JP2005128070A - Semitransmissive reflection film and transflective liquid crystal display using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電子機器等に備えられる半透過反射型液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a transflective liquid crystal display device provided in a portable electronic device or the like.
携帯電話や携帯用ゲーム機などの携帯電子機器では、そのバッテリ駆動時間が使い勝手に大きく影響するために、消費電力を抑えることができる反射型液晶表示装置を表示部として備えている。反射型液晶表示装置には、例えば、その前面から入射する外光を全反射させる反射体や、その前面から入射する外光を反射するとともに後方からのバックライト光を透過させる反射体などが備えられている。 A portable electronic device such as a mobile phone or a portable game machine has a reflective liquid crystal display device capable of suppressing power consumption as a display unit because its battery driving time greatly affects usability. The reflective liquid crystal display device includes, for example, a reflector that totally reflects external light incident from the front surface, and a reflector that reflects external light incident from the front surface and transmits backlight light from the rear. It has been.
これら反射体のうち、特に外光を反射するとともに後方からのバックライト光を透過させる反射体は、半透過反射体などと称される。半透過反射体は、例えば金属薄膜のある領域に開口部を形成して、半透過反射膜としたものが用いられる(例えば、特許文献1)。上記開口部を形成する領域は、液晶表示パネルに設けられた複数の画素の各画素に備えられた赤、緑、青に発色する3つのドットの各ドットに対応するドット領域である。
このような半透過反射膜を液晶表示パネルに設け、この液晶表示パネルの裏面側にバックライトなどの照明装置を設けた従来の半透過反射型液晶表示装置では、照明装置の点灯時(透過モード時)は半透過反射膜の開口部によって照明装置からの光を液晶表示パネルの表面に向けて透過でき、照明装置を点灯しない時(反射モード時)は半透過反射膜において開口部以外の部分(反射領域)で外光を液晶表示パネルの表面に向けて反射させる。これによって、外光と照明装置のいずれの光源でも、液晶表示パネルを明るく照明できるものである。
Among these reflectors, a reflector that reflects external light and transmits backlight light from the rear is referred to as a semi-transmissive reflector. As the semi-transmissive reflector, for example, a semi-transmissive reflective film in which an opening is formed in a certain region of a metal thin film is used (for example, Patent Document 1). The region for forming the opening is a dot region corresponding to each of three dots that are colored in red, green, and blue provided in each pixel of the plurality of pixels provided in the liquid crystal display panel.
In a conventional transflective liquid crystal display device in which such a transflective film is provided on a liquid crystal display panel and an illumination device such as a backlight is provided on the back side of the liquid crystal display panel, the illumination device is turned on (transmission mode). When the lighting device is not turned on (in reflection mode), the portion other than the opening in the transflective film can be transmitted through the opening of the semi-transmissive reflective film. In the (reflection area), external light is reflected toward the surface of the liquid crystal display panel. As a result, the liquid crystal display panel can be brightly illuminated with either the external light source or the light source of the illumination device.
図12は、従来の半透過反射型液晶表示装置に備えられた液晶表示パネルの各画素に備えらえた赤、緑、青に発色する3つのドットの各ドットに対応する半透過反射膜のドット領域113aに形成された開口部132の配置を示す平面図である。ドット領域の開口率(開口部の面積S1/ドット領域の面積S0)は、20〜50%とされている。なお、図12中、符号BMは、半透過反射膜上に形成された格子状のブラックマトリクスであり、このブラックマトリクスBMの内側にドット(図示略)が形成されている。ブラックマトリクスBMの幅WBMは、積層するときの5μm程度のアライメントを考慮して10〜15μm程度とされている。
FIG. 12 shows the dots of the transflective film corresponding to the three dots of red, green, and blue that are provided in each pixel of the liquid crystal display panel provided in the conventional transflective liquid crystal display device. It is a top view which shows arrangement | positioning of the
例えば、1つのドット領域113aの寸法は、長手方向の長さLDが285μm、幅WDが95μmとされており、その場合の、開口部132の寸法は、長手方向の長さLHが143μm、幅WHが50μmとされており、また、長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域113a、113aの隣合う開口部132、132の間隔PHは142μmとされている。
しかしながら上述したような従来の半透過反射型液晶表示装置においては、表示モードがノーマリ・ブラックのときに透過モードにした場合に、例えば図12の点線で囲まれた範囲Aの6つのドット(横3×縦2)を点灯させたとき、上記範囲Aに示される表示の間に横方向に延びる帯状の暗部G(図12中、斜線で示される部分)が見える現象が生じ、表示品質が低下してしまう。また、表示モードがノーマリ・ブラックのときに反射モードとした場合に、例えば図12の点線で囲まれた範囲Cの3つのドット(横3×縦1)を点灯させたときに、さらにこれら3つのドットの下側の3つのドット(図12の点線で囲まれた範囲D)も点灯されていると、範囲Cと範囲Dの間の反射部が、あたかも反射表示領域であるかのように見える現象が生じ、丁度半ピクセル分表示がずれたように視認される現象が生じ、表示品質が低下してしまう。また、表示モードがノーマリ・ホワイトのときにおいても表示の間に帯状の暗部が生じたり、表示が半ドットズレたように表示されてしまう。 However, in the conventional transflective liquid crystal display device as described above, when the transmissive mode is selected when the display mode is normally black, for example, six dots (horizontal) in the range A surrounded by the dotted line in FIG. When 3 × vertical 2) is turned on, a phenomenon occurs in which a band-like dark portion G (a portion indicated by hatching in FIG. 12) extending in the horizontal direction is visible during the display shown in the range A, and the display quality is deteriorated. Resulting in. Further, when the reflection mode is selected when the display mode is normally black, for example, when the three dots (horizontal 3 × vertical 1) in the range C surrounded by the dotted line in FIG. If the three dots below the two dots (range D surrounded by the dotted line in FIG. 12) are also lit, the reflection part between range C and range D is as if it is a reflective display area. A visible phenomenon occurs, and a phenomenon in which the display is seen as if the display is shifted by exactly half a pixel occurs, resulting in a reduction in display quality. In addition, even when the display mode is normally white, a band-like dark portion is generated between the displays, or the display is displayed as if the display is shifted by half a dot.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、表示の間に帯状の暗部が発生することがなく、しかも表示の半ドットズレを防止できる半透過反射型液晶表示装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a transflective liquid crystal display device that does not generate a band-like dark portion during display and can prevent a half-dot shift in display. It is an object.
上記の目的を達成するために、本発明によれば、一対の基板間に液晶を挟んで互いに対向する電極が設けられ、該対向する電極により規定される複数の画素が備えられた液晶表示パネルの内側又は外側に設けられるものであり、表面に微細な凹部又は凸部が多数形成されるとともに前記の各画素に備えられた各ドットに対応するドット領域に前記液晶表示パネルの裏面側から照明する照明装置からの光を透過させる複数の開口部が形成された半透過反射膜であって、
前記複数の開口部は前記ドット領域に並んで形成されるとともに隣合う開口部の間隔は明視の分解能以下とされ、かつ長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域の隣合う開口部の間隔は明視の分解能以下とされたことを特徴とする半透過反射膜が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, a liquid crystal display panel provided with electrodes facing each other with a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates, and comprising a plurality of pixels defined by the facing electrodes. Are provided on the inner side or the outer side, and a large number of fine concave portions or convex portions are formed on the surface, and a dot region corresponding to each dot provided in each pixel is illuminated from the back side of the liquid crystal display panel A transflective film in which a plurality of openings for transmitting light from the lighting device is formed,
The plurality of openings are formed side by side in the dot area, and the interval between adjacent openings is not more than the resolution of clear vision, and adjacent to two adjacent dot areas in the plurality of dot areas arranged in the longitudinal direction. A transflective film is provided in which the interval between the matching openings is less than the resolution of clear vision.
本発明において明視の分解能以下の大きさとは、明視できない大きさ、言い換えれば、視認できない大きさである。
本発明の半透過反射膜においてドット領域の開口率(開口部の面積/ドット領域の面積)は、20〜50%とされていることが好ましい。
本発明の半透過反射膜において前記ドット領域に並んで形成された複数の開口部において隣合う開口部の間隔は40μm以下とされ、かつ長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域の隣合う開口部の間隔は40μm以下とされていることが好ましい。
また、本発明の半透過反射膜において前記ドット領域に並んで形成された複数の開口部において隣合う開口部の間隔と、長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域の隣合う開口部の間隔は、略同じ大きさとされていることが好ましい。
また、前記液晶表示パネルの各画素に赤、緑、青に発色する3つのドットが備えられていてもよい。
In the present invention, the size below the resolution of clear vision is a size that cannot be clearly seen, in other words, a size that cannot be seen.
In the transflective film of the present invention, the aperture ratio of the dot region (the area of the opening / the area of the dot region) is preferably 20 to 50%.
In the transflective film of the present invention, the interval between adjacent openings in a plurality of openings formed side by side in the dot area is 40 μm or less, and two dots adjacent in a plurality of dot areas arranged in the longitudinal direction It is preferable that the space | interval of the adjacent opening part of an area | region is 40 micrometers or less.
Further, in the transflective film of the present invention, the interval between adjacent openings in the plurality of openings formed side by side in the dot area, and the adjacent two dot areas in the plurality of dot areas arranged in the longitudinal direction. It is preferable that the interval between the matching openings is substantially the same.
In addition, each pixel of the liquid crystal display panel may be provided with three dots for coloring red, green, and blue.
また、上記の目的を達成するために、本発明によれば一対の基板間に液晶を挟んで互いに対向する電極が設けられ、該対向する電極により規定される複数の画素が備えられた液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを裏面側から照明する照明装置とが備えられた液晶表示装置において、前記液晶表示パネルの内側又は外側に上記のいずれかの構成の本発明の半透過反射膜が設けられたことを特徴とする半透過反射型液晶表示装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a liquid crystal display provided with electrodes facing each other with a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates and provided with a plurality of pixels defined by the facing electrodes. In a liquid crystal display device comprising a panel and an illuminating device that illuminates the liquid crystal display panel from the back side, the transflective film of the present invention having any one of the above configurations is provided inside or outside the liquid crystal display panel A transflective liquid crystal display device is provided.
本発明の半透過反射型液晶表示装置では、長手方向(縦方向)に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域の隣合う開口部の間隔が明視の分解能以下とされた本発明の半透過反射膜が備えられているので、表示モードがノーマリ・ブラックのときに透過モードにした場合に縦方向(長手方向)と横方向(幅方向)にそれぞれ複数ずつドットを点灯させても、長手方向で隣合う開口部間を視認できないため、表示の間に横方向に延びる帯状の暗部が見える現象が起こらない。また、表示モードがノーマリ・ブラックのときに反射モードとした場合に上下方向に2行分の表示をさせても上下ピクセル間の開口部間隔が明視間隔よりも狭いので、上下2ピクセル間の間が横帯状に反射して、半ドットずれたように視認される現象が起こらない。(開口間隔が明視距離以下であるので)
また、表示モードがノーマリ・ホワイトとした場合においても、表示の間に帯状の暗部が発生することがなく、しかも表示の半ドットズレを防止することができる。
また、本発明の半透過反射膜は、複数の開口部がドット領域に並んで形成されているので、ドット領域において開口部間に非開口部が存在することとなり、ドット領域の開口率を20〜50%の範囲に保ったままで開口部の幅を広げることができ、表示の間に縦方向に延びる暗部が見える現象を回避できる。(なお、実験によって確認したところ,横方向にのびる帯状の暗部よりも,縦方向にのびる帯状の暗部のほうが視認されにくく感覚的にもさほど気にならない事が分かった。)
また、この非開口部(隣合う開口部間)は明視の分解能以下であるので、ドット領域において長手方向で隣合う開口部間に暗部等の不良が見える現象も生じない。
従って、本発明の半透過反射型液晶表示装置によれば、上記の構成の本発明の半透過反射膜が備えらえたことにより、表示の間に帯状の暗部が発生することがなく、しかも表示の半ドットズレも生じることがなく、透過モードと反射モードのいずれにおいても表示品質が優れた半透過反射型液晶表示装置を提供できる。
In the transflective liquid crystal display device of the present invention, the distance between adjacent openings of two adjacent dot regions in a plurality of dot regions arranged in the longitudinal direction (longitudinal direction) is less than or equal to the resolution of clear vision. If the display mode is normally black, even when the dots are lit in the vertical direction (longitudinal direction) and the horizontal direction (width direction), respectively, when the display mode is normally black Since the openings between the adjacent openings in the longitudinal direction cannot be visually recognized, a phenomenon in which a strip-shaped dark portion extending in the lateral direction is visible during display does not occur. In addition, when the display mode is normally black and the reflection mode is set, the opening interval between the upper and lower pixels is narrower than the clear viewing interval even if two lines are displayed in the vertical direction. There is no phenomenon in which the gap is reflected in a horizontal band shape and is visually recognized as being shifted by half a dot. (Because the opening interval is less than the clear viewing distance)
Further, even when the display mode is normally white, no band-like dark portion is generated during display, and a half-dot shift in display can be prevented.
In the transflective film of the present invention, since a plurality of openings are formed side by side in the dot area, there are non-openings between the openings in the dot area. While maintaining the range of ˜50%, the width of the opening can be widened, and a phenomenon in which a dark part extending in the vertical direction can be seen during display can be avoided. (In addition, as a result of experiments, it was found that the strip-shaped dark portion extending in the vertical direction is less visible than the belt-shaped dark portion extending in the horizontal direction, and is not bothered by sensation.)
In addition, since this non-opening portion (between adjacent openings) is less than the resolution for clear vision, a phenomenon such as a dark portion is not visible between the openings adjacent in the longitudinal direction in the dot region.
Therefore, according to the transflective liquid crystal display device of the present invention, since the transflective film of the present invention having the above-described configuration is provided, no band-like dark portion is generated between the displays, and the display Thus, a transflective liquid crystal display device having excellent display quality in both the transmissive mode and the reflective mode can be provided.
以上、詳細に説明したように本発明の半透過反射型液晶表示装置によれば、上記の構成の本発明の半透過反射膜が備えらえたことにより、表示の間に帯状の暗部が発生することがなく、しかも表示の半ドットズレも生じることがなく、透過モードと反射モードのいずれにおいても表示品質が優れた半透過反射型液晶表示装置を実現できる。 As described above in detail, according to the transflective liquid crystal display device of the present invention, since the transflective film of the present invention having the above-described configuration is provided, a band-shaped dark portion is generated between displays. In addition, there is no display half-dot shift, and a transflective liquid crystal display device having excellent display quality in both the transmissive mode and the reflective mode can be realized.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明の半透過反射膜を備えた半透過反射型液晶表示装置の一実施形態を示す概略構成図である。
この半透過反射型液晶表示装置1は、液晶層30を挟持して対向する透明ガラスなどからなる光透過性の第1の基板10と第2の基板20とをこれら2枚の基板10、20(一対の基板)の周縁部に環状に設けられたシール材40で接着一体化した液晶表示パネル9と、照明装置であるバックライト5とから構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a transflective liquid crystal display device provided with a transflective film of the present invention.
The transflective liquid
第1の基板10の液晶層30側には順に、後述の半透過反射膜12に凹部(ディンプル)31を形成するための有機膜11と、液晶表示装置1に入射した光を反射させ、またバックライト5からの光を透過させる半透過反射膜12と、カラー表示を行うためのカラーフィルタ層13と、有機膜11と半透過反射膜12を被覆して保護するとともに有機膜11やカラーフィルタ層13による凹凸を平坦化するためのオーバーコート膜14と、液晶を駆動するための複数の第1の電極15と、液晶層30を構成する液晶分子の配向を制御するための第1の配向膜16とが積層形成されている。
また、第2の基板20の液晶層30側には順に、複数の第2の電極25、オーバーコート膜24、第2の配向膜26が積層形成されている。
On the
A plurality of
第1の電極15と第2の電極25は、いずれも短冊状の平面形状であり、平面視ストライプ状に配列されている。第1の電極15と第2の電極25は、光透過性を有する透明電極材料から構成されている。第1の電極15は図示左右方向に延在している。そして、第1の電極15の延在方向と第2の電極25とは平面視において互いに直交するように配置されている。従って、一つの第1の電極15と一つの第2の電極25とが交差する位置にそれぞれ液晶表示パネル9の1ドットが形成され、それぞれのドットに対応して後述する3色のカラーフィルタのうち1色のカラーフィルタが配置されるようになっている。そして、R(赤)、G(緑)、B(青)に発色する3ドットが、図2に示すように液晶表示パネル9の1画素13cを構成している。また、液晶表示パネル9には、その平面視においては矩形状の表示領域内に多数の画素13cがマトリックス状に配置された構成とされている。
Each of the
カラーフィルタ層13は、赤、緑、青のそれぞれのカラーフィルタ(着色層)13R、13G、13Bが周期的に配列された構成とされており、各カラーフィルタは、それぞれ対応する第2の電極25と第1の電極15の交差する位置の下側に形成され、各画素13c毎にカラーフィルタ13R、13G、13Bの組が配置されている。そして、それぞれのカラーフィルタ13R、13G、13Bと対応する電極を駆動制御することで、画素13cの表示色が制御されるようになっている。そして、各カラーフィルタの間には、隣接するカラーフィルタとの間で光の混色を防ぐために、一般にブラックマトリックス(遮光壁)35が形成されている。こうしたブラックマトリックス35で区画された1つ1つの領域がドット36を構成する。
なお、図2にはカラーフィルタ(着色層)の配列がストライプ配列である場合に示したが、カラーフィルタの配列は図2に示した例に限らず、モザイク配列であってもよい。
The
Although FIG. 2 shows the case where the arrangement of the color filters (colored layers) is a stripe arrangement, the arrangement of the color filters is not limited to the example shown in FIG. 2 and may be a mosaic arrangement.
第1の基板10の液晶層30側と反対側(第1の基板10の外面側)に、第1の偏光板18が設けられており、第2の基板20の液晶層30側と反対側(第2の基板20の外面側)には、位相差板27と、第2の偏光板28がこの順で積層されている。また、第1の偏光板18の外側には、液晶表示装置1において透過表示を行うための照明装置としてのバックライト5が配設されている。
A first
有機膜11は、その上に形成されている半透過反射膜12に凹部31を与えて反射光を効率よく散乱させるために設けられているものである。このように半透過反射膜12に凹部31を形成することにより、液晶表示装置1に入射する外光を効率よく反射することができるため、外光反射による照明時における明るい表示を実現することができる。
The
半透過反射膜12は、例えば、アルミニウムなど高反射率の金属薄膜などで形成されている。半透過反射膜12には、図1乃至図3に示すように液晶表示パネル9の各画素13cに備えられたR、G、Bに発色する3つのドットの各ドット36に対応するドット領域12aに複数(本実施形態では2つ)の開口部32が形成されている。これらの開口部32は、バックライト(照明装置)5から照射された光が金属薄膜などで形成された半透過反射膜12を透過できるようにするためのものである。
なお、図3は、液晶表示パネル9の各画素13cに備えられた3つのドットの各ドット36に対応する半透過反射膜12のドット領域12aに形成された複数の開口部32の配置を示す平面図である。図3中、符号35は、半透過反射膜12上に形成された格子状のブラックマトリックスであり、このブラックマトリックス35の内側にドット(図示略)が形成されている。ブラックマトリックス35の幅WBM1は10μm〜15μm程度である。
各ドット領域12aは、それぞれ対応するカラーフィルタの下側の半透過反射膜12の一部分であり、平面視短冊状領域である。
The
3 shows an arrangement of a plurality of
Each
ドット領域12aに設けられた複数の開口部32はドット領域12aの長手方向(図3において上下方向あるいは縦方向)に並んで形成されているとともに隣合う開口部32、32どうしの間隔PH1は明視の分解能以下とされ、好ましくは40μm以下とされ、より好ましくは10μm以上40μm以下、さらに好ましくは10μm以上25μm以下である。
隣合う開口部32、32どうしの間隔PH1が明視できる大きさであると透過表示時に非開口部が横方向にのびる帯状の暗部として視認される。通常はこの間隔は目の特性である2点間の分解角度によって決まると考えられているが,コントラストの高い表示では、分解角度以下であっても十分視認されることを本願発明者は確認した。
上記間隔PH1が40μmを超えると、透過表示時には非開口部が横方向にのびる帯状の暗部として視認され表示品位を著しく低下させてしまうことを確認しており,25μm以下であれば,被験者の90%以上が視認上きにならないことを確認している。また最小間隔は加工限界の制約をうけるが、10μmであれば被験者の100%が視認上まったく気にならないという官能試験結果を得ている。
The plurality of
Non-opening portion at the transmissive display and the interval P H1 of and how the
When the distance P H1 exceeds 40 μm, it has been confirmed that the non-opening portion is visually recognized as a strip-shaped dark portion extending in the horizontal direction during transmissive display, and the display quality is significantly reduced. It has been confirmed that 90% or more does not become visible. In addition, the minimum interval is subject to a processing limit, but if it is 10 μm, 100% of the test subjects have obtained sensory test results that they do not care at all visually.
また、長手方向(図3において上下方向あるいは縦方向)に並んだ複数のドット領域12a・・・において隣接する2つのドット領域12a、12aの隣合う開口部32、32どうしの間隔PH2は明視の分解能以下とされ、好ましくは40μm以下とされ、より好ましくは10μm以上40μm以下、さらに好ましくは10μm以上25μm以下である。ここで開口部32、32どうしの間隔PH2を上記範囲にした理由は上記間隔PH1を先に述べた範囲にした理由と同様である。
In addition, in a plurality of
上記間隔PH2が明視できる大きさであると、例えば、表示モードがノーマリ・ブラックのときに透過モードにした場合に縦方向(長手方向)と横方向(幅方向)にそれぞれ複数ずつドットを点灯させると、長手方向で隣合う開口部間を視認でき、表示の間に横方向に延びる帯状の暗部が見える現象が生じたり、反射モードとした場合に横方向に複数のドット(上側の複数のドット)を点灯させたときに、さらにこれらドットの下側の複数のドットが点灯されていると、上側の表示が下側に半ドットずれたように見える現象が生じてしまう。
ブラックマトリックス35の幅WBM1の下限値は加工上の制約から10μm程度であるので、上記間隔PH2の下限値は10μm程度とされる。
If it is large enough to the interval P H2 can clear vision, for example, a vertical direction (longitudinal direction) and the transverse direction by a plurality respectively (width direction) dots when the display mode is the transmission mode when the normally black When lit, the gap between adjacent openings in the longitudinal direction can be visually recognized, and a phenomenon that a band-like dark portion extending in the lateral direction can be seen during display or a plurality of dots in the lateral direction (the upper multiple If a plurality of dots on the lower side of these dots are further lit when the dots are turned on, a phenomenon occurs in which the upper display appears to be shifted by half a dot on the lower side.
Since the lower limit value of the width W BM1 of the
また、ドット領域12aの長手方向に並んで形成された複数の開口部において隣合う開口部32、32の間隔PH1と、長手方向に並んだ複数のドット領域12a・・・において隣接する2つのドット領域12a、12aの隣合う開口部32、32の間隔PH2は、略同じ大きさとされていることが透過モードまた反射モード時に生じる帯状部が画面全体で均一であるので、視認上も均一に視認されるという理由で好ましい。
ドット領域12aの開口率(複数の開口部32を合わせた面積S1/ドット領域12aの面積S0)は、20〜50%の範囲が好ましい。開口率が20%未満であると、 半透過モードの透過モードとして使用したときに十分な透過明るさが得られず、また隣接する開口部の横方向の間隔が大きくなり,縦方向の帯状部が視認されやすくなる。開口部をいくつかに分割して縦方向の帯状部の視認を改善することもできるが、開口部の寸法加工精度が開口率の精度を劣化させるため開口部の最小寸法としては15μm以上が好ましい。そのような状態を実現するには、縦方向に3分割、横方向に2分割以内であることが望ましい。このような開口を実現するには開口率が20%以上であることが好ましい。 50%を超えると、半透過モードの反射モードとして使用したときに十分な反射明るさが得られない、また開口部の幅が大きくなるため反射モードで使用時に開口部が縦方向の帯状暗部として視認されやすくなるからである。
Further, the
The aperture ratio of the
ドット領域12a、開口部32、ブラックマトリックス35等の寸法の具体例を示す。
1つのドット領域12aの寸法は、図4に示すように長手方向の長さLD1が285μm、幅WD1が95μmとされており、その場合の、各開口部32の寸法は、長手方向の長さLH1が123μm、幅WH1が36.2μmとされており、また、一つのドット領域12aにおいて長手方向に並んで形成された2つ開口部32、32の間隔PH1(隣合う開口部32、32の間隔PH1)が14μm、また、長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域12a、12aの隣合う開口部32、32の間隔PH2は25μmとされている。ブラックマトリックス35の幅WBM1は、積層するときの5μm程度のアライメントを考慮して15μmとされている。ドット領域12aの開口率(開口部32、32を合わせた面積S1/ドット領域12aの面積S0)は、33%とされている。
Specific examples of dimensions of the
As shown in FIG. 4, the size of one
図5は有機膜11とその上に形成された半透過反射膜12の一部分を示す拡大斜視図である。この図に示すように、有機膜11の表面には、その内面が球面の一部をなす多数の凹部11aが左右に重なり合うようにして連続して形成されており、その面上に半透過反射膜12が積層されている。こうした有機膜11の表面に形成された凹部11aによって、半透過反射膜12に凹部31が形成される。また、半透過反射膜12の各ドット領域には矩形の開口部32が複数形成されている。これらの開口部32は、例えば、エッチングによって形成することができる。このような構成によって、半透過反射膜12はバックライト5からの照明光Bを開口部32で透過させるとともに、開口部32の周囲の凹部31が多数形成された反射領域33で外光Nを効率よく反射させることができる。
FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a part of the
図6は、図1に示す半透過反射膜を上面側から見た時の1ドット領域の部分拡大図である。半透過反射膜12に形成された複数の開口部32は、1つのドット領域12aの表面積に対して開口率が20〜50%に設定されればよい。凹部31は、開口部32の開口辺32aとドット領域12のエッジ12bとの間隔t2の間に2つ以上並べて形成することが可能な程度の直径に設定される。
FIG. 6 is a partially enlarged view of a one-dot region when the transflective film shown in FIG. 1 is viewed from the upper surface side. The plurality of
図6中の符号Q2で示すように、半透過反射膜12は、凹部31が例えば縦横2個以上など一定個数を1単位として目的の反射性能が得られるため、凹部31の直径D1を、開口辺32aとドット領域12aのエッジ12bとの間隔t2に1個またはそれ以下しか形成できないような大きさに設定しても、この部分の凹部31は反射に寄与する割合が少なくなり、反射率の低下をもたらしてしまう。
したがって、凹部31の直径D1を、開口部32の開口辺32aとドット領域12aのエッジ12bとの間隔t2の間に2つ以上並べて形成することが可能な程度にまで微細化することによって、開口部32の開口辺32aとドット領域12aのエッジ12bとで挟まれた領域も、反射率を最大限高めることが可能になる。半透過反射膜12の反射率を最大限高めることができる。
As indicated at Q 2 in FIG. 6, the semi-transmissive
Accordingly, the diameter D 1 of the
図7は、半透過反射膜に形成された凹部を模式的に示す斜視図である。
凹部(ディンプル)31は、例えば深さを0.1μm〜3μmの範囲でランダムに形成し、凹部31内面の傾斜角を−30度〜+30度の範囲に設定することが望ましい。特に、凹部31の内面の傾斜角分布を−30度〜+30度の範囲に設定する点、および隣接する凹部31のピッチを平面全方向に対してランダムに配置する点が特に重要である。なぜならば、仮に隣接する凹部31のピッチに規則性があると、光の干渉色が出て反射光が色付いてしまうという不具合があるからである。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing a recess formed in the transflective film.
The recesses (dimples) 31 are desirably formed at random in a depth range of 0.1 μm to 3 μm, for example, and an inclination angle of the inner surface of the
また、凹部31の内面の傾斜角分布が−30度〜30度の範囲を超えると、反射光の拡散角が広がりすぎて反射強度が低下し、明るい表示が得られない(反射光の拡散角が空気中で36度以上になり、液晶表示装置内部の反射強度ピークが低下し、全反射ロスが大きくなるからである。)からである。さらに、凹部31の深さが3μmを超えると、後工程で凹部31を平坦化する場合に凸部の頂上が平坦化膜(オーバーコート膜14)で埋めきれず、所望の平坦性が得られなくなり、表示ムラの原因となる。
On the other hand, if the inclination angle distribution on the inner surface of the
図8に示すように、半透過反射膜12に形成される凹部31の特定縦断面Xにおける内面形状は、凹部31の一の周辺部S1から最深点Dに至る第1曲線A1と、この第1曲線A1に連続して凹部31の最深点D0から他の周辺部S2に至る第2曲線B1とからなる曲線形状である。これらの曲線A1,B1は、凹部31の最深点D0において、ともに平坦面Sに対する傾斜角がゼロとなり、互いに接続されている。
As shown in FIG. 8, the inner surface shape in the specific longitudinal section X of the
第1曲線A1の平坦面Sに対する傾斜角は、第2曲線B1の傾斜角よりも急であって、最深点D0は、凹部31の中心Oからx方向にずれた位置にある。すなわち、第1曲線A1の平坦面Sに対する傾斜角の絶対値の平均値は、第2曲線B1の平坦面Sに対する傾斜角の絶対値の平均値より大きくなっている。本実施形態においても、複数形成された各々の凹部31を構成する第1曲線A1の傾斜角の絶対値の平均値は、1〜89°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。また、各々の凹部31の第2曲線B1の傾斜角の絶対値の平均値も、0.5〜88°の範囲で互いに不規則にばらついていることが好ましい。
The inclination angle with respect to the flat surface S of the first curve A1, a steep than the inclination angle of the second curve B1, the deepest point D 0 is located at a position deviated from the center O of the
上記両曲線A1,B1の傾斜角は、凹部31の周辺部から最深点D0に至るまでなだらかに変化しているので、図8に示す第1曲線A1の最大傾斜角δaは(絶対値)は、第2曲線B1の最大傾斜角δbよりも大きくなっている。また、第1曲線A1と、第2曲線B1とが接する最深点D0の平坦面Sに対する傾斜角はゼロとなっており、この最深点D0において傾斜角の正負が異なる両曲線A1,B1がなだらかに連続している。
The inclination angle of the two curves A1, B1, since changes gently from the periphery of the
例えば、各々の凹部31の最大傾斜角δaは、2〜90°の範囲内で不規則にばらついている。しかし、多くの凹部31は最大傾斜角δaが4〜35°の範囲内で不規則にばらついている。また、図7,8に示す凹部31は、その凹面が単一の極小点(傾斜角がゼロとなる曲面上の点)D0を有している。そしてこの極小点D0と平坦面Sとの距離が凹部31の深さdを形成し、この深さdは、多数形成された凹部31についてそれぞれ1〜3μmの範囲内で不規則にばらついている。
For example, the maximum inclination angle δa of each
半透過反射膜12に形成された複数の凹部31の第1曲線Aは、単一の方向に配向されていることが好ましい。このような構成とすることで、半透過反射膜12で反射された反射光の方向を、正反射の方向から特定の方向へずらすこともできる。その結果、特定縦断面の総合的な反射特性としては、第2曲線B1周辺の面によって反射される方向の反射率が増加したものとなり、特定の方向に反射光を集中させた反射特性とすることもできる。図9に、上記凹部31の第1曲線A1を単一の方向に配向させた半透過反射膜に入射角30°で外光を照射し、受光角を平坦面Sに対する正反射の方向である30°を中心として半透過反射膜の垂線位置(0°)から60°まで振った時の受光角(θ°)と明るさ(反射率)との関係を示す。
The first curves A of the plurality of
図9から明らかなように、各凹部31の第1曲線A1が単一方向に配向された半透過反射膜では、反射特性が20°〜50°と広い範囲で高く、しかも平坦面Sに対する正反射の角度である30°より小さい受光角における反射率の積分値が、正反射の角度より大きい受光角における反射率の積分値より大きくなっている。すなわち、受光角20°付近においてより大きな反射強度を得ることができる。
As is clear from FIG. 9, the transflective film in which the first curve A1 of each
以上のような構成により半透過反射型液晶表示装置1は、例えば日中の屋外などでは、外光Nが液晶表示パネル9に入射すると、金属薄膜などで形成された半透過反射膜12の開口部32以外の反射領域で反射され、液晶表示パネル9を明るく照らし出す。一方、夜間や暗い室内など外光が不足している環境下では、バックライト5を点灯させると、バックライト5から照射された照明光Lが半透過反射膜12の開口部32を透過して液晶表示パネル9を明るく照らし出す。このように、液晶表示装置1は、光源として外光およびバックライト5のいずれを用いても、半透過反射膜12の作用によって液晶表示パネル9を高輝度で明るく照らし出すことができる。
With the above-described configuration, the transflective liquid
本実施形態の半透過反射型液晶表示装置1は、長手方向(縦方向)に並んだ2つのドット領域12a、12aの隣合う開口部32、32の間隔PH2が明視の分解能以下とされた半透過反射膜12が備えられているので、表示モードがノーマリ・ブラックのときに透過モードにした場合に縦方向(長手方向)と横方向(幅方向)にそれぞれ複数ずつドット36を点灯させても、長手方向で隣合う開口部間を視認できないため、表示の間に横方向に延びる帯状の暗部が見える現象が起こらない。また、表示モードがノーマリ・ブラックのときに反射モードとした場合に横方向に複数のドット(上側の複数のドット)を点灯させたときに、さらにこれらドットの下側の複数のドットが点灯されていても、上下方向に2行分の表示をさせても上下ピクセル間の開口部間隔が明視間隔よりも狭いので、上下2ピクセル間の間が横帯状に反射して、半ドットずれたように視認される現象が起こらない(開口間隔が明視距離以下であるので)。また、表示モードがノーマリ・ホワイトとした場合においても、表示の間に帯状の暗部が発生することがなく、しかも表示の半ドットズレを防止することができる。
従って、本実施形態の半透過反射型液晶表示装置1によれば、上記の構成の半透過反射膜12が備えらえたことにより、表示の間に帯状の暗部が発生することがなく、しかも表示の半ドットズレも生じることがなく、透過モードと反射モードのいずれにおいても表示品質が優れた半透過反射型液晶表示装置を実現できる。
Transflective liquid
Therefore, according to the transflective liquid
なお、上記の実施形態においては、有機膜11と半透過反射膜12を液晶表示パネル9の第1の基板10の内側(液晶層側)に設けた場合について説明したが、液晶表示パネル9の第1の基板10の外側に半透過反射膜12と有機膜11を設けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、半透過反射膜12の各ドット領域12aに開口部32を2つずつ設けた場合について説明したが、図10に示すように半透過反射膜12の各ドット領域12aに開口部32を3つずつ設けても良く、この場合のドット領域12a、開口部32、ブラックマトリックス35等の寸法の具体例としては、1つのドット領域12aの長手方向の長さLD1が285μm、幅WD1が95μmとされており、各開口部32の寸法は、長手方向の長さLH1が70μm、幅WH1が42.6μmとされており、また、一つのドット領域12aにおいて長手方向に並んで形成された3つ開口部32、32の隣合う開口部32、32どうしの間隔PH1が25μm、また、長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域12a、12aの隣合う開口部32、32の間隔PH2は25μmとされている。ブラックマトリックス35の幅WBM1は、積層するときの5μm程度のアライメントを考慮して15μmとされている。ドット領域12aの開口率(3つの開口部を合わせた面積S1/ドット領域12aの面積S0)は、33%とされている。
In the above embodiment, the case where the
In the embodiment described above, the case where two
また、上述した実施形態では半透過反射膜12に複数の凹部31を形成しているが、これ以外にも、例えば図11に示すように、半透過反射膜71の表面に微細な凸部72を多数形成したものにも、全く同様に適用可能である。
また、上述した実施形態では半透過反射膜をパッシブマトリックス型液晶表示装置に設けた場合について説明したが、本発明に係わる半透過反射膜は、TFT素子やTFD等をスイッチング素子に用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置に設けることも可能で、この場合においても本発明の効果が得られる。
In the above-described embodiment, the plurality of
In the above-described embodiment, the case where the transflective film is provided in the passive matrix liquid crystal display device has been described. However, the transflective film according to the present invention is an active matrix using TFT elements, TFDs, or the like as switching elements. The liquid crystal display device can be provided, and even in this case, the effect of the present invention can be obtained.
1・・・半透過反射型液晶表示装置、5・・・バックライト(照明装置)、9・・・液晶表示パネル、10・・・第1の基板、12,71・・・半透過反射膜、12a・・・ドット領域、13・・・カラーフィルタ層、13R,13G,13B・・・カラーフィルタ、15・・・第1の電極、20・・・第2の基板、25・・・第2の電極、30・・・液晶層、31・・・凹部(ディンプル)、32・・・開口部、35・・・ブラックマトリックス(遮光壁)、36・・・ドット、72・・・凸部、PH1・・・間隔、PH2・・・間隔。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の開口部は前記ドット領域に並んで形成されるとともに隣合う開口部の間隔は明視の分解能以下とされ、かつ長手方向に並んだ複数のドット領域において隣接する2つのドット領域の隣合う開口部の間隔は明視の分解能以下とされたことを特徴とする半透過反射膜。 Electrodes facing each other with a liquid crystal sandwiched between a pair of substrates are provided inside or outside a liquid crystal display panel provided with a plurality of pixels defined by the facing electrodes. A plurality of concave portions or convex portions are formed, and a plurality of openings for transmitting light from the illumination device that illuminates from the back side of the liquid crystal display panel are formed in the dot region corresponding to each dot provided in each pixel. A transflective film formed,
The plurality of openings are formed side by side in the dot area, and the interval between adjacent openings is not more than the resolution of clear vision, and adjacent to two adjacent dot areas in the plurality of dot areas arranged in the longitudinal direction. A transflective film characterized in that the interval between the matching openings is less than the resolution of clear vision.
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