JP2005157070A - Liquid crystal display - Google Patents

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JP2005157070A JP2003397314A JP2003397314A JP2005157070A JP 2005157070 A JP2005157070 A JP 2005157070A JP 2003397314 A JP2003397314 A JP 2003397314A JP 2003397314 A JP2003397314 A JP 2003397314A JP 2005157070 A JP2005157070 A JP 2005157070A
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Tomohiro Okawa
智啓 大川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display which can suppress reduction in brightness at reflection mode. <P>SOLUTION: The liquid crystal display is provided in a pixel region, with a reflection region 22 for reflecting external light and a transmission region 21 for transmitting the light of a backlight. A lower dielectric layer 26, consisting of any one among an oxide, a nitride, a sulfide and a carbide which contain at least one of Si and Ti is disposed commonly in the reflection region 22 and the transmission region 21 on a transparent substrate 11. A reflection film 25, comprising Al or Ag or the like, is disposed in the reflection region 22 on the lower dielectric layer 26. An upper dielectric layer 27 is disposed on the reflection film 25 of the reflection region 22 and on the lower dielectric layer 26 of the transmission region 22. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、外部の光(外光)を反射して表示を行う反射モードと、バックライトの光を透過して表示を行う液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a reflection mode for performing display by reflecting external light (external light) and a liquid crystal display device for performing display by transmitting light from a backlight.

近年、液晶表示装置はテレビやパーソナルコンピューター等に使用される大型なものから、携帯情報端末に使用される中小型のものまで幅広い用途に用いられている。これらの液晶表示装置は、それぞれの用途により使い分けられ、屋内で使用されるテレビ等には主に透過型液晶表示装置が用いられており、屋外で使用される携帯情報端末においては外光の反射手段を具備した反射型液晶表装置が用いられている。   In recent years, liquid crystal display devices have been used in a wide range of applications, from large-sized devices used for televisions and personal computers to medium-sized devices used for portable information terminals. These liquid crystal display devices are selectively used according to their respective uses, and transmissive liquid crystal display devices are mainly used for televisions and the like used indoors. Reflection of external light is required for portable information terminals used outdoors. A reflection type liquid crystal surface device provided with means is used.

また、反射型と透過型の領域機能を持ち合わせた反射半透過型液晶表示装置は、太陽光、蛍光灯等の外部(外界)からの光を利用する反射型として用い、また、液晶表示パネルの表示面の反対側に配置したバックライトの光を利用する透過型とが併用されていた。このような双方の機能を有する液晶表示装置は、液晶表示パネルの裏面側(表示面と反対側の面)にバックライトを配置するとともに、この裏面側である他方の透明基板に半透過膜を形成していた。(特許文献1:特開昭61−260202号公報)。   In addition, a reflective transflective liquid crystal display device having both reflective and transmissive area functions is used as a reflective type that utilizes light from the outside (external environment) such as sunlight and fluorescent lamps, and is also used for liquid crystal display panels. A transmissive type using light from a backlight disposed on the opposite side of the display surface has been used in combination. In such a liquid crystal display device having both functions, a backlight is disposed on the back surface side (surface opposite to the display surface) of the liquid crystal display panel, and a translucent film is provided on the other transparent substrate on the back surface side. Was forming. (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 61-260202).

図7は、反射半透過型液晶表示装置の一般的な構造を示す概略断面図である。基本的には、液晶表示パネルLPとバックライトBLとから構成されている。液晶表示パネルLPは、表示面側の一方の透明基板である例えばガラス基板3と、裏面側の他方の透明基板である例えばガラス基板11と、その間に配置された液晶層8とから構成されている。尚、ガラス基板3及びガラス基板11の各内面側には多数の透明電極4が平行に配列されている。   FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a general structure of a reflective transflective liquid crystal display device. Basically, it is composed of a liquid crystal display panel LP and a backlight BL. The liquid crystal display panel LP includes, for example, a glass substrate 3 that is one transparent substrate on the display surface side, for example, a glass substrate 11 that is the other transparent substrate on the back surface side, and a liquid crystal layer 8 disposed therebetween. Yes. A large number of transparent electrodes 4 are arranged in parallel on the inner surface sides of the glass substrate 3 and the glass substrate 11.

尚、ガラス基板3の透明電極4は、例えば一方方向、図7では左右方向に延びるように形成されており、ガラス基板11の透明電極4は、例えば他方方向、図7では紙面奥行き方向に延びるように形成されている。即ち、ガラス基板3とガラス基板11とを対向させて、その間に液晶層8を介在させるように配置して、シール部材6で両基板3、11を貼り合わせることにより、両基板3、11の透明電極4が交差する領域が画素領域となる。尚、このような透明電極4上には、配向膜5を形成されている。   The transparent electrode 4 of the glass substrate 3 is formed so as to extend in one direction, for example, in the left-right direction in FIG. 7, and the transparent electrode 4 of the glass substrate 11 extends in the other direction, for example, in the depth direction in FIG. It is formed as follows. That is, the glass substrate 3 and the glass substrate 11 are opposed to each other, the liquid crystal layer 8 is disposed therebetween, and the substrates 3 and 11 are bonded together by the sealing member 6. A region where the transparent electrodes 4 intersect is a pixel region. An alignment film 5 is formed on the transparent electrode 4.

両部材の間には、ネマチック型液晶分子を有する液晶層8が配置され、この液晶分子が両ガラス基板311間で、電圧の非印加状態で180°〜270°ツイスト配列されている。 A liquid crystal layer 8 having nematic liquid crystal molecules is disposed between the two members, and the liquid crystal molecules are twisted between 180 ° and 270 ° between the glass substrates 311 when no voltage is applied.

また、液晶表示パネルLPのガラス基板3の外面側には偏光板1、位相差板2が順次被着されている。また、ガラス基板11の外面側には、偏光板13、位相差板12が順次被着されている。   A polarizing plate 1 and a retardation plate 2 are sequentially attached to the outer surface side of the glass substrate 3 of the liquid crystal display panel LP. A polarizing plate 13 and a retardation plate 12 are sequentially attached to the outer surface side of the glass substrate 11.

バックライトBLは、導光板15と光源14とから構成され、他方のガラス基板11の外方側に配置されている。このとき、液晶表示パネルLPの複数の画素領域で構成される表示領域に導光板14の光放出面とが対向するように配置される。   The backlight BL includes a light guide plate 15 and a light source 14 and is disposed on the outer side of the other glass substrate 11. At this time, the light emitting surface of the light guide plate 14 is disposed so as to face a display region constituted by a plurality of pixel regions of the liquid crystal display panel LP.

ここで、ガラス基板11と透明電極4との間には、反射及び透過機能を有する反射半透過層10、必要に応じてカラーフィルタ9及びオーバーコート7が介在されている。   Here, between the glass substrate 11 and the transparent electrode 4, a reflective transflective layer 10 having a reflection and transmission function, and a color filter 9 and an overcoat 7 as necessary are interposed.

尚、オーバーコート7は、カラーフィルタ9の表面の凹凸を防止するものであり、カラーフィルタ9を形成しない液晶表示装置においては、カラーフィルタ9及びオーバーコート7が省略される。   The overcoat 7 prevents unevenness on the surface of the color filter 9, and the color filter 9 and the overcoat 7 are omitted in a liquid crystal display device in which the color filter 9 is not formed.

以上のように液晶表示装置は、暗い場所から明るい場所まで幅広い環境で使用できるように設計されている。即ち、反射モードと透過モードとを併用するために形成された反射半透過膜10は、透明誘電体層を多層積層して構成していた。そして、各層の屈折率や膜厚みの制御によって、外光を反射半透過膜10の表面または各層の界面で反射させるとともに、反射半透過膜10を通過させるものである。反射半透過膜の設計によって反射効率と透過効率(合算して100%)とを制御していた。
特開昭61−260202号公報
As described above, the liquid crystal display device is designed to be used in a wide range of environments from a dark place to a bright place. That is, the reflective transflective film 10 formed to use both the reflective mode and the transmissive mode is configured by laminating transparent dielectric layers. Then, by controlling the refractive index and film thickness of each layer, external light is reflected at the surface of the reflective semi-transmissive film 10 or at the interface between the layers, and is allowed to pass through the reflective semi-transmissive film 10. The reflection efficiency and the transmission efficiency (100% in total) were controlled by the design of the reflective semi-transmissive film.
Japanese Patent Laid-Open No. 61-260202

しかしながら、上述の反射半透過膜10では、反射モード時及び透過モード時でそれぞれ光学的なロスが発生するため、例えば、1つの画素領域に反射領域と透過領域とを完全に分け、たとえば、反射領域に、金属膜からなる反射膜を形成していた。尚、画素領域の透過領域は、金属膜からなる反射膜を一部がエッチング法等により開口パターニングを形成した構成が提案されている例えば、特許第2878231号公報。   However, in the reflective transflective film 10 described above, an optical loss occurs in each of the reflective mode and the transmissive mode. For example, the reflective region and the transmissive region are completely divided into one pixel region. A reflective film made of a metal film was formed in the region. For example, Japanese Patent No. 2878231 proposes a configuration in which a part of a reflective film made of a metal film is formed by patterning an opening by a method such as an etching method.

即ち、反射モードにおいては、表示面側から入射された外光が、画素領域の反射膜が形成された反射領域に反射して、再度表示面側から出射されていた。また、透過モードでは、バックライトBLの光を画素領域に形成した開口部分を介して表示面側に出射されていた。これにより、画素領域内の一部を反射領域に、残り部分を透過領域に分割することにより、透過時の光利用効率を増加させるものであった。   That is, in the reflection mode, the external light incident from the display surface side is reflected by the reflection region where the reflective film of the pixel region is formed and is emitted again from the display surface side. In the transmissive mode, the light of the backlight BL is emitted to the display surface side through the opening formed in the pixel region. Thus, a part of the pixel area is divided into a reflection area and the remaining part is divided into a transmission area, thereby increasing the light use efficiency during transmission.

しかしながら、現在では、液晶表示装置において高い色再現性が求められており、例えば、カラー表示の液晶表示装置においてはフィルタの色純度の向上とともに、透過率が減少してしまい、反射モード時及び透過モード時の明るさ、特に、反射モードでの明るさが不十分となってきている。この透過モード、反射モードでの表示の明るさは、カラー表示の液晶表示装置に限らず、一般的に液晶表示装置においても同様の課題を有している。   However, at present, high color reproducibility is demanded in liquid crystal display devices. For example, in a liquid crystal display device for color display, the transmittance decreases with the improvement of the color purity of the filter. The brightness in the mode, particularly the brightness in the reflection mode, has become insufficient. The brightness of display in the transmissive mode and the reflective mode is not limited to the color display liquid crystal display device, and generally has the same problem in the liquid crystal display device.

本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されてものであり、その目的は、反射モード時の明るさの低下を抑えることができる液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been devised in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of suppressing a decrease in brightness in the reflection mode.

本発明の液晶表示装置は、一方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る一方の透明基板と、他方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る他方の透明基板とを、前記一方の透明基板上の透明電極と前記他方の透明基板上の透明電極とが互いに交差して画素領域を形成するようにして液晶を介在させて貼り合わせて成る液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの他方の部材の外側に配置したバックライトと、を有するとともに、
前記画素領域に外部の光を反射する反射領域と、前記バックライトの光を透過させる透過領域とを具備して成る液晶表示装置において、
前記他方の透明基板上に、反射領域及び透過領域にSiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれからなる下部誘電体層を共通的に配置し、該下部誘電体層上で前記反射領域にAlまたはAgのうち少なくとも1種類を含む純金属あるいは金属間化合物、または酸化物、窒化物、硫化物、炭化物の反射膜を配置するとともに、前記反射領域の反射膜及び前記透過領域の前記下部誘電体層上に、SiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれからなる上部誘電体層を配置したことを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention includes a transparent electrode extending in one direction and one transparent substrate formed by depositing an alignment film, and a transparent electrode extending in the other direction and the other transparent substrate formed by depositing an alignment film. A liquid crystal display panel in which the transparent electrode on the one transparent substrate and the transparent electrode on the other transparent substrate intersect with each other so as to form a pixel region and interpose liquid crystal, and
A backlight disposed outside the other member of the liquid crystal display panel, and
In the liquid crystal display device comprising a reflective region that reflects external light on the pixel region and a transmissive region that transmits the light of the backlight.
On the other transparent substrate, a lower dielectric layer made of any one of oxide, nitride, sulfide, and carbide containing at least one of Si or Ti in a reflective region and a transmissive region is disposed in common, A reflective film of a pure metal or an intermetallic compound containing at least one of Al and Ag, or an oxide, nitride, sulfide, and carbide is disposed in the reflective region on the lower dielectric layer. An upper dielectric layer made of oxide, nitride, sulfide or carbide containing at least one of Si and Ti is disposed on the reflective film and the lower dielectric layer in the transmissive region. To do.

即ち、反射領域においては、他方の透明基板上に下部誘電体層、反射膜、上部誘電体層が積層されて構成されており、透過領域においては、他方の透明基板上に下部誘電体層、上部誘電体層が積層されている。尚、この下部誘電体層とは、透過領域及び反射領域に共通的に形成され、反射領域における反射膜の下地となる誘電体層である。また、上部誘電体層とは、透過領域における積層構造の誘電体層の上方に位置するとともに、反射領域における反射膜上に形成される誘電体層であり、同一の工程で形成されることになる。また、それぞれの下部誘電体層、上部誘電体層は必要に応じて多層構造としてもよい。   That is, in the reflective region, the lower dielectric layer, the reflective film, and the upper dielectric layer are laminated on the other transparent substrate, and in the transmissive region, the lower dielectric layer, An upper dielectric layer is laminated. The lower dielectric layer is a dielectric layer that is formed in common in the transmissive region and the reflective region, and serves as the base of the reflective film in the reflective region. The upper dielectric layer is a dielectric layer that is located above the dielectric layer of the laminated structure in the transmissive region and is formed on the reflective film in the reflective region, and is formed in the same process. Become. Each lower dielectric layer and upper dielectric layer may have a multilayer structure as necessary.

本発明の液晶表示装置は、2つの透明電極が交差して形成される画素領域に、外光を反射する反射領域と、バックライトからの光を透過する透過領域とがそれぞれ別々に設けられている。即ち、反射領域においては、AlまたはAgのうち少なくとも1種類を含む純金属あるいは金属間化合物、または酸化物、窒化物、硫化物、炭化物からなる反射膜を、その上下からSi、またはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物からなる誘電体層で挟持されている。また、バックライトからの光を透過する透過領域では、Si、またはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物からなる誘電体層が積層構造に配置されているので、その結果、反射モード及び透過モードにおける明るさを改善することができる。   In the liquid crystal display device of the present invention, a reflective region that reflects external light and a transmissive region that transmits light from a backlight are separately provided in a pixel region formed by intersecting two transparent electrodes. Yes. That is, in the reflective region, a reflective film made of pure metal or an intermetallic compound containing at least one of Al and Ag, or an oxide, nitride, sulfide, and carbide is formed from above and below Si or Ti. It is sandwiched between dielectric layers made of oxide, nitride, sulfide or carbide containing at least one kind. In the transmission region that transmits light from the backlight, a dielectric layer made of oxide, nitride, sulfide, or carbide containing at least one of Si or Ti is arranged in a laminated structure. As a result, the brightness in the reflection mode and the transmission mode can be improved.

ここで、表示面側から入射された光、外光に対する反射領域、透過領域での作用を説明すると、外光は反射領域においては、反射膜上に上部誘電体層が配置されているため、反射領域の増反射作用により、反射効率が向上した状態で反射されることになる。これは反射膜単独で構成した場合には、例えば外光が反射膜に照射されると、その一部が反射膜自体に吸収されるものの、反射膜の表面に誘電体層を形成することにより、反射膜自身に発生する吸収を小さく抑えることができる。その結果、反射膜の表面に誘電体膜を形成することにより、反射膜単独で用いる場合に比較して外光の反射効率が向上する。   Here, the action of the light incident from the display surface side, the reflection region for external light, and the transmission region will be described. In the reflection region of external light, the upper dielectric layer is disposed on the reflective film. Due to the increased reflection effect of the reflection region, the reflection efficiency is improved and the light is reflected. This is because when a reflection film is formed alone, for example, when external light is irradiated to the reflection film, a part of the reflection film is absorbed by the reflection film itself, but a dielectric layer is formed on the surface of the reflection film. The absorption generated in the reflective film itself can be kept small. As a result, by forming a dielectric film on the surface of the reflective film, the reflection efficiency of external light is improved as compared with the case where the reflective film is used alone.

また、透過領域においては、誘電体層が積層構造で構成されているため、誘電体層の材料、屈折率、膜厚によって、外光(表示面側から入射される光)を、誘電体層の表面や各誘電体層との界面などでも反射させることができ、その結果、この透過領域に到達した外光の一部を反射させて用いることができる。即ち、反射領域での増反射効果された反射光と、透過領域での反射した反射光とを、反射モードで利用することができため、この反射モードの明るさを改善することができる。   In the transmissive region, since the dielectric layer has a laminated structure, external light (light incident from the display surface side) is diverted depending on the material, refractive index, and film thickness of the dielectric layer. As a result, a part of the external light reaching the transmission region can be reflected and used. That is, since the reflected light that has been subjected to the enhanced reflection effect in the reflection region and the reflected light reflected in the transmission region can be used in the reflection mode, the brightness of the reflection mode can be improved.

次に、表示面とは反対側の裏面側に配置したバックライトから入射された光に対する反射領域、透過領域での作用を説明すると、透過領域においては、誘電体層が積層構造で構成されているため、誘電体層の材料、屈折率、膜厚によって、バックライトから入射された光を、この複数の積層した誘電体層を介して液晶表示面側に通過する。また、反射領域においては、反射膜と反射膜の下部に配置され下部誘電体とによる増反射作用が発生し、バックライトからの光を、再度バックライト側に有効に反射させることになる。尚、導光板には、光源の光を液晶表示パネル側に導くために、反射手段(裏面に傾斜した反射層や反射用の溝加工など)を有しており、このバックライトの反射手段で、再度液晶表示パネル側に反射されることになる。即ち、画素領域透過領域を通過しなかったバックライトの光は、液晶表示パネルの他方の透明基板とバックライトとの間に閉じ込められるようになり、実質的にバックライト側の光が増幅されることになる。これにより、透過モードの明るさを改善することができる。   Next, the operation of the reflective region and the transmissive region with respect to the light incident from the backlight disposed on the back surface side opposite to the display surface will be described. In the transmissive region, the dielectric layer has a laminated structure. Therefore, depending on the material of the dielectric layer, the refractive index, and the film thickness, light incident from the backlight passes through the plurality of laminated dielectric layers to the liquid crystal display surface side. In addition, in the reflection region, an increasing reflection effect is generated by the reflection film and the lower dielectric disposed below the reflection film, and the light from the backlight is effectively reflected again to the backlight side. The light guide plate has reflecting means (such as a reflective layer inclined on the back surface or a groove for reflection) in order to guide light from the light source to the liquid crystal display panel side. Then, it is reflected again to the liquid crystal display panel side. That is, the light of the backlight that has not passed through the pixel region transmission region is confined between the other transparent substrate of the liquid crystal display panel and the backlight, and the light on the backlight side is substantially amplified. It will be. Thereby, the brightness of the transmission mode can be improved.

即ち、液晶表示装置で反射モード及び透過モードの両モードで表示の明るさを改善することができる。   That is, the brightness of display can be improved in both the reflection mode and the transmission mode in the liquid crystal display device.

本発明の液晶表示装置を図面に基づいて詳説する。   The liquid crystal display device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の液晶表示装置の断面図であり、図2は反射領域と透過領域との関係を示す平面図である。尚、図1において、図7と同一箇所には同一符号を付す。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the relationship between a reflective region and a transmissive region. In FIG. 1, the same parts as those in FIG.

図1は、単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置の概略断面図である。液晶表示装置は、液晶表示パネルLPとバックライトBLとから構成されている。   FIG. 1 is a schematic sectional view of a simple matrix type color liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel LP and a backlight BL.

液晶表示パネルLPは、一方の透明基板である例えばガラス基板3と、他方の透明基板である例えばガラス基板11と、その間に配置された液晶層8とから構成されている。   The liquid crystal display panel LP is composed of, for example, a glass substrate 3 which is one transparent substrate, a glass substrate 11 which is the other transparent substrate, and a liquid crystal layer 8 disposed therebetween.

一方のガラス基板3及び他方のガラス基板11の各内面側には、多数の透明電極4が平行に配列されている。例えば一方のガラス基板3の透明電極4は、一方方向、例えば図1の左右方向に延びるように形成されており、他方のガラス基板11の透明電極4は、他方方向、例えば図1の紙面奥行き方向に延びている。即ち、一方のガラス基板3と他方のガラス基板11とを対向させて配置した時には、両基板3、11の透明電極4が互いに交差する。これにより、図2に示すように矩形状の画素領域が構成される。この画素領域は、平面視した時に走査側信号の透明電極4とデータ信号側の透明電極4とが交差されて矩形状に示される。尚、透明電極4上には、液晶層8に接するように配向膜5を形成されている。   A large number of transparent electrodes 4 are arranged in parallel on the inner surfaces of one glass substrate 3 and the other glass substrate 11. For example, the transparent electrode 4 of one glass substrate 3 is formed so as to extend in one direction, for example, the left-right direction in FIG. 1, and the transparent electrode 4 of the other glass substrate 11 is formed in the other direction, for example, the depth in FIG. Extending in the direction. That is, when one glass substrate 3 and the other glass substrate 11 are arranged to face each other, the transparent electrodes 4 of both the substrates 3 and 11 intersect each other. Thereby, a rectangular pixel region is formed as shown in FIG. This pixel area is shown in a rectangular shape when the transparent electrode 4 on the scanning side signal and the transparent electrode 4 on the data signal side intersect when viewed in plan. An alignment film 5 is formed on the transparent electrode 4 so as to be in contact with the liquid crystal layer 8.

液晶層8は、ネマチック型液晶分子などで構成され、図1には省略されているが、液晶層8の厚みを一定に保つようにスペーサが分散されている。この液晶層8の液晶分子は、配向膜5の配向処理方向、液晶層8に含有するカイラル物質などの制御により、駆動電圧の非印加状態で180°〜270°ツイストされて配列されている。尚、両基板3、11は、シール部材6によって表示部領域の周囲で貼り合わされており、その領域に液晶層8が充填されている。   The liquid crystal layer 8 is composed of nematic liquid crystal molecules or the like and is omitted in FIG. 1, but spacers are dispersed so as to keep the thickness of the liquid crystal layer 8 constant. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 8 are twisted and arranged by 180 ° to 270 ° in the non-application state of the drive voltage by controlling the alignment treatment direction of the alignment film 5 and the chiral substance contained in the liquid crystal layer 8. The substrates 3 and 11 are bonded around the display area by the seal member 6, and the liquid crystal layer 8 is filled in the area.

また、液晶表示パネルLPの一方のガラス基板3の外面側には、偏光板1、位相差板2が被着され、必要に応じて光散乱層17が配置されている。また、他方のガラス基板11の外面側には、偏光板13、位相差板12が被着されている。   In addition, a polarizing plate 1 and a retardation plate 2 are attached to the outer surface side of one glass substrate 3 of the liquid crystal display panel LP, and a light scattering layer 17 is disposed as necessary. A polarizing plate 13 and a retardation plate 12 are attached to the outer surface side of the other glass substrate 11.

バックライトBLは、導光板15と光源14とから構成され、他方のガラス基板11の外方に配置されている。具体的には、液晶表示パネルLPとバックライトBLとは、両者を支持固定するフレーム部材によって所定位置関係に固定されている。即ち、液晶表示パネルLPの複数の画素領域で構成される表示領域と導光板14の光放出面とが互いに対向するように配置される。   The backlight BL includes a light guide plate 15 and a light source 14 and is disposed outside the other glass substrate 11. Specifically, the liquid crystal display panel LP and the backlight BL are fixed in a predetermined positional relationship by a frame member that supports and fixes them. In other words, the display area composed of a plurality of pixel areas of the liquid crystal display panel LP and the light emission surface of the light guide plate 14 are arranged to face each other.

ここで、他方のガラス基板11の内面と透明電極4との間には、誘電体層が多層構造となった反射半透過層16とカラーフィルタ9及びオーバーコート7が介在されている。   Here, between the inner surface of the other glass substrate 11 and the transparent electrode 4, a reflective transflective layer 16 having a multilayered dielectric layer, a color filter 9 and an overcoat 7 are interposed.

ここで、反射半透過層16は、反射膜25、下部誘電体層26、上部誘電体層27を具備して構成されるものであり、また、1つの画素領域に区画された反射領域21と透過領域22とで、その層構造が相違する。   Here, the reflective transflective layer 16 includes a reflective film 25, a lower dielectric layer 26, and an upper dielectric layer 27, and includes a reflective region 21 partitioned into one pixel region. The layer structure of the transmission region 22 is different.

例えば、液晶表示パネルLPの画素領域を平面視した1つ画素領域内には、一部が反射領域22となっており、この反射領域22は反射膜25を具備している。具体的には、この反射領域22の層構成は、ガラス基板11側から下部誘電体層26、反射膜25及び上部誘電体層27が順に積層されている。   For example, a part of one pixel region in plan view of the pixel region of the liquid crystal display panel LP is a reflective region 22, and the reflective region 22 includes a reflective film 25. Specifically, the layer structure of the reflective region 22 is such that a lower dielectric layer 26, a reflective film 25, and an upper dielectric layer 27 are sequentially laminated from the glass substrate 11 side.

また、1つの画素領域内で反射膜25が形成されていない領域は、透過領域21となり、バックライトBLの光を液晶表示パネルLPの裏面側から表示面側に透過させる領域である。具体的には、この透過領域21の層構成は、ガラス基板11側から下部誘電体層26、上部誘電体層27が順に形成されている。尚、画素領域と画素領域との間は、図2において、符号23で示しているが、例えば、反射領域21と同一構成となっている。尚、この画素領域上には、カラーフィルタ9の一種である黒色系樹脂を形成してブラックマトリックスとしても構わない。   In addition, a region where the reflective film 25 is not formed in one pixel region is a transmissive region 21 and is a region that transmits light of the backlight BL from the back surface side of the liquid crystal display panel LP to the display surface side. Specifically, in the layer configuration of the transmissive region 21, a lower dielectric layer 26 and an upper dielectric layer 27 are formed in this order from the glass substrate 11 side. The space between the pixel regions is indicated by reference numeral 23 in FIG. 2 and has the same configuration as the reflective region 21, for example. Note that a black matrix, which is a kind of the color filter 9, may be formed on the pixel region to form a black matrix.

また、反射領域22と透過領域21の上部誘電体層27上には、1画素1画素に対応するカラーフィルタ9が形成され、さらに、このカラーフィルタ9上には反射膜25の厚み及びカラーフィルタ9の厚みに起因する表面の凹凸を吸収するためには、オーバーコート7が被着形成されている。尚、カラーフィルタ9を具備していない液晶表示装置においても、オーバーコート7が形成されている。このオーバーコート7の表面は平滑性に優れており、この表面に透明電極4、配向膜5の順に積層されている。   A color filter 9 corresponding to one pixel per pixel is formed on the upper dielectric layer 27 of the reflective region 22 and the transmissive region 21. Further, on the color filter 9, the thickness of the reflective film 25 and the color filter are formed. In order to absorb surface irregularities caused by the thickness of 9, an overcoat 7 is deposited. Note that an overcoat 7 is also formed in a liquid crystal display device that does not include the color filter 9. The surface of the overcoat 7 is excellent in smoothness, and the transparent electrode 4 and the alignment film 5 are laminated in this order on the surface.

この透過モードで利用されるバックライトBLからの光を透過させるための透過領域21は、反射領域22に形成された反射膜25の一部をエッチング処理して、画素領域上の反射膜25に開口パターンを形成して、この開口領域が透過領域21となる。   The transmissive region 21 for transmitting light from the backlight BL used in this transmissive mode is obtained by etching a part of the reflective film 25 formed in the reflective region 22 to form the reflective film 25 on the pixel region. An opening pattern is formed, and this opening region becomes the transmission region 21.

尚、画素領域間において、反射領域22と同一の層構成であるものの、カラーフィルタ9として、R(青)、G(緑)B(青)(C(シアン)M(マンゼダ)Y(イエロ)のいずれでもない、黒色系樹脂からなる遮断膜を形成しても構わない。   In addition, although it is the same layer structure as the reflective area | region 22 between pixel areas, as the color filter 9, R (blue), G (green) B (blue) (C (cyan) M (Manzeda) Y (yellow) A blocking film made of a black resin may be formed.

以上のような液晶表示装置は、暗い場所から明るい場所まで幅広い環境で使用できるように設計されている。即ち、明るい場所の利用は、主に反射モードで外光の反射を利用して液晶表示が行われ、暗い場所の利用は、主に透過モードでバックライトBLの光を利用して液晶表示が行われる。   The liquid crystal display device as described above is designed to be used in a wide range of environments from dark places to bright places. In other words, liquid crystal display is mainly performed using reflection of external light in the reflection mode when using in a bright place, and liquid crystal display using light from the backlight BL mainly using in a transmission mode. Done.

ここで、下部誘電体層26は、反射領域22、透過領域21、画素領域間に渡って共通的に形成されており、SiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかから構成されている。   Here, the lower dielectric layer 26 is formed in common between the reflective region 22, the transmissive region 21, and the pixel region, and is an oxide, nitride, or sulfide containing at least one of Si or Ti. Or any one of carbides.

下部誘電体層26は、反射膜25の下部に形成された膜であるため、下部誘電体層26と表記しているのであって、この下部誘電体層26自体を多層構造としてもよい。従って、この材料は、例えば、SiO、Si、SiC、TiO、Ti、TiCを用いることができるが、下部誘電体層26自身を、異なる材料を多層構造としてもよい。 Since the lower dielectric layer 26 is a film formed below the reflective film 25, it is referred to as the lower dielectric layer 26, and the lower dielectric layer 26 itself may have a multilayer structure. Therefore, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 , SiC, TiO 2 , Ti 3 N 4 , and TiC can be used as this material, but the lower dielectric layer 26 itself may have a multilayer structure of different materials. .

また、反射領域22に形成される反射膜25は、AlまたはAgのうち少なくとも1種類を含む純金属材料あるいはその合金材料、その酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれかで構成され、その膜厚は、800Å〜30000Åである。   The reflective film 25 formed in the reflective region 22 is composed of a pure metal material containing at least one of Al or Ag or an alloy material thereof, an oxide, a nitride, a sulfide, or a carbide thereof, The film thickness is 800 to 30000 mm.

さらに、上部誘電体層27は、透過領域21、反射膜25に跨がって形成されている。尚、上部誘電体層27は、反射膜25の有無にかかわらず形成されるものの、反射膜25の厚みがあるため、上部誘電体層27が段差状に形成されることになる。この上部誘電体層27は、単層構造、または多層構造のいずれでもよく、1層あたりの材料は、例えばSiO、Si、SiC、TiO、Ti、TiCで構成されている。 Further, the upper dielectric layer 27 is formed across the transmissive region 21 and the reflective film 25. Although the upper dielectric layer 27 is formed regardless of the presence or absence of the reflective film 25, the upper dielectric layer 27 is formed in a step shape because of the thickness of the reflective film 25. The upper dielectric layer 27 may have either a single layer structure or a multilayer structure, and the material per layer is composed of, for example, SiO 2 , Si 3 N 4 , SiC, TiO 2 , Ti 3 N 4 , or TiC. ing.

以上のように、反射領域22では、少なくとも反射膜25上に、上部誘電体層27が被着されており、反射モードにおいて液晶表示パネルLPの表示面側から入射された外光が液晶層8を通過して、反射領域22に到達すると上部誘電体層27、反射膜25が作用して、再度、液晶層8側に反射し表示画面側から出射される。   As described above, in the reflection region 22, the upper dielectric layer 27 is deposited on at least the reflection film 25, and external light incident from the display surface side of the liquid crystal display panel LP in the reflection mode is applied to the liquid crystal layer 8. When the light passes through and reaches the reflection region 22, the upper dielectric layer 27 and the reflection film 25 act to reflect again to the liquid crystal layer 8 side and exit from the display screen side.

このとき主に金属から構成される反射膜25上に上部誘電体層27が形成されているため、この誘電体層27でこの反射膜25に吸収される光を有効に抑えることができ、結果として増反射効果が発生するため、反射膜のみを用いることに比較して、非常に明るい反射光を得ることができる。   At this time, since the upper dielectric layer 27 is formed on the reflective film 25 mainly composed of metal, the light absorbed by the reflective film 25 can be effectively suppressed by the dielectric layer 27. As a result, an increased reflection effect is generated, so that a very bright reflected light can be obtained as compared with the case of using only a reflective film.

また、同時にこの外光が透過領域21に到達すると、この透過領域21の層の構成が、誘電体層の多層構造となっているため、上部側の誘電体層27の表面、上部誘電体層27を構成する各単層間の界面、上部誘電体層27と下部誘電体層26との界面、下部誘電体層26を構成する各単層間の界面、下部誘電体層26とガラス基板11との界面などで反射が発生し、反射領域22程ではないものの、外光を反射する。この、反射光が、反射領域22で反射した光と合成されて、外光を利用した反射モードで明るい表示が可能となる。   At the same time, when the outside light reaches the transmission region 21, the layer structure of the transmission region 21 has a multilayer structure of dielectric layers. Therefore, the surface of the upper dielectric layer 27, the upper dielectric layer 27, an interface between each single layer constituting the upper dielectric layer 27, an interface between the upper dielectric layer 27 and the lower dielectric layer 26, an interface between each single layer constituting the lower dielectric layer 26, and the lower dielectric layer 26 and the glass substrate 11. Reflection occurs at the interface or the like and reflects outside light although not as much as the reflection region 22. The reflected light is combined with the light reflected by the reflection region 22 to enable bright display in a reflection mode using external light.

また、透過モードにおいて液晶表示パネルLPの裏面側から入射されたバックライトBLの光が、透過領域21を介して液晶層8を通過して表示面側で表示情報を表示する。同時に、バックライトBLの光で反射領域22に入射された光は、ガラス基板11と下部誘電体層26との界面、下部誘電体層26を構成する各単層間の界面、反射膜25の下面で反射して、バックライトBL側に反射されることになる。この反射された光は、バックライトBLを構成する導光板15の裏面側に形成された反射手段(光源14からの光を液晶表示パネルLPに反射するための反射手段であり、傾斜した反射層や反射用の溝など)に再度反射される。即ち、バックライトBLの光で、反射領域22に入射された光は、液晶表示パネルLPのガラス基板11の反射膜25とバックライトBLの反射手段との間で閉じ込められ、その結果、複数回反射される過程で、透過領域21を通過して液晶層8を介して表示面から外部に出射される。   Further, the light of the backlight BL incident from the back side of the liquid crystal display panel LP in the transmissive mode passes through the liquid crystal layer 8 via the transmissive region 21 and displays display information on the display surface side. At the same time, the light incident on the reflection region 22 by the light of the backlight BL is the interface between the glass substrate 11 and the lower dielectric layer 26, the interface between each single layer constituting the lower dielectric layer 26, and the lower surface of the reflection film 25. And reflected on the backlight BL side. The reflected light is a reflecting means (reflecting means for reflecting the light from the light source 14 to the liquid crystal display panel LP, which is formed on the back side of the light guide plate 15 constituting the backlight BL, and an inclined reflecting layer. And reflected again). That is, the light incident on the reflection region 22 by the light of the backlight BL is confined between the reflection film 25 of the glass substrate 11 of the liquid crystal display panel LP and the reflection means of the backlight BL, and as a result, a plurality of times. In the process of being reflected, the light passes through the transmissive region 21 and exits from the display surface via the liquid crystal layer 8.

即ち、このバックライトBLの光で反射領域21に照射される光も、この下部誘電体層26と反射膜25の増反射作用により、反射効率を向上させて、バックライトBL側に反射することができ、さらに、この反射光を液晶表示パネルLPとバックライトBLとの間で閉じ込めることができ、閉じ込めた光を透過領域21を介して通過させることができる。即ち、反射領域21に照射した光も、最終的には表示に寄与する光とすることができ、透過モードでの明るい表示が可能となる。   That is, the light irradiated on the reflection region 21 by the light of the backlight BL is also reflected on the backlight BL side by improving the reflection efficiency by the increased reflection action of the lower dielectric layer 26 and the reflection film 25. Furthermore, the reflected light can be confined between the liquid crystal display panel LP and the backlight BL, and the confined light can be transmitted through the transmission region 21. That is, the light applied to the reflection region 21 can also be finally used as light that contributes to display, and bright display in the transmission mode is possible.

このように、導光板15の反射手段が形成された裏面は、図1に示すように、光源14からの液晶表示パネルLPに照射するように傾斜されているため、反射領域22の反射膜25が永久に反射膜25と反射手段との間で反射を繰り返すことがなく、結果として、この反射光が透過領域21を介して液晶表示パネルLP側に出射されることになる。   As described above, the back surface of the light guide plate 15 on which the reflecting means is formed is inclined so as to irradiate the liquid crystal display panel LP from the light source 14 as shown in FIG. However, the reflection does not repeat between the reflection film 25 and the reflection means permanently, and as a result, the reflected light is emitted to the liquid crystal display panel LP side through the transmission region 21.

そして、1つの画素領域における透過領域21と反射領域22との面積比を調節することにより、液晶表示パネルLPの反射率及び透過率の比率を任意に調節することができる。図3(a)〜(d)は、1画素領域の一部の平面図であり、透過領域21、反射領域22とのパターンを示している。尚、符号23は、画素領域の間隔部分を示し、例えばブラックマトリック部分を示す。   The ratio of the reflectance and transmittance of the liquid crystal display panel LP can be arbitrarily adjusted by adjusting the area ratio between the transmissive region 21 and the reflective region 22 in one pixel region. 3A to 3D are plan views of a part of one pixel region, and show patterns with a transmissive region 21 and a reflective region 22. Reference numeral 23 denotes an interval portion of the pixel region, for example, a black matrix portion.

次に、反射半透過層16の形成方法を図4に基づいて説明する。 Next, a method for forming the reflective transflective layer 16 will be described with reference to FIG.

反射半透過層16の形成方法
図4(a)に示すように、他方の透明基板であるガラス基板11上に、反射半透過膜16の一部を構成する下部誘電体層26を形成する。例えば、下部誘電体層26は、SiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物をスパッタ法や蒸着法を用いて形成する。尚、この下部誘電体層26は、単層膜であても、また、同一材料の多層膜であってもよく、さらに、異なる材料の多層膜であっても構わない。
Method for Forming Reflective Transflective Layer 16 As shown in FIG. 4A, a lower dielectric layer 26 constituting a part of the reflective transflective film 16 is formed on a glass substrate 11 which is the other transparent substrate. For example, the lower dielectric layer 26 is formed using an oxide, nitride, sulfide, or carbide containing at least one of Si or Ti by sputtering or vapor deposition. The lower dielectric layer 26 may be a single layer film, a multilayer film of the same material, or a multilayer film of different materials.

続いて、この下部誘電体層26上に、反射膜25となる反射薄膜25aを形成する。この反射薄膜は、AlまたはAgのうち少なくとも1種類を含む純金属あるいはその合金、その酸化物、窒化物、硫化物、炭化物であり、スパッタ法、蒸着法またメッキ法により成膜されるものであり、その厚さ800Å〜30000Åである。   Subsequently, a reflective thin film 25 a to be the reflective film 25 is formed on the lower dielectric layer 26. This reflective thin film is a pure metal containing at least one of Al or Ag or an alloy thereof, an oxide, a nitride, a sulfide, or a carbide thereof, and is formed by sputtering, vapor deposition, or plating. Yes, its thickness is 800?

さらに、反射薄膜25aの全面には、アクリル系の感光性樹脂19を塗布する。   Further, an acrylic photosensitive resin 19 is applied to the entire surface of the reflective thin film 25a.

次に、図4(b)に示すように、上述のガラス基板11を、例えば90℃で2分間、ホットプレート28によりプリベークする。   Next, as shown in FIG. 4B, the glass substrate 11 described above is pre-baked by a hot plate 28 at 90 ° C. for 2 minutes, for example.

次に、図4(c)に示すように、アクリル系の感光性樹脂19の上部側にフォトリソ用マスク20を介して、露光処理を行う。この露光にはガラス基板11の法線方向に紫外線(UV)を用いて、たとえは、マスクから露出するアクリル系の感光性樹脂19を露光処理する。   Next, as shown in FIG. 4C, an exposure process is performed on the upper side of the acrylic photosensitive resin 19 through a photolithographic mask 20. For this exposure, ultraviolet light (UV) is used in the normal direction of the glass substrate 11, for example, the acrylic photosensitive resin 19 exposed from the mask is exposed.

次に、図4(d)に示すように、アクリル系の感光性樹脂19を現像処理する。   Next, as shown in FIG. 4D, the acrylic photosensitive resin 19 is developed.

次に、図4(e)に示すように、現像処理したガラス基板11を200℃、2分の条件でホットプレート28を用いてポストベークを行い、アクリル系の感光性樹脂19を硬化させる。   Next, as shown in FIG. 4E, the developed glass substrate 11 is post-baked using a hot plate 28 at 200 ° C. for 2 minutes to cure the acrylic photosensitive resin 19.

次に、図4(f)に示すように、アクリル系の感光性樹脂19をマスクとして反射薄膜25aをエッチングして、反射薄膜25aの一部を除去して透過領域21となる領域に開口を形成する。このエッチング液には例えばHPO、HN及びCHCOOHを混合させたものを用いる。これにより、反射薄膜25aが所定形状の反射膜25になり、反射膜25の一部に下部誘電体層26の一部が露出することになる。 Next, as shown in FIG. 4 (f), the reflective thin film 25 a is etched using the acrylic photosensitive resin 19 as a mask, and a part of the reflective thin film 25 a is removed to form an opening in a region that becomes the transmissive region 21. Form. As this etchant, for example, a mixture of H 3 PO 4 , HN 3 and CH 3 COOH is used. As a result, the reflective thin film 25 a becomes a reflective film 25 having a predetermined shape, and a part of the lower dielectric layer 26 is exposed at a part of the reflective film 25.

次に、図4(g)に示すように、エッチング処理された反射膜25上に残属するアクリル系感光性樹脂19をレジスト剥離液にて剥離する。   Next, as shown in FIG. 4G, the acrylic photosensitive resin 19 remaining on the reflective film 25 that has been subjected to the etching treatment is stripped with a resist stripping solution.

次に、図4(h)に示すように、上部誘電体層27を形成する。この上部誘電体層27は、SiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物をスパッタ法や蒸着法を用いて形成する。ただし、上部誘電体層27、下部誘電体層26を通じて、また、各誘電体層26、27を多層構造とする場合には、Siの酸化物、窒化物、硫化物、炭化物とTiの酸化物、窒化物、硫化物、炭化物は交互に形成されなければならない。これは、透過領域21において、下部誘電体層26、上部誘電体層27とからなる多層構造で、反射半透過層が外光を反射、あるいは透過する際に光を吸収するのを最小限にするためである。   Next, as shown in FIG. 4H, the upper dielectric layer 27 is formed. The upper dielectric layer 27 is formed by using a sputtering method or a vapor deposition method with an oxide, nitride, sulfide, or carbide containing at least one of Si and Ti. However, when the dielectric layers 26 and 27 have a multilayer structure through the upper dielectric layer 27 and the lower dielectric layer 26, Si oxide, nitride, sulfide, carbide and Ti oxide Nitride, sulfide and carbide must be formed alternately. This is a multilayer structure composed of a lower dielectric layer 26 and an upper dielectric layer 27 in the transmissive region 21, and minimizes absorption of light when the reflective transflective layer reflects or transmits external light. It is to do.

尚、上述の製造方法では、反射半透過膜16として、透過領域21及び反射領域22に、共通の下部誘電体層26が一層(単層)と、反射領域22の反射膜25上及び透過領域21の下部誘電体層26上に上部誘電体層27が一層(単層)とで形成された例である。   In the above-described manufacturing method, as the reflective transflective film 16, the transmission region 21 and the reflection region 22 have a common lower dielectric layer 26 (single layer), the reflection region 22 on the reflection film 25, and the transmission region. This is an example in which an upper dielectric layer 27 is formed as a single layer (single layer) on the lower dielectric layer 26 of FIG.

これに代えて、反射半透過膜16として、図5に示すように、上部誘電体層27を多層構造としても構わない。図5の例では、上部誘電体層27として、3層の誘電体層27a〜27cの多層構造で構成している。この場合、各層の材料(上述のSiの化合物系で形成するか、Tiの化合物で構成するか)は、膜の厚み、透過及び反射させたい光の周波数(波長)と膜の屈折率を考慮して形成すればよい。   Instead of this, as shown in FIG. 5, the upper dielectric layer 27 may have a multilayer structure as the reflective transflective film 16. In the example of FIG. 5, the upper dielectric layer 27 has a multilayer structure of three dielectric layers 27 a to 27 c. In this case, the material of each layer (whether it is formed of the above-mentioned Si compound system or Ti compound) takes into consideration the thickness of the film, the frequency (wavelength) of light to be transmitted and reflected, and the refractive index of the film. To be formed.

また、下部誘電体層26についても、単層構造のみならず、多層構造にしてもよいことは上述の通りである。 As described above, the lower dielectric layer 26 may have a multilayer structure as well as a single layer structure.

透過領域のパターンについて
透過領域21には、図4(f)に示すように、AlまたはAgのうち少なくとも1種類を含む純金属あるいは金属合金、または酸化物、窒化物、硫化物、炭化物で形成される反射薄膜25aの一部をフォトリソ法によりパターニングすることによって、バックライトBLからの光を透過させる透過領域部21が形成される。このため透過領域21では、上部誘電体層27、下部誘電体層26を通じて、また各誘電体層26、27を多層構造となっているため、光反射性と光透過性の双方の特性を具備しており、しかも、2枚の偏光板の間に挟んだときに位相差を生じないようにすると良い。
About pattern of transmission region As shown in Fig. 4 (f), the transmission region 21 includes a pure metal or a metal alloy containing at least one of Al and Ag, or an oxide, nitride, sulfide. Then, a part of the reflective thin film 25a formed of carbide is patterned by a photolithography method, thereby forming a transmission region portion 21 that transmits light from the backlight BL. For this reason, in the transmissive region 21, since the dielectric layers 26 and 27 have a multilayer structure through the upper dielectric layer 27 and the lower dielectric layer 26, both the light reflective property and the light transmissive property are provided. Moreover, it is preferable that no phase difference occurs when sandwiched between two polarizing plates.

反射領域のパターンについて
反射領域22は、反射膜25が形成されている領域が相当する。そして、反射膜25の下部側に下部誘電体層26、上部側に上部誘電体層27が配置されている。これにより、液晶表示パネルLPの表示面側から入射された外光の反射されるにあたり、増反射作用により反射効率膜が向上する。また、バックライトBLの光が反射膜25の下面側から照射されたときの反射効率も向上し、これにより、バックライトの光の有効利用が可能となる。
Regarding the pattern of the reflective region , the reflective region 22 corresponds to a region where the reflective film 25 is formed. A lower dielectric layer 26 is disposed on the lower side of the reflective film 25, and an upper dielectric layer 27 is disposed on the upper side. Thereby, when the external light incident from the display surface side of the liquid crystal display panel LP is reflected, the reflection efficiency film is improved by the increased reflection effect. Further, the reflection efficiency when the light of the backlight BL is irradiated from the lower surface side of the reflective film 25 is improved, and thus the backlight light can be effectively used.

透過領域部21と反射領域22の面積比率について
1つの画素領域において、透過領域21と反射領域22の面積の比率を適正に変えることにより液晶表示パネルLPの反射率及び透過率を任意に変えることが可能である。例えば、反射領域と透過領域の面積比率を80:20にすると、反射膜25を含む反射半透過膜16全体の反射率(%)=反射領域22の反射率(%)×0.8(反射領域22の面積比率)+透過領域21の反射率×0.2(反射半透過領域21の面積比率)となる。この比率は、反射薄膜25aを形成した後のフォトリソ法において使用するマスクの設計を行うことで得られる。
Regarding the area ratio of the transmissive region portion 21 and the reflective region 22 In one pixel region, the reflectance and the transmittance of the liquid crystal display panel LP are arbitrarily changed by appropriately changing the ratio of the area of the transmissive region 21 and the reflective region 22. Is possible. For example, when the area ratio between the reflective region and the transmissive region is 80:20, the reflectance (%) of the entire reflective semi-transmissive film 16 including the reflective film 25 = the reflectance (%) of the reflective region 22 × 0.8 (reflective) Area ratio of region 22) + reflectance of transmission region 21 × 0.2 (area ratio of reflection semi-transmission region 21). This ratio can be obtained by designing a mask used in the photolithography method after forming the reflective thin film 25a.

このような反射半透過層16に下部誘電体層26、上部誘電体層27を使用し、その膜厚を800Å以上にすると良く、これによって遮光性と光反射性の双方の機能を持たせることができる。   The lower dielectric layer 26 and the upper dielectric layer 27 are used for such a reflective transflective layer 16, and the film thickness should be 800 mm or more, thereby providing both the light shielding and light reflecting functions. Can do.

また、透過領域21の面積を大きくすれば、透過型表示モードに適した構成になり、その面積を小さくすれば、反射型表示モードに適した構成になる。   If the area of the transmissive region 21 is increased, the configuration is suitable for the transmissive display mode, and if the area is reduced, the configuration is suitable for the reflective display mode.

また、本発明による効果の確認として、本発明による液晶表示装置の光学特性評価を行った。測定対象である反射半透過型液晶表示装置の構造は、図1に示した通りである。反射半透過層16の下部誘電体層26、上部誘電体層27の構造は、図5に示す。即ち、SiOとTiOのそれぞれの屈折率と膜厚の積をSiOは、透過させたい光の波長λの1/4倍とすることが重要である。このように、λ/4、TiOはλ/2にすると良く光が各層を透過する際の吸収を最小に押さえることができる。このときの反射領域22の反射率は95%となり、透過領域部21の反射率は30%、透過率は70%となった。また、反射領域22と透過領域21の面積比率を60:40とした。この構成における反射半透過層16の反射率と透過率の比率は69%となり、反射半透過層16の透過率28%となる。 In order to confirm the effect of the present invention, the optical characteristics of the liquid crystal display device according to the present invention were evaluated. The structure of the reflective transflective liquid crystal display device to be measured is as shown in FIG. The structure of the lower dielectric layer 26 and the upper dielectric layer 27 of the reflective transflective layer 16 is shown in FIG. That, SiO 2 the product of the respective refractive index and thickness of the SiO 2 and TiO 2, it is important to 1/4 of the wavelength of light λ desired to be transmitted. Thus, λ / 4 and TiO 2 are preferably λ / 2, and absorption when light passes through each layer can be minimized. At this time, the reflectance of the reflection region 22 was 95%, the reflectance of the transmission region portion 21 was 30%, and the transmittance was 70%. Moreover, the area ratio of the reflective region 22 and the transmissive region 21 was set to 60:40. In this configuration, the ratio between the reflectance and the transmittance of the reflective semi-transmissive layer 16 is 69%, and the transmittance of the reflective semi-transmissive layer 16 is 28%.

これに対して、従来の反射半透過型液晶表示装置では、反射半透過層にはAlを用い、反射率と透過率の比率が60:20となるようにAl膜厚を調整した。さらに、反射モード時及び透過モード時の散乱特性を同等とするために実施例及び比較例ともに位相差板2とガラス基板の間に前方散乱板を設けた。前方散乱板のヘイズ値は実施例、比較例ともに80%である。   On the other hand, in a conventional reflective transflective liquid crystal display device, Al is used for the reflective transflective layer, and the Al film thickness is adjusted so that the ratio of reflectance to transmittance is 60:20. Further, in order to make the scattering characteristics in the reflection mode and the transmission mode equal, a forward scattering plate is provided between the phase difference plate 2 and the glass substrate in both the example and the comparative example. The haze value of the front scattering plate is 80% in both the example and the comparative example.

実施例と比較例の各液晶表示装置の反射率と透過率を測定した結果を表1及び図6に示す。

Figure 2005157070
Table 1 and FIG. 6 show the results of measuring the reflectance and transmittance of the liquid crystal display devices of the example and the comparative example.
Figure 2005157070

反射率は、受光角度を液晶表示パネルLPの表示面に対して法線方向に一定とし、光源からの入射角度を10°から45°まで変えて測定を行った。また、透過率は液晶表示パネルLPの表面輝度を光源の輝度で割って算出した。 The reflectance was measured by changing the incident angle from the light source from 10 ° to 45 ° with the light receiving angle constant in the normal direction to the display surface of the liquid crystal display panel LP. The transmittance was calculated by dividing the surface luminance of the liquid crystal display panel LP by the luminance of the light source.

表1及び図6に示された結果を見ると、本発明の液晶表示装置の反射率、透過率ともに、比較例よりも改善されていることが分かる。これは、反射半透過層16の光利用効率の差に原因がある。比較例に使用されている反射半透過層においては、半透過膜を用いているため、外光を反射及び透過させる際に光の吸収が生じるため、光利用効率が低くなってしまう。実施例において用いた反射半透過層16においては、1つの画素領域内に、外光からの光を完全に反射する反射領域22と、外光を反射し且つバックライトからの光を透過させる透過領域22に分けているが、反射領域22ではAg上にSiOおよびTiOなどからなる上部誘電体層27を形成したことにより、反射モード時における外光の吸収が最小限になるように設計されているためである。また、一方、透過領域21においてもSiOおよびTiOなどからなる少なくとも下部誘電体層26、上部誘電体層27からなる反射半透過膜16を用いているため、反射モード時及び透過モード時における外光の吸収が最小限になっている。 From the results shown in Table 1 and FIG. 6, it can be seen that both the reflectance and transmittance of the liquid crystal display device of the present invention are improved compared to the comparative example. This is caused by the difference in light utilization efficiency of the reflective transflective layer 16. Since the reflective semi-transmissive layer used in the comparative example uses a semi-transmissive film, light is absorbed when reflecting and transmitting external light, resulting in low light utilization efficiency. In the reflective transflective layer 16 used in the embodiment, a reflection region 22 that completely reflects light from outside light in one pixel region, and transmission that reflects outside light and transmits light from a backlight. Although the region 22 is divided, the reflection region 22 is designed so that the absorption of external light in the reflection mode is minimized by forming the upper dielectric layer 27 made of SiO 2 and TiO 2 on Ag. It is because it has been. On the other hand, in the transmissive region 21, the reflective semi-transmissive film 16 made of at least the lower dielectric layer 26 and the upper dielectric layer 27 made of SiO 2 or TiO 2 is used. Absorption of external light is minimized.

以上のことから、本発明の効果により反射半透過層の反射モード時及び透過モード時の光利用効率が改善されることになる。   From the above, the light use efficiency in the reflection mode and the transmission mode of the reflective transflective layer is improved by the effect of the present invention.

尚、上述の実施例では、他方の透明基板であるガラス基板11上に直接反射半透過膜16を被着しているが、このガラス基板11上と反射半透過膜16との間には、光散乱板を形成し、表示領域での輝度の均一化を行っても構わない。   In the above-described embodiment, the reflective semi-transmissive film 16 is directly deposited on the glass substrate 11 which is the other transparent substrate. However, between the glass substrate 11 and the reflective semi-transmissive film 16, A light scattering plate may be formed to make the luminance uniform in the display area.

本発明の液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置に用いる反射領域と透過領域との配置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning relationship between the reflective area | region and transmissive area | region used for the liquid crystal display device of this invention. (a)〜(d)は、本発明に反射領域と透過領域との関係を示す平面図である。(A)-(d) is a top view which shows the relationship between a reflective area | region and a permeation | transmission area | region in this invention. (a)〜(h)は、本発明の液晶表示装置の製造方法の主要工程である反射半透過膜の製造工程を示す。(A)-(h) shows the manufacturing process of the reflective semi-transmissive film | membrane which is the main processes of the manufacturing method of the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置の反射半透過膜の構造の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the reflective semi-transmissive film | membrane of the liquid crystal display device of this invention. 本発明の液晶表示装置(実施例)と従来の液晶表示装置(比較例)との反射率の比較を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the comparison of the reflectance of the liquid crystal display device (Example) of this invention, and the conventional liquid crystal display device (comparative example). 従来の液晶表示装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・偏光板
2・・・位相差板
3・・・一方の透明基板(ガラス基板)
4・・・透明電極
5・・・配向膜
7・・・オーバーコート層
8・・・液晶層
9・・・カラーフィルタ
10・・・反射半透過層
11・・・他方の透明基板(ガラス基板)
12・・・位相差板
13・・・偏光板
14・・・光源部
15・・・導光板
16・・・反射半透過層
25 反射膜
26 下部誘電体層
27 上部誘電体層
LP・・・・液晶表示パネル
BL・・・・バックライト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarizing plate 2 ... Phase difference plate 3 ... One transparent substrate (glass substrate)
4 ... Transparent electrode 5 ... Alignment film 7 ... Overcoat layer 8 ... Liquid crystal layer 9 ... Color filter 10 ... Reflective transflective layer 11 ... The other transparent substrate (glass substrate) )
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Phase difference plate 13 ... Polarizing plate 14 ... Light source part 15 ... Light guide plate 16 ... Reflective transflective layer 25 Reflective film 26 Lower dielectric layer 27 Upper dielectric layer LP ...・ Liquid crystal display panel BL ・ ・ ・ Backlight

Claims (1)

一方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る一方の透明基板と、
他方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る他方の透明基板とを、
前記一方の透明基板上の透明電極と前記他方の透明基板上の透明電極とが互いに交差して画素領域を形成するようにして液晶を介在させて貼り合わせて成る液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの他方の透明基板の外側に配置したバックライトと、を有するとともに、
前記画素領域に外部の光を反射する反射領域と、前記バックライトの光を透過させる透過領域とを具備して成る液晶表示装置において、
前記他方の透明基板には、反射領域及び透過領域にSiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれからなる下部誘電体層が共通的に配置され、該下部誘電体層上で前記反射領域にAlまたはAgのうち少なくとも1種類を含む純金属あるいは金属間化合物、または酸化物、窒化物、硫化物、炭化物の反射膜が配置されるとともに、前記反射領域の反射膜及び前記透過領域の前記下部誘電体層上に、SiまたはTiのうち少なくとも1種類を含む酸化物、窒化物、硫化物、炭化物のいずれからなる上部誘電体層が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
A transparent electrode extending in one direction, one transparent substrate formed by depositing an alignment film, and
A transparent electrode extending in the other direction, the other transparent substrate formed by depositing an alignment film,
A liquid crystal display panel in which the transparent electrode on the one transparent substrate and the transparent electrode on the other transparent substrate cross each other to form a pixel region and are bonded with liquid crystal interposed therebetween;
A backlight disposed outside the other transparent substrate of the liquid crystal display panel, and
In the liquid crystal display device comprising a reflective region that reflects external light on the pixel region and a transmissive region that transmits the light of the backlight.
In the other transparent substrate, a lower dielectric layer made of any of oxide, nitride, sulfide, and carbide containing at least one of Si or Ti in a reflective region and a transmissive region is commonly disposed, A reflective film of a pure metal or an intermetallic compound containing at least one of Al and Ag, or an oxide, nitride, sulfide, and carbide is disposed on the lower dielectric layer on the lower dielectric layer, and the reflective area An upper dielectric layer made of oxide, nitride, sulfide or carbide containing at least one of Si and Ti is disposed on the reflective film and the lower dielectric layer in the transmissive region. A liquid crystal display device.
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