JP2007219328A - Liquid crystal display device - Google Patents
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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視認性の向上に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device used in an electronic device such as a mobile phone. In detail, it is related with the improvement of the visibility of the reflection type display using the external light which is the light of use environment.
カラーフィルターを用いる反射型の液晶表示装置では、外部からの入射光を観測者側に反射する反射膜などの反射材料が必要である。反射膜としては、アルミニウムや銀等の金属を、真空蒸着法やスパッタリング法などの方法により形成した金属薄膜が通常用いられている。しかし、このようにして形成される金属薄膜は、一般に鏡面光沢を有するものであり、入射光に対し所定角度の領域でのみ極端に強い反射光が得られるため、そのまま用いると視野角が著しく狭くなり、実用性に欠けるという問題がある。そこで、光を散乱させる微粒子を混入した透明樹脂層などの光散乱層を設けることで、この問題を解消している。 A reflective liquid crystal display device using a color filter requires a reflective material such as a reflective film that reflects incident light from the outside to the observer side. As the reflective film, a metal thin film in which a metal such as aluminum or silver is formed by a method such as vacuum deposition or sputtering is usually used. However, the metal thin film formed in this way generally has a specular gloss, and an extremely strong reflected light can be obtained only in a predetermined angle region with respect to the incident light. Therefore, there is a problem of lack of practicality. Therefore, this problem is solved by providing a light scattering layer such as a transparent resin layer mixed with fine particles that scatter light.
従来の液晶表示装置は、種々の派生した構成も存在するが、おおよそ以下のように構成される。ガラス基板上に反射膜が形成され、反射膜上にカラーフィルターが形成される。カラーフィルターはオーバーコート層などによって平坦化され、その上に透明電極が形成される。このガラス基板とネマティック液晶を挟んで対向する対向基板上には対向透明電極が形成されている。対向基板の観測者側には、散乱板、位相差板、偏光板等の光学素子が適宜配置されている。ここで、散乱板は対向基板の表示を観察する側にあり、鏡面の反射膜はカラーフィルターの背後側に配置されている。そのため、散乱板と反射膜との距離が離れており、入射光が散乱板によって散乱された後に反射膜によって反射された光と、反射膜で反射された後に散乱板によって散乱された光が同時に見えるため表示に影が見えてしまう。これを視差という。また、散乱板と反射膜との間で散乱と反射を繰り返し、ある色のフィルターを通った光がほかの色のフィルターを通るため混色が生じ、色純度や表示コントラストが低下するという問題がある。そこで、反射膜の表面に凹凸を形成する方法が検討されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、反射膜の表面に凹凸を形成する方法では、散乱度の制御が難しく、また人為的に凹凸を形成するため、凹凸の配列に規則性が生じてしまい、規則性に応じた干渉光が観察されるという問題が生じる。また、有機膜を形成する工程が増えるなどの問題点があった。 However, in the method of forming irregularities on the surface of the reflective film, it is difficult to control the degree of scattering, and since irregularities are artificially formed, regularity occurs in the arrangement of irregularities, and interference light according to regularity is generated. The problem of being observed arises. There are also problems such as an increase in the number of steps for forming the organic film.
そこで、本発明は、表示の視差・混色の発生、表示コントラストの低下を簡単な構成で解消することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to eliminate the occurrence of display parallax and color mixing and the reduction of display contrast with a simple configuration.
本発明の液晶表示装置は、着色層が形成された基板と、対向基板と、前記基板と対向基板との間に設けられた液晶と、前記着色層の背後側に設けられ、観測方向から入射した光を反射する鏡面反射層を備えており、着色層は入射した光を散乱するための散乱機能も備えている。このような散乱機能を持つように、着色層には入射した光を散乱する光散乱微粒子が含まれている。ここで、光散乱性微粒子は、可視光波長よりも大きな粒径、例えば、1000nm〜3000nmの粒径である。 The liquid crystal display device of the present invention includes a substrate on which a colored layer is formed, a counter substrate, a liquid crystal provided between the substrate and the counter substrate, and a back side of the colored layer, which is incident from an observation direction. The mirror layer is provided with a specular reflection layer that reflects the incident light, and the colored layer also has a scattering function for scattering incident light. In order to have such a scattering function, the colored layer contains light scattering fine particles that scatter incident light. Here, the light-scattering fine particles have a particle size larger than the visible light wavelength, for example, a particle size of 1000 nm to 3000 nm.
また、着色層は感光性樹脂を含むとともに、光散乱性微粒子は感光性樹脂と屈折率が異なっている。 The colored layer includes a photosensitive resin, and the light scattering fine particles have a refractive index different from that of the photosensitive resin.
反射層は基板と着色層の間に形成されている。そのため、視差をなくすことができる。また、反射層は入射した光の一部を透過する機能を持っていてもよい。このときには、半透過型の液晶表示装置となる。 The reflective layer is formed between the substrate and the colored layer. Therefore, parallax can be eliminated. Further, the reflective layer may have a function of transmitting a part of incident light. In this case, a transflective liquid crystal display device is obtained.
具体的には、カラーフィルターの感光性レジストに赤(R)、緑(G)、青(B)の各色顔料に加え、可視光波長よりも大きな粒径の光散乱性微粒子を混ぜて、フォトリソグラフィーによる通常の顔料分散法カラーフィルターの製造方法によりカラーフィルターを形成する。これにより、カラーフィルターは着色機能と散乱機能を兼ね備えた機能層となり、反射膜と散乱機能層が近接するため、視差をなくすことができる。また、粒径、混入比率を変えることにより散乱度の制御が簡単にできる。 Specifically, in addition to the red (R), green (G), and blue (B) color pigments in the photosensitive resist of the color filter, light scattering fine particles having a particle size larger than the visible light wavelength are mixed, and photo A color filter is formed by an ordinary pigment dispersion method color filter manufacturing method using lithography. Thereby, the color filter becomes a functional layer having both a coloring function and a scattering function, and the reflection film and the scattering functional layer are close to each other, so that parallax can be eliminated. Further, the scattering degree can be easily controlled by changing the particle diameter and the mixing ratio.
本発明による反射型液晶装置は、工程を増やすことなく、反射型液晶表示の際の表示の視差・混色の発生、表示コントラストの低下を解消し、干渉光を生じさせず、散乱度の制御が容易になる。すなわち、外光を用いた反射型液晶表示の表示品質を向上させる効果がある。 The reflective liquid crystal device according to the present invention eliminates the occurrence of display parallax and color mixing and the decrease in display contrast in the reflective liquid crystal display without increasing the number of steps, and does not cause interference light and can control the degree of scattering. It becomes easy. That is, there is an effect of improving the display quality of the reflective liquid crystal display using external light.
本発明の液晶表示装置は、ガラス基板上に反射膜が形成され、その上に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散乱する微粒子を備えている。このような構成により、カラーフィルターは着色機能と散乱機能を兼ね備えた機能層となり、反射膜と散乱機能層が近接するため、視差をなくすことができる。また、粒径、混入比率を変えることにより散乱度の制御が簡単にできる。 The liquid crystal display device of the present invention includes a substrate on which a reflective film is formed on a glass substrate and a color filter formed thereon, a counter substrate provided to face the substrate, and a gap between the substrate and the counter substrate. The liquid crystal layer is provided, and fine particles that scatter light contained in the color filter are provided. With such a configuration, the color filter becomes a functional layer having both a coloring function and a scattering function, and since the reflective film and the scattering functional layer are close to each other, parallax can be eliminated. Further, the scattering degree can be easily controlled by changing the particle diameter and the mixing ratio.
微粒子としては感光性樹脂と屈折率の違いが大きいものであれば有機物無機物を問わずどのようなものでも用いることができる。この粒状樹脂の直径は780nm以上が好ましい。さらに、粒径や混入比率を制御することにより散乱度を制御することが簡単にできる。 Any fine particles can be used regardless of whether they are organic or inorganic, as long as the difference in refractive index from the photosensitive resin is large. The diameter of the granular resin is preferably 780 nm or more. Furthermore, it is possible to easily control the scattering degree by controlling the particle diameter and the mixing ratio.
また、反射膜としては半透過反射膜や、開口部を設けたものを用いることができる。その場合、開口部や半透過特性を利用して、バックライトなどの光源を利用した表示を観察することも可能となる。 Further, as the reflective film, a transflective film or a film provided with an opening can be used. In that case, it is also possible to observe a display using a light source such as a backlight by utilizing the opening and the transflective characteristics.
以下、実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
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5と、これと対向する対向基板6との間にネマティック液晶層7が設けられ、両基板を挟むように光学フィルム8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9を持つアルミニウムの蒸着反射膜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、光を散乱する微粒子1を一様に内在している。光学フィルム8は偏光板、位相差フィルムを順次積層したものである。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、光学フィルム8、対向基板6、ネマティック液晶層7を通り、カラーフィルター2に到達する。光はカラーフィルター2内に設けられた微粒子1によって散乱され、直後にもうけられた反射膜3で反射され、反射光はカラーフィルター2を通り、再びカラーフィルター2内に設けられた微粒子1によって散乱される。そのため、散乱と反射が多重に起こり、最終的には散乱された反射光がネマティック液晶層7に戻り、それを観察することになる。このとき、光を散乱する機能を持つカラーフィルター2と光を反射する機能を持つ反射膜3が近接しているため、視差が無く、多重散乱によるコントラストの低下も無い。よって、外光を利用した反射型液晶表示においての視認性の良い表示が達成できる。
In this configuration, external light incident on the liquid crystal display device passes through the
また、本実施例の構成によれば、反射膜3は開口部9を持つため、バックライト等の光源を利用した表示を視認することも可能となる。その際、微粒子1は散乱効果を発揮するため、視野角の広い表示が得られる。
In addition, according to the configuration of the present embodiment, since the
具体的に微粒子1として可視光範囲の波長である380nm〜780nmの直径のものまたはそれ以下の大きさであれば散乱の度合いが光の波長に依存するため、可視光範囲の波長より大きい粒径のものが望ましく、1μm(=1000nm)〜3μmのものを用いた。材料としてはベースとなる感光性樹脂と屈折率の違いが大きいものであれば有機物無機物を問わずどのようなものでも用いることができる。本実施例においては酸化アルミニウムの微粒子を用いた。
Specifically, since the degree of scattering depends on the wavelength of light if 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。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5はガラス基板4の上に誘電体多層膜10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10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。この構成によっても実施例1と同様の反射、散乱効果を得ることができるため、外光を利用した反射型液晶表示においての視認性の良い表示が達成できる。
The configuration of the liquid crystal display device of this example is schematically shown in FIG. In this example, 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
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.
また、鏡面反射膜も金属薄膜や誘電体多層膜に限らず、反射電極などを用いても適応できる。 The specular reflection film is not limited to a metal thin film or a dielectric multilayer film, but can be applied by using a reflection electrode.
環境光である外光を利用して、良好な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。 Since a good 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.
1 微粒子
2 カラーフィルター
3 反射膜
4 ガラス基板
5 下側基板
6 対向基板
7 液晶層
8 光学フィルム
9 開口部
10 半透過反射膜
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記着色層は入射した光を散乱するための散乱機能も備えることを特徴とする液晶表示装置。 A substrate on which a colored layer is formed, a counter substrate, a liquid crystal provided between the substrate and the counter substrate, and a specular reflection layer that is provided behind the colored layer and reflects light incident from an observation direction In a liquid crystal display device comprising:
The liquid crystal display device, wherein the colored layer also has a scattering function for scattering incident light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006041700A JP2007219328A (en) | 2006-02-18 | 2006-02-18 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012194550A (en) * | 2011-03-02 | 2012-10-11 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Optical device, display device, and illumination device |
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2006
- 2006-02-18 JP JP2006041700A patent/JP2007219328A/en active Pending
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