JP2006221050A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、携帯電話等の電子機器に使用される液晶表示装置に関する。詳しくは、使用環境の光である外光を利用する反射型表示の明るさの向上に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device used in an electronic device such as a mobile phone. Specifically, the present invention relates to an improvement in the brightness of a reflective display that uses outside light, which is light in a use environment.
従来の液晶表示装置には、明所でも暗所でも表示が観察できるように、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、バックライトからの照明光を利用する透過型表示との両方の表示モードを行うものがある。このような液晶表示装置の構成としては、液晶パネルの内面に半透過反射膜を備え、背面にバックライトを備えた構成が一般的に知られており、半透過型の表示装置と称されている。また、半透過反射膜より液晶層側にカラーフィルターを形成することでバックライト使用時と外光使用時のどちらでもカラー表示を可能にしているものが知られている。その中で半透過反射膜として誘電体多層膜を用い、液晶パネル内部に形成した構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。また、半透過反射板として画素内に透過用の開口を設けた金属反射膜を用いた例も知られている(例えば、特許文献2を参照)。
特許文献1に記載された半透過反射膜より液晶層側にカラーフィルターを形成する構成では、バックライト使用時は光がカラーフィルターを1回通過するが、外光使用時はカラーフィルターを2回通過することになるため、光の損失が光源使用時よりも外光使用時の方が多くなる。そのため、カラーフィルターの色を濃くするとその分だけ外光使用時の反射型表示が暗くなってしまう。反射光強度を大きくし、明るく視認性の良い反射型表示を得ようとした時、特許文献1のような誘電体多層膜を用いた場合は、誘電体多層膜の性能を制御して反射率を上げる方法が一般的だが、その際透過光強度を大きく犠牲にする必要がある。また特許文献2のように、画素内に透過用の開口を設けた金属反射膜を用いた場合は、開口率を制御して反射率を上げる方法が一般的だが、この場合もまた透過光強度が犠牲になる。そして透過光強度を重視する場合と反射光強度を重視する場合で金属反射膜の性能、例えば開口面積を変える必要が生じ、結果として新たなフォトマスク等を必要とする。ゆえに、工程が複雑化したり、コストがかかったりする弊害を生じる。
In the configuration in which the color filter is formed on the liquid crystal layer side from the transflective film described in
本発明は、カラーフィルターのカラーレジストに光を反射する微粒子を内在させることで、外光のうち主な光は半透過反射膜に到達し、反射されて視認されるが、外光のうち一部の光はカラーフィルターの一部を通過した後、光を反射する微粒子によって反射されて出射する。微粒子によって反射される光は、平均的にカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射されるため、半透過反射膜によって反射した反射光よりも、反射光強度が大きくなる。そのため、視認する反射光強度は光を反射する微粒子がない場合よりも大きくなり、明るい反射表示が可能となる。また、半透過反射膜が画素内に透過用の開口を設けた金属反射膜であった場合には開口部であっても光を反射する微粒子による反射光が一定に存在する効果もあって明るい反射表示が可能となる。 In the present invention, fine particles that reflect light are contained in the color resist of the color filter so that the main light of the external light reaches the semi-transmissive reflection film and is reflected and visually recognized. Part of the light passes through a part of the color filter and is then reflected and emitted by the fine particles that reflect the light. Since the light reflected by the fine particles is reflected through one-half of the film thickness of the color filter on average, the reflected light intensity is larger than the reflected light reflected by the semi-transmissive reflective film. Therefore, the reflected light intensity to be visually recognized becomes larger than that in the case where there is no fine particle that reflects light, and bright reflection display is possible. In addition, when the transflective film is a metal reflective film in which a transmissive opening is provided in the pixel, even the opening is bright due to the effect that there is a constant amount of reflected light from fine particles that reflect light. Reflective display is possible.
カラーフィルターのカラーレジストに光を反射する微粒子を内在させることで、半透過型液晶パネルにおける他の部分の構成をなんら変えることなく、外光使用時の明るさをより明るくすることができるという効果がある。また、透過型の液晶パネルで同様の方法を用いた場合、半透過反射膜を設けないでも外光下での視認が可能となる効果がある。その際、微粒子が平均的に分散されているものとすると、微粒子によって反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射された光と同等の強度があるとみなすことができる。そのため、微粒子が含まれたカラーフィルターの背後にある反射膜によって反射された光よりも、微粒子によって反射された光の方が反射光強度は大きいことになる。したがって、バックライト使用時の色再現性と外光使用時の色再現性にあまり差異が無く、外光使用時には明るく、バックライト使用時には色濃く視認できるという利点がある。また、透過光強度を重視する場合と反射光強度を重視する場合では微粒子の密度を変化させるだけで良く、容易に、低コストでの変更が可能となる効果がある。 By incorporating fine particles that reflect light in the color resist of the color filter, the brightness when using external light can be increased without changing the configuration of other parts of the transflective LCD panel. There is. In addition, when a similar method is used for a transmissive liquid crystal panel, there is an effect that visual recognition is possible under external light without providing a transflective film. In this case, assuming that the fine particles are dispersed on average, the light reflected by the fine particles can be regarded as having the same intensity as the light reflected through one-half of the film thickness of the color filter. . For this reason, the reflected light intensity of the light reflected by the fine particles is larger than the light reflected by the reflective film behind the color filter containing the fine particles. Therefore, there is not much difference between color reproducibility when using the backlight and color reproducibility when using the external light, and there is an advantage that it is bright when using the external light and dark when viewed using the backlight. Further, in the case where the transmitted light intensity is emphasized and the reflected light intensity is emphasized, it is only necessary to change the density of the fine particles, and there is an effect that it can be easily changed at a low cost.
本発明の液晶表示装置は、カラーフィルターが形成された基板と、基板と対向するように設けられた対向基板と、基板と対向基板の間に設けられた液晶層と、カラーフィルター内に含まれた光を反射する微粒子を備えている。このような構成により、微粒子による反射光が観測者に届くことになるため、半透過反射膜がなくとも半透過反射型の表示装置が実現できる。 The liquid crystal display device of the present invention is included in a color filter, a substrate on which a color filter is formed, a counter substrate provided so as to face the substrate, a liquid crystal layer provided between the substrate and the counter substrate, and the color filter. It has fine particles that reflect light. With such a configuration, since the reflected light from the fine particles reaches the observer, a transflective display device can be realized without a transflective film.
さらに、カラーフィルターと基板の間に、入射した光を所定の割合で反射する半透過手段を設ける構成とした。このような構成により、光半透過手段の透過率を犠牲にすることなしに反射時の明るさを向上させることができる。このとき、半透過手段として、光を透過する開口部を備える反射膜、あるいは、誘電体多層膜を用いることができる。 Further, a semi-transmission means for reflecting incident light at a predetermined ratio is provided between the color filter and the substrate. With such a configuration, the brightness at the time of reflection can be improved without sacrificing the transmittance of the light semi-transmissive means. At this time, as the semi-transmissive means, a reflective film having an opening for transmitting light or a dielectric multilayer film can be used.
また、微粒子はカラーフィルター中に分散されている。分散性を持たせることにより、微粒子で反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一のところで反射された光と同等の強度があるとみなすことができるとともに、全面で均一な明るさが得られる。 The fine particles are dispersed in the color filter. By providing dispersibility, the light reflected by the fine particles can be regarded as having the same intensity as the light reflected at one-half of the film thickness of the color filter, and a uniform brightness over the entire surface. can get.
微粒子として、銀メッキした粒状樹脂を絶縁コートした粒子を用いることができる。この粒状樹脂の直径は30〜70nmが好ましい。 As fine particles, particles coated with silver-plated granular resin can be used. The diameter of this granular resin is preferably 30 to 70 nm.
本実施例の液晶表示装置の構成を図1に模式的に示す。図示するように、この液晶表示装置は下側の基板と、これと対向する対向基板5との間にネマティック液晶層6が設けられ、両基板を挟むように光学フィルム7を配置した構成である。下側基板はガラス基板4の上に開口部を持つ反射膜3が形成され、その上にカラーフィルター2が形成されている構造である。カラーフィルター2は一画素につきRGB三色の着色部を持ち、光を反射する微粒子1を一様に内在している。微粒子1として銀メッキした直径30〜70nm程度の粒状樹脂を絶縁コートした粒子を用いた。光学フィルム7は偏光板、位相差フィルム、光散乱層などを順次積層されたものである。また、この液晶表示装置はパッシブマトリックス方式で駆動するSTNモードを用いた。
The configuration of the liquid crystal display device of this example is schematically shown in FIG. As shown in the figure, this liquid crystal display device has a configuration in which a nematic
この構成において、液晶表示装置に入射した外光は、反射膜3の非開口部で主に反射されるだけでなく、カラーフィルター2内に設けられた微粒子1によっても反射される。そのため、反射膜3の開口部に対応する画素領域でも微粒子による一定の反射光が視認される。また、微粒子が平均的に分散されているものとすると、微粒子によって反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射された光と同等の強度があるとみなすことができる。そのため、微粒子が含まれたカラーフィルターの背後にある反射膜によって反射された光よりも、微粒子によって反射された光の方が反射光強度は大きいことになる。したがって、反射膜の性能すなわち開口面積を変えることなく外光下において全体的に明るい表示が視認可能となる。
In this configuration, external light incident on the liquid crystal display device is not only mainly reflected at the non-opening portion of the
本実施例の液晶表示装置の構成を図2に模式的に示す。本実施例は、半透過膜を設けない点で実施例1と相違している。その他の部分は同様であるので、重複する説明は省略する。 The configuration of the liquid crystal display device of this example is schematically shown in FIG. This example is different from Example 1 in that a semipermeable membrane is not provided. Since the other parts are the same, the overlapping description is omitted.
図示するように、本実施例は、ガラス基板4の上にカラーフィルター2が形成された下側基板を備えており、カラーフィルター2には光を反射する微粒子1が一様に内在した構成である。この構成によれば外光の一部はカラーフィルター中に内在した微粒子1によって反射される。また、バックライトを用いて照明した場合も微粒子間を通って観察者側に出射するため、半透過膜を形成していないにもかかわらず半透過型の液晶表示装置としての機能することができる。微粒子が平均的に分散されているものとすると、微粒子によって反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射された光と同等の強度があるとみなすことができる。そのため、透過型表示の色再現性と反射型表示の色再現性にあまり差異が無く、反射型表示が明るく、なおかつ透過型表示が色濃く視認できるという利点がある。また、透過光強度を重視する場合と反射光強度を重視する場合では微粒子の密度を変化させるだけで良く、半透過反射膜を用いた場合よりも容易に、低コストでの変更が可能となる。
As shown in the figure, the present embodiment includes a lower substrate in which a
本実施例の液晶表示装置の構成を図3に模式的に示す。半透過膜として誘電体多層膜のような開口部を設けないものを用いた場合の実施例である。その他の部分は実施例1と同様であるので、重複する説明は省略する。図示するように、下側基板はガラス基板4の上に誘電体多層膜8が形成され、その上に光を反射する微粒子1が一様に内在したカラーフィルター2が形成されている構造である。ここでは、誘電体多層膜8として50%の光を反射し、50%の光を透過させるものを用いた。この構成によれば、液晶表示装置に入射した外光は、半透過反射膜8で主に反射されるが、カラーフィルター2を一部通過して微粒子1によっても反射されるため、半透過反射膜8の性能によらず一定の反射光が視認される。したがって、反射光を増加させるために、半透過反射膜に、例えば70%反射して30%透過するという特性にするような、透過率を犠牲にするような設定に変更する必要がない。このように、透過時の明るさを保ちつつ反射時の明るさが向上することとなり、周囲の状況によらず明るい表示が視認可能となった。
The configuration of the liquid crystal display device of this example is schematically shown in FIG. This is an example when a semi-transmissive film such as a dielectric multilayer film that does not have an opening is used. Since other parts are the same as those in the first embodiment, the duplicate description is omitted. As shown in the figure, the lower substrate has a structure in which a
上述した各実施例では、全てパッシブマトリックス方式で駆動するSTNモードを用いたが、これに限らず、スイッチング素子によって画素電極を駆動するアクティブマトリクス方式の液晶パネルを用いてもよい。また、TNモードやECBモードなど、どのような電気光学効果モードを用いても適応可能である。 In each of the embodiments described above, the STN mode that is driven by the passive matrix method is used. However, the present invention is not limited to this, and an active matrix liquid crystal panel that drives the pixel electrode by a switching element may be used. Further, any electro-optic effect mode such as a TN mode or an ECB mode can be used.
光を反射する微粒子についても、光を反射する性質があれば、球形に限らず度のような形状でも良く、箔状、板状、多面体型、半球型等でも同様の効果が得られる。 As for the fine particles that reflect light, as long as they have the property of reflecting light, the shape is not limited to a spherical shape but may be a shape as well as a foil, a plate, a polyhedron, a hemisphere, and the like.
環境光である外光を利用して明るい表示が視認可能となるので、携帯情報機器のような種々の環境において使用が望まれる電子機器にも適応できる。さらに本発明によれば半透過膜の性能の変更を必要としないことから、低コスト化が進む電子機器にも適応できる。 Since bright display can be visually recognized using ambient light, which is ambient light, it can be applied to electronic devices that are desired to be used in various environments such as portable information devices. Furthermore, according to the present invention, since it is not necessary to change the performance of the semipermeable membrane, the present invention can be applied to an electronic device whose cost is reduced.
1 微粒子
2 カラーフィルター
3 半透過反射膜
4 ガラス基板
5 対向基板
6 ネマティック液晶
7 光学フィルム
8 誘電体多層膜
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記カラーフィルターが光を反射する微粒子を含むことを特徴とする液晶表示装置。 A substrate on which a color filter is formed, a counter substrate provided to face the substrate, and a liquid crystal layer provided between the substrate and the counter substrate,
The liquid crystal display device, wherein the color filter includes fine particles that reflect light.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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2005
- 2005-02-14 JP JP2005035886A patent/JP2006221050A/en active Pending
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