量の外光OLが基板3側から入射す
ると、この外光OLが反射画素電極10によって反射さ
れ、再び基板3側に出射されることにより、画像が表示
される。また、外光OLの光量が小さい場合には、バッ
クライト25を点灯することにより、照明光BLが反射
画素電極10の開口11を通じて基板3側に出射される
ことにより、画像が表示される。このことから、外光O
Lを利用して画像を表示したときには、反射画素電極1
0の反射量が多いほど画面が明るくなり、照明光BLを
利用して画像を表示したときには、開口11を透過する
照明光BLの光量が多いほど画面が明るくなる。しかし
ながら、開口11を透過する照明光BLの光量を増加さ
せるために、開口11の面積を拡大すると、反射画素電
極10の反射面積が縮小し、外光OLを利用して画像を
表示したときの画面の明るさが低下する。逆に、反射画
素電極10の反射面積を拡大させると、開口11の面積
が縮小し、照明光BLを利用して画像を表示したときの
画面の明るさが低下する。開口11の面積は反射画素電
極10の反射面積との間でトレードオフの関係にある。
In the liquid crystal display device 1 having the above-described structure, when the outside light OL having a sufficient light amount for ensuring the visibility is incident from the substrate 3 side, the outside light OL is reflected by the reflective pixel electrode 10 and again reaches the substrate 3 side. An image is displayed by being emitted. Further, when the amount of the outside light OL is small, the backlight 25 is turned on, and the illumination light BL is emitted to the substrate 3 side through the opening 11 of the reflective pixel electrode 10 to display an image. From this, outside light O
When an image is displayed using L, the reflective pixel electrode 1
The larger the reflection amount of 0 is, the brighter the screen becomes. When the image is displayed by using the illumination light BL, the larger the amount of the illumination light BL transmitted through the opening 11 is, the brighter the screen becomes. However, when the area of the opening 11 is enlarged in order to increase the amount of the illumination light BL that passes through the opening 11, the reflection area of the reflective pixel electrode 10 is reduced, and when an image is displayed using the outside light OL. The screen brightness decreases. On the contrary, when the reflective area of the reflective pixel electrode 10 is enlarged, the area of the opening 11 is reduced, and the brightness of the screen when an image is displayed using the illumination light BL is reduced. The area of the opening 11 has a trade-off relationship with the reflective area of the reflective pixel electrode 10.

【0019】図2は集光板20の構造を示す図であっ
て、(a)は平面図であり、(b)は(a)のA−A線
方向の断面図である。図2に示すように、集光板20
は、図2(b)に示すように、シート状部材21,22
から構成されている。シート状部材21は、一方面21
aは平坦になっており、他方面にx方向(画面水平方
向)に沿って延びるライン状のマイクロレンズMLが形
成されている。このライン状のマイクロレンズMLは、
半円柱状に形成されている。マイクロレンズMLは、y
方向に等間隔に配列されている。シート状部材21は、
たとえば、透明な樹脂で形成されており、たとえば、射
出成形によって成形される。また、シート状部材21
は、たとえば、1.60以上の屈折率を有する樹脂から
形成されている。マイクロレンズMLの厚みは、たとえ
ば、0.2〜2.0mm程度である。
2A and 2B are views showing the structure of the light collector 20, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG.
Is a sheet-shaped member 21, 22 as shown in FIG.
It consists of The sheet-like member 21 has one surface 21
a is flat, and a line-shaped microlens ML extending along the x direction (horizontal direction of the screen) is formed on the other surface. This line-shaped microlens ML is
It is formed in a semi-cylindrical shape. The micro lens ML is y
It is arranged at equal intervals in the direction. The sheet-shaped member 21 is
For example, it is made of a transparent resin and is molded by injection molding, for example. In addition, the sheet-shaped member 21
Is formed of, for example, a resin having a refractive index of 1.60 or more. The thickness of the microlens ML is, for example, about 0.2 to 2.0 mm.

【0020】シート状部材22は、シート状部材21の
マイクロレンズMLが形成された面に一体的に設けられ
ており、マイクロレンズMLによって発生する凹凸を埋
め合わせるように形成されている。また、シート状部材
22のシート状部材21に対向しない側の面22aは平
坦になっている。シート状部材21とシート状部材22
とが貼り合わされた状態で、面21aと面22aとは平
行となっている。また、シート状部材22は、シート状
部材21を形成する樹脂よりも低い屈折率、たとえば、
1.50以下を有する樹脂で形成されている。
The sheet-shaped member 22 is integrally provided on the surface of the sheet-shaped member 21 on which the microlenses ML are formed, and is formed so as to fill up the irregularities generated by the microlenses ML. Further, the surface 22a of the sheet-shaped member 22 on the side not facing the sheet-shaped member 21 is flat. Sheet-like member 21 and sheet-like member 22
The surfaces 21a and 22a are parallel to each other in a state in which and are pasted together. Further, the sheet-shaped member 22 has a lower refractive index than the resin forming the sheet-shaped member 21, for example,
It is formed of a resin having 1.50 or less.

【0021】図3は、集光板20と偏光板23と基板1
6との関係を示す断面図である。図3に示すように、集
光板20の上面21aおよび下面22aは粘着材Gを介
してそれぞれ基板16の下面および偏光板23の上面に
貼り合わされている。粘着材Gは、光を透過する材料か
ら形成されている。
FIG. 3 shows a condenser plate 20, a polarizing plate 23 and a substrate 1.
It is sectional drawing which shows the relationship with 6. As shown in FIG. 3, the upper surface 21a and the lower surface 22a of the light collector 20 are attached to the lower surface of the substrate 16 and the upper surface of the polarizing plate 23 via an adhesive material G, respectively. The adhesive material G is formed of a material that transmits light.

【0022】図4は、反射画素電極10と集光板20と
の位置関係を示す図であって、(a)は平面図であり、
(b)は(a)のA−A線方向の断面図である。図4に
示すように、集光板20のライン状のマイクロレンズM
Lは、当該集光板20の面22a側から入射するバック
ライト25からの照明光BLを反射画素電極10に形成
された矩形状の開口11のy方向の寸法Hと略等しい幅
に集光する。このため、開口11のx方向の配列上に
は、帯状(ライン状)の照明光が照射される。集光板2
0がない場合には、y方向における隣接する開口11間
に入射する照明光BLは反射画素電極10等が存在する
ため基板3側に透過しないが、集光板20を設けること
により、これらの光が開口11に導かれることになる。
したがって、集光板20がない場合と比べて、バックラ
イト25から開口11を透過する照明光BLの光量は増
加する。
FIG. 4 is a view showing the positional relationship between the reflective pixel electrode 10 and the light collector 20. FIG. 4A is a plan view,
(B) is a sectional view taken along the line AA of (a). As shown in FIG. 4, the line-shaped microlens M of the light collector 20 is used.
L collects the illumination light BL from the backlight 25 incident from the surface 22a side of the light collector 20 into a width substantially equal to the dimension H in the y direction of the rectangular opening 11 formed in the reflective pixel electrode 10. . Therefore, the strip-shaped (line-shaped) illumination light is irradiated onto the array of the openings 11 in the x direction. Light collector 2
When there is no 0, the illumination light BL entering between the adjacent openings 11 in the y direction does not pass through to the substrate 3 side due to the presence of the reflective pixel electrode 10 and the like. Will be guided to the opening 11.
Therefore, the light amount of the illumination light BL transmitted from the backlight 25 through the opening 11 is increased as compared with the case where the light collector 20 is not provided.

【0023】開口11を透過する照明光BLの光量をで
きるだけ増加させるには、開口11のx方向の寸法Wを
可能な限り拡大させればよいことは明らかである。しか
しながら、開口11の寸法HおよびWは、上述したよう
に、反射画素電極10の反射面積との関係で制約を受け
る。このため、開口11の寸法HおよびWを最適化する
必要がある。
It is clear that in order to increase the light quantity of the illumination light BL transmitted through the opening 11 as much as possible, the dimension W of the opening 11 in the x direction should be enlarged as much as possible. However, the dimensions H and W of the opening 11 are limited by the relationship with the reflective area of the reflective pixel electrode 10, as described above. Therefore, it is necessary to optimize the dimensions H and W of the opening 11.

【0024】次に、開口11の寸法の決定方法につい
て、図5および図6を参照して説明する。図5は、反射
画素電極10と開口11の寸法を定義するための図であ
る。図5に示すように、反射画素電極10のx方向の寸
法をW0 、y方向の寸法H 0 、反射画素電極10の外形
から規定される総面積(W0 ×H0 )をS0 、反射画素
電極10の反射面積をS1 、開口11の開口面積をS2
(W×H)とする。なお、反射面積S1 は、総面積S0
−開口面積S2 である。
Next, the method for determining the size of the opening 11 will be described.
A description will be given with reference to FIGS. 5 and 6. Figure 5 shows reflection
FIG. 3 is a diagram for defining the dimensions of a pixel electrode 10 and an opening 11.
It As shown in FIG. 5, the size of the reflective pixel electrode 10 in the x direction.
Law W0 , Y dimension H 0 , Outline of the reflective pixel electrode 10
Total area (W0 × H0 ) To S0 , Reflective pixels
The reflection area of the electrode 10 is S1 , The opening area of the opening 11 is S2 
(W × H). The reflection area S1 Is the total area S0 
-Aperture area S2 Is.

【0025】図6は、液晶表示装置の画面の反射率に応
じた環境照度と表示画面の明るさとの関係の一例を示す
グラフである。液晶表示装置1の画面の視認性は、液晶
表示装置1の画面の反射率に左右される。通常、液晶表
示装置1において外光OLを利用して画像を表示すると
きには、液晶表示装置1が設置される環境の環境照度が
100〔lx〕以上である。このような環境照度におい
て、液晶表示装置1の画面の反射率が低すぎると、液晶
表示装置1に外光OLを利用して表示された画像を正確
に認識することができない。なお、ここでの反射率は、
液晶表示装置1の画面に入射した外光OLに対して、反
射により液晶表示装置1の画面の前面に再び出力される
外光OLの割合である。
FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the environmental illuminance according to the reflectance of the screen of the liquid crystal display device and the brightness of the display screen. The visibility of the screen of the liquid crystal display device 1 depends on the reflectance of the screen of the liquid crystal display device 1. Normally, when displaying an image using the outside light OL in the liquid crystal display device 1, the environmental illuminance of the environment in which the liquid crystal display device 1 is installed is 100 [lx] or more. If the reflectance of the screen of the liquid crystal display device 1 is too low under such environmental illuminance, the image displayed on the liquid crystal display device 1 using the outside light OL cannot be accurately recognized. The reflectance here is
It is the ratio of the external light OL that is output to the front surface of the screen of the liquid crystal display device 1 again by reflection with respect to the external light OL that has entered the screen of the liquid crystal display device 1.

【0026】図6に示すように、環境照度が100〔l
x〕以上においては、液晶表示装置1の画面の明るさ
は、50〔lx〕以上が必要と言われている。外光OL
が入射する室内において、液晶表示装置1の視認性を確
保するには、液晶表示装置1の画面の反射率が最低でも
5〜10%が必要である。
As shown in FIG. 6, the environmental illuminance is 100 [l
x] or more, it is said that the brightness of the screen of the liquid crystal display device 1 must be 50 [lx] or more. Outside light OL
In order to secure the visibility of the liquid crystal display device 1 in a room where is incident, the reflectance of the screen of the liquid crystal display device 1 must be at least 5 to 10%.

【0027】一方、液晶表示装置1の偏光板2側から入
射する外光OLの全てが反射画素電極10で反射されて
再び偏光板2から外部に出力されるわけではない。すな
わち、液晶表示装置1の外部から入射する外光OLは、
全てが反射されて基板3側に出力されるわけではない。
たとえば、基板16に入射した外光OLを100%反射
可能な理想状態を想定したとき、外部から入射する外光
OLのうち、偏光板2を透過する割合は、45%程度で
あり、カラーフィルター3を透過する割合は往復で40
%程度である。したがって、理想状態においても、液晶
表示装置1の反射率は18%程度が最大である。実際に
は、基板16に形成された反射画素電極10は画素毎に
区画されているため、開口11が反射画素電極10に形
成されていない場合(反射画素電極10の反射面積S1
と総面積S0 とが等しい場合)を想定しても液晶表示装
置1の反射率は16%が最大である。
On the other hand, not all of the external light OL incident from the polarizing plate 2 side of the liquid crystal display device 1 is reflected by the reflective pixel electrode 10 and output again from the polarizing plate 2 to the outside. That is, the external light OL incident from the outside of the liquid crystal display device 1 is
Not all are reflected and output to the substrate 3 side.
For example, when assuming an ideal state in which 100% of the external light OL that has entered the substrate 16 can be reflected, the proportion of the external light OL that enters from the outside that passes through the polarizing plate 2 is approximately 45%, and the color filter The rate of passing 3 is 40 in a round trip
%. Therefore, even in the ideal state, the maximum reflectance of the liquid crystal display device 1 is about 18%. In practice, since the reflective pixel electrode 10 formed on the substrate 16 is partitioned for each pixel, when the opening 11 is not formed in the reflective pixel electrode 10 (the reflective area S 1 of the reflective pixel electrode 10
And the total area S 0 is equal), the maximum reflectance of the liquid crystal display device 1 is 16%.

【0028】したがって、液晶表示装置1の反射率を上
記したように最低でも5〜10%の値で確保するために
は、反射画素電極10の反射面積S1 の総面積S0 に対
する割合である反射面積占有率をR=S1 /S0 ×10
0〔%〕とすると、反射面積占有率Rを31〜62%
(5/16〜10/16%)とする必要がある。
Therefore, in order to secure the reflectance of the liquid crystal display device 1 at a value of at least 5 to 10% as described above, it is a ratio of the reflection area S 1 of the reflection pixel electrode 10 to the total area S 0 . The reflection area occupancy is R = S 1 / S 0 × 10
Assuming 0%, the reflection area occupancy R is 31 to 62%.
(5 / 16-10 / 16%) is required.

【0029】反射画素電極10の開口11の開口面積S
2 の総面積S0 に対する割合である開口面積占有率をK
=S2 /S0 ×100〔%〕とすると、反射面積占有率
Rを31〜62%とした場合、開口面積占有率Kは38
〜69%となる。すなわち、液晶表示装置1の反射率を
最低でも5〜10%の値で確保するためには、開口面積
占有率Kが38〜69%の範囲で、できるだけ開口11
からの光の透過量が多くなるように、反射画素電極10
の開口11の寸法HおよびWを決定する必要がある。
The opening area S of the opening 11 of the reflective pixel electrode 10
The opening area occupancy, which is the ratio of 2 to the total area S 0 , is K
= S 2 / S 0 × 100 [%], the opening area occupancy K is 38 when the reflection area occupancy R is 31 to 62%.
It becomes ~ 69%. That is, in order to secure the reflectance of the liquid crystal display device 1 at a value of at least 5 to 10%, the aperture area occupancy K is in the range of 38 to 69%, and the aperture 11 is as small as possible.
In order to increase the amount of light transmitted from the reflective pixel electrode 10
It is necessary to determine the dimensions H and W of the opening 11.

【0030】ここで、反射画素電極10の開口11の寸
法Wの反射画素電極10の寸法W0に対する割合を横比
率M1 =W/W0 ×100〔%〕とし、反射画素電極1
0の開口11の寸法Hの反射画素電極10の寸法H0
対する割合を縦比率M2 =H/H0 ×100〔%〕とす
る。たとえば、開口面積占有率Kが38%の条件下にお
いて、開口11からの光の透過量をできるだけ増やすた
めに、横比率M1 を縦比率M2 よりも大きく設計するこ
とを設計条件とすると、開口面積占有率K=38%を満
たす横比率M1 は、略70%以上必要であることがわか
る。なお、横比率M1 が70%のとき、縦比率M2 は略
54%であり横比率M1 が縦比率M2 よりも大きいが、
横比率M1 が60%のとき、縦比率M2 は63%となり
横比率M1 が縦比率M2 よりも小さくなる。
Here, the ratio of the size W of the opening 11 of the reflective pixel electrode 10 to the size W 0 of the reflective pixel electrode 10 is defined as the lateral ratio M 1 = W / W 0 × 100 [%], and the reflective pixel electrode 1
The ratio of the size H of the opening 11 of 0 to the size H 0 of the reflective pixel electrode 10 is defined as a vertical ratio M 2 = H / H 0 × 100 [%]. For example, under the condition that the aperture area occupation ratio K is 38%, the design condition is to design the lateral ratio M 1 to be larger than the longitudinal ratio M 2 in order to increase the amount of light transmitted from the opening 11 as much as possible. It can be seen that the lateral ratio M 1 satisfying the opening area occupation ratio K = 38% needs to be approximately 70% or more. When the horizontal ratio M 1 is 70%, the vertical ratio M 2 is approximately 54%, and the horizontal ratio M 1 is larger than the vertical ratio M 2 .
When the horizontal ratio M 1 is 60%, the vertical ratio M 2 is 63%, and the horizontal ratio M 1 is smaller than the vertical ratio M 2 .

【0031】開口面積占有率Kが38%よりも大きい場
合には、横比率M1 を70%よりも大きく、かつ最大化
し、縦比率M2 を小さくすることにより、開口11から
の光の透過量を可能な限り増加させることができる。こ
の結果、液晶表示装置1において、バックライト25を
利用して画像を表示したときに、開口面積占有率Kが一
定の条件の下で液晶表示装置1の画面を明るくすること
が可能となる。
When the aperture area occupation ratio K is greater than 38%, the lateral ratio M 1 is greater than 70% and maximized, and the longitudinal ratio M 2 is reduced to allow the transmission of light from the aperture 11. The amount can be increased as much as possible. As a result, in the liquid crystal display device 1, when an image is displayed using the backlight 25, the screen of the liquid crystal display device 1 can be brightened under the condition that the opening area occupation ratio K is constant.

【0032】以上のように、本実施形態によれば、ライ
ン状のマイクロレンズMLをもつ集光板20を基板16
と偏光板23との間に配置するとともに、反射画素電極
10の開口11の横比率M1 を最適化することにより、
バックライト25からの照明光BLの光利用効率を高め
ることができ、バックライト25の出力が一定の下でバ
ックライト25を利用したときの液晶表示装置1の画面
の照度を向上させることが可能となる。また、本実施形
態によれば、反射画素電極10の開口11の開口面積占
有率Kを大きくするわけではないので、バックライト2
5を利用したときの液晶表示装置1の画面の照度の向上
とともに、外光OLを利用したときの液晶表示装置1の
画面の照度の維持あるいは向上が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the condenser plate 20 having the line-shaped microlenses ML is provided on the substrate 16.
And the polarizing plate 23, and by optimizing the lateral ratio M 1 of the opening 11 of the reflective pixel electrode 10,
The light utilization efficiency of the illumination light BL from the backlight 25 can be improved, and the illuminance of the screen of the liquid crystal display device 1 when the backlight 25 is used under a constant output of the backlight 25 can be improved. Becomes Further, according to the present embodiment, the opening area occupation ratio K of the opening 11 of the reflective pixel electrode 10 is not increased, and thus the backlight 2 is used.
It is possible to improve the illuminance of the screen of the liquid crystal display device 1 when using No. 5 and maintain or improve the illuminance of the screen of the liquid crystal display device 1 when using the outside light OL.

【0033】また、本実施形態によれば、集光板20に
ライン状のマイクロレンズMLを形成することにより、
基板16に形成された反射画素電極10の開口11に対
する集光板20の位置決めは画面水平方向(x方向)の
みでよいため、液晶表示装置1の組立作業が容易とな
り、製造コストを低減することが可能となる。
Further, according to this embodiment, by forming the linear microlenses ML on the light collector 20,
Since the light collector 20 need only be positioned in the horizontal direction (x direction) of the screen with respect to the opening 11 of the reflective pixel electrode 10 formed on the substrate 16, the assembly work of the liquid crystal display device 1 is facilitated and the manufacturing cost can be reduced. It will be possible.

【0034】また、本実施形態によれば、集光板20を
高屈折率の樹脂で形成されたシート状部材21と低屈折
率の樹脂で形成されたシート状部材22で構成し、集光
板20の両面を平坦にすることにより、集光板20と基
板16および偏光板23との貼り合わせ作業が容易とな
り、製造コストを低減することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, the light collector 20 is composed of the sheet-like member 21 made of a resin having a high refractive index and the sheet-like member 22 made of a resin having a low refractive index. By flattening both surfaces, the work of attaching the light collector 20 to the substrate 16 and the polarizing plate 23 becomes easy, and the manufacturing cost can be reduced.

【0035】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れない。上述した実施形態では、集光板20をライン状
のマイクロレンズMLが形成されたシート状部材21と
これに貼り合わせるシート状部材22とで構成したが、
マイクロレンズMLが形成されたシート状部材21だけ
で集光板20を構成することも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the above-described embodiment, the light collector 20 is composed of the sheet-like member 21 on which the linear microlenses ML are formed and the sheet-like member 22 to be attached thereto.
It is also possible to configure the light collector 20 with only the sheet-like member 21 on which the microlenses ML are formed.

【0036】また、上述した実施形態では、画素配列に
ついて特に言及しなかったが、たとえば、図7に示すよ
うに、各色の画素R,G,Bが少なくともy方向に等間
隔で配列された画素配列であれば、本発明を適用可能で
ある。図7(a)は、いわゆるストライプ配列であり、
図7(b)はいわゆるモザイク配列であり、図7(c)
はいわゆるデルタ配列である。これらのy方向に等間隔
で配列された画素配列に対して、集光板20の各ライン
状のマイクロレンズMLをそれぞれ配置することによ
り、バックライト利用時のカラー表示が可能な液晶表示
装置の画面の明るさを向上させることができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, although the pixel arrangement is not particularly mentioned, for example, as shown in FIG. 7, pixels R, G and B of respective colors are arranged at least at equal intervals in the y direction. The present invention can be applied to any array. FIG. 7A shows a so-called stripe array,
FIG. 7B shows a so-called mosaic array, and FIG.
Is a so-called delta arrangement. By arranging each line-shaped microlens ML of the light collector 20 with respect to the pixel array arranged at equal intervals in the y direction, a screen of a liquid crystal display device capable of color display when a backlight is used. The brightness of can be improved.

【0037】また、上述した実施形態では、基板16に
ライン状のマイクロレンズMLが形成されたシート状部
材21の面21aを粘着材Gによって貼り合わせ、シー
ト状部材22の面22aを粘着材Gによって偏光板23
に貼り合わせる構成としたが、たとえば、図8に示すよ
うに、基板16にシート状部材22の面22aを粘着材
Gによって貼り合わせ、偏光板23にマイクロレンズM
Lが形成されたシート状部材21の面21aを貼り合わ
せる構成とすることも可能である。さらに、上述した実
施形態では、集光板20の両面を粘着材Gによって貼り
合わせる構成としたが、集光板20の一方の面のみに粘
着材Gを設け、基板16にのみ貼り合わせる構成とする
ことも可能である。
Further, in the above-described embodiment, the surface 21a of the sheet-like member 21 on which the linear microlenses ML are formed is attached to the substrate 16 with the adhesive material G, and the surface 22a of the sheet-like member 22 is attached with the adhesive material G. By the polarizing plate 23
However, as shown in FIG. 8, for example, the surface 22a of the sheet-like member 22 is attached to the substrate 16 with the adhesive material G, and the microlens M is attached to the polarizing plate 23.
The surface 21a of the sheet-shaped member 21 on which the L is formed may be bonded. Furthermore, in the above-described embodiment, the both surfaces of the light collector 20 are bonded with the adhesive material G, but the adhesive material G is provided only on one surface of the light collector 20 and bonded only to the substrate 16. Is also possible.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、バックライトの光利用
効率を向上させ、画面の照度を高めることができ、か
つ、製造コストを低減可能な液晶表示装置が得られる。
According to the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display device capable of improving the light utilization efficiency of the backlight, increasing the illuminance of the screen, and reducing the manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】集光板20の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a structure of a light collector 20.

【図3】集光板20と偏光板21と基板16との関係を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a relationship among a condenser plate 20, a polarizing plate 21 and a substrate 16.

【図4】反射画素電極10と集光板20との位置関係を
示す図であって、(a)は平面図であり、(b)は
(a)のA−A線方向の断面図である。
4A and 4B are diagrams showing a positional relationship between a reflective pixel electrode 10 and a light collector 20, in which FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a sectional view taken along line AA of FIG. .

【図5】反射画素電極10と開口11の寸法を定義する
ための図である。
FIG. 5 is a diagram for defining dimensions of a reflective pixel electrode 10 and an opening 11.

【図6】液晶表示装置の画面の反射率に応じた環境照度
と表示画面の明るさとの関係の一例を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the environmental illuminance according to the reflectance of the screen of the liquid crystal display device and the brightness of the display screen.

【図7】本発明が適用可能な画素配列の例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a pixel array to which the present invention is applicable.

【図8】集光板の他の構成例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing another configuration example of the light collector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液晶表示装置、2…偏光板、3…基板、4…カラー
フィルター、5…透明電極、6…液晶、10…反射画素
電極、15…透明電極、16…基板、20…集光板、2
1,22…シート部材、23…偏光板、25…バックラ
イト。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2 ... Polarizing plate, 3 ... Substrate, 4 ... Color filter, 5 ... Transparent electrode, 6 ... Liquid crystal, 10 ... Reflection pixel electrode, 15 ... Transparent electrode, 16 ... Substrate, 20 ... Light condensing plate, 2
1, 22 ... Sheet member, 23 ... Polarizing plate, 25 ... Backlight.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 AA26 BA04 BA12 BA20 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA14Y FA26Z FA41Z GA01 GA02 GA03 GA09 GA13 KA01 LA18 LA30 2H092 HA02 HA03 HA04 HA05 JA24 MA05 MA30 PA01 PA04 PA07 PA08 PA11 PA12 PA13    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 2H042 AA26 BA04 BA12 BA20                 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA14Y                       FA26Z FA41Z GA01 GA02                       GA03 GA09 GA13 KA01 LA18                       LA30                 2H092 HA02 HA03 HA04 HA05 JA24                       MA05 MA30 PA01 PA04 PA07                       PA08 PA11 PA12 PA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光を透過する開口を備えかつ光を反射する
反射画素電極が規則的に配列された第1の基板と、 前記反射画素電極に対向する透明電極が形成された第2
の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板との間に封入された液
晶と、 前記第1の基板の背面側から照明光を当てるバックライ
トと、 前記反射画素電極の配列に沿って形成され、かつ、前記
バックライトからの照明光を前記開口の配列上に集光す
るライン状マイクロレンズを備える集光板とを有する液
晶表示装置。
1. A first substrate having openings for transmitting light and on which reflective pixel electrodes for reflecting light are regularly arranged, and a second substrate on which a transparent electrode facing the reflective pixel electrodes is formed.
A substrate, a liquid crystal enclosed between the first substrate and the second substrate, a backlight for illuminating light from the back side of the first substrate, and an array of the reflective pixel electrodes. And a light condensing plate having a line-shaped microlens for condensing the illumination light from the backlight on the array of the openings.
【請求項2】前記集光板は、凸状のライン状マイクロレ
ンズが形成された所定の屈折率を有する樹脂からなる第
1のシート状部材と、前記第1のシート状部材の前記ラ
イン状マイクロレンズを形成した面に一体的に設けら
れ、前記第1のシート状部材よりも低い屈折率を有する
樹脂からなる第2のシート状部材とからなり、両面が平
坦となっている請求項1に記載の液晶表示装置。
2. The light collecting plate comprises a first sheet-like member made of resin having a predetermined refractive index and having convex linear micro-lenses, and the line-like micro-member of the first sheet-like member. The second sheet-shaped member, which is integrally provided on the surface on which the lens is formed and is made of a resin having a lower refractive index than the first sheet-shaped member, is flat on both sides. The described liquid crystal display device.
【請求項3】前記反射画素電極の開口は、当該開口の配
列方向において、前記反射画素電極の幅の70%以上の
幅を有する請求項1に記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the opening of the reflective pixel electrode has a width of 70% or more of the width of the reflective pixel electrode in the arrangement direction of the opening.
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