JP2012068550A - Reflecting plate and liquid crystal display device - Google Patents

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Junichi Fujisawa
淳一 藤沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflecting plate and a liquid crystal display device which can reduce the occurrence rate of color mixture even with a reduced pixel pitch to provide an image of high display quality.SOLUTION: The reflecting plate includes: a base layer 51 on which a plurality of concave portions 51a having a shape corresponding to a part of a surface shape of a sphere are formed; and spherical refracting bodies 53 which have a prescribed refractive index and are fitted into the concave portions 51a so as to partially protrude from the concave portions 51a. Surfaces of portions fitted into the concave portions 51a, of the refracting bodies 53 are coated with a reflective metal 52 which reflects light.

Description

本発明は、反射板及び液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a reflector and a liquid crystal display device.

近年、液晶パネルの前方から入射され液晶パネルの液晶層を一旦通過した外光を反射板で反射させ、再度液晶層を介して液晶パネルの前方から射出させて表示を行う反射型の液晶表示装置が開発されている(特許文献1)。そして、外光を反射させるための反射板は、外光を散乱反射させるために反射面が微細な凹凸に形成されているものや、外光を鏡面反射させるために反射面が平坦(鏡面)に形成されているものが知られている。   2. Description of the Related Art In recent years, a reflection type liquid crystal display device that performs display by reflecting external light incident from the front of a liquid crystal panel and once passing through a liquid crystal layer of the liquid crystal panel by a reflecting plate and then emitting the light again from the front of the liquid crystal panel through the liquid crystal layer Has been developed (Patent Document 1). The reflective plate for reflecting the external light has a reflective surface formed with fine irregularities to scatter and reflect the external light, or the reflective surface is flat (specular surface) for specularly reflecting the external light. What is formed is known.

特開平10−319386号公報JP-A-10-319386

ところで、液晶表示装置にはカラー表示を可能とするために、複数の色成分からなるカラーフィルタが形成されている。そして、外光は、このカラーフィルタを一旦通過して反射板で反射され、再度カラーフィルタを通過してユーザによって視認される。しかし、外光を微細な凹凸面で散乱反射させたり平坦面で鏡面反射させた場合、基板法線に対して例えば傾いた方向から入射されて反射する反射光は、光の入射方向とは異なる方向に向けて反射される。このため、高解像度化されて画素ピッチが小さくなるほど、入射時に通過したカラーフィルタの色成分と反射板で反射されて射出時に通過するカラーフィルタの色成分とが異なる光の割合が多くなる。このような場合には、液晶表示装置に表示される画像の色が本来表示されるべき色と異なって視認され、液晶表示装置に表示される画像の表示品位を低下させてしまうという問題があった。   By the way, in order to enable color display in the liquid crystal display device, a color filter composed of a plurality of color components is formed. Then, the external light passes through the color filter and is reflected by the reflecting plate, passes through the color filter again, and is visually recognized by the user. However, when external light is scattered and reflected by a fine uneven surface or specularly reflected by a flat surface, the reflected light that is incident and reflected from a direction inclined with respect to the substrate normal is different from the incident direction of light. Reflected in the direction. For this reason, the higher the resolution and the smaller the pixel pitch, the greater the proportion of light that is different between the color component of the color filter that has passed at the time of incidence and the color component of the color filter that has been reflected by the reflector and passed at the time of emission. In such a case, there is a problem that the color of the image displayed on the liquid crystal display device is viewed differently from the color to be originally displayed, and the display quality of the image displayed on the liquid crystal display device is degraded. It was.

そこで、本発明は、画素ピッチを小さくした場合であっても混色が発生する割合を抑制でき、表示品位の高い画像を得られる反射板及び液晶表示装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a reflector and a liquid crystal display device that can suppress the rate of color mixing even when the pixel pitch is reduced and obtain an image with high display quality.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明の反射板は、球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成されたベース層と、所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、を備え、前記屈折体は、前記凹部に嵌入された部分の表面が、光を反射する反射性金属によって被覆されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the reflector according to claim 1 has a base layer in which a plurality of recesses having a shape corresponding to a part of the surface shape of a sphere, and a predetermined refractive index. A spherical refractor inserted into the recess so that at least part of the refractor protrudes from the recess, and the refractor reflects light from the surface of the portion inserted into the recess. It is characterized by being covered with metal.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の反射板において、前記屈折体は、前記凹部から突出する部分の表面が、前記反射性金属から露出されていることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in the reflector according to claim 1, the surface of the refracting body protruding from the recess is exposed from the reflective metal. .

また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の反射板において、前記凹部は半球に対応した形状に形成されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the reflector according to the second aspect, the concave portion is formed in a shape corresponding to a hemisphere.

また、請求項4に記載の発明の反射板は、少なくともその表面が光を反射する反射性金属からなり、球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成された反射層と、所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、を備えていることを特徴とする。   The reflector of the invention according to claim 4 is a reflective layer in which at least the surface thereof is made of a reflective metal that reflects light, and a plurality of concave portions having a shape corresponding to a part of the surface shape of the sphere are formed, And a spherical refractor inserted into the recess so as to protrude at least partially from the recess.

また、請求項5に記載の発明の液晶表示装置は、画素電極と対向電極との間に液晶層が形成された液晶パネルと、前記液晶パネルを挟持するように配置された一対の偏光板と、前記表示パネルとの間に、前記一対の偏光板のうちの一方が介在するように配置された反射板と、を備え、前記反射板は、球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成されたベース層と、所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、を備え、前記屈折体は、前記凹部に嵌入された部分の表面が、光を反射する反射性金属によって被覆されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device including a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is formed between a pixel electrode and a counter electrode, and a pair of polarizing plates arranged so as to sandwich the liquid crystal panel. A reflective plate disposed so that one of the pair of polarizing plates is interposed between the display panel and the reflective plate, wherein the reflective plate has a shape corresponding to a part of a surface shape of a sphere. A base layer in which a plurality of recesses are formed, and a spherical refractor that has a predetermined refractive index and is fitted into the recess so that at least a part thereof protrudes from the recess. The surface of the portion inserted into the recess is covered with a reflective metal that reflects light.

また、請求項6に記載の発明の液晶表示装置は、画素電極と対向電極との間に液晶層が形成された液晶パネルと、前記液晶パネルを挟持するように配置された一対の偏光板と、前記表示パネルとの間に、前記一対の偏光板のうちの一方が介在するように配置された反射板と、を備え、前記反射板は、少なくともその表面が光を反射する反射性金属からなり、球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成された反射層と、所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、を備えていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is formed between a pixel electrode and a counter electrode; and a pair of polarizing plates disposed so as to sandwich the liquid crystal panel. A reflective plate disposed so that one of the pair of polarizing plates is interposed between the display panel and the reflective plate, and the reflective plate is made of a reflective metal whose surface reflects light. And a reflective layer in which a plurality of recesses having a shape corresponding to a part of the surface shape of the sphere are formed, and a sphere having a predetermined refractive index and fitted into the recess so that at least a part protrudes from the recess And a refracting body having a shape.

本発明によれば、画素ピッチを小さくした場合であっても混色が発生する割合を抑制でき、表示品位の高い画像を得ることができる。   According to the present invention, even when the pixel pitch is reduced, the ratio of color mixing can be suppressed, and an image with high display quality can be obtained.

液晶表示装置の外力断面構成図。The external force cross-section block diagram of a liquid crystal display device. 液晶パネルの説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図。It is explanatory drawing of a liquid crystal panel, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 薄膜トランジスタアレイの等価回路的平面図。The equivalent circuit top view of a thin-film transistor array. カラーフィルタにおける各色成分の配列図。FIG. 6 is an array diagram of each color component in a color filter. 反射板の説明図であり、(a)は外光に対する反射特性の概略説明図、(b)及び(c)は反射板の部分拡大図。It is explanatory drawing of a reflecting plate, (a) is a schematic explanatory drawing of the reflection characteristic with respect to external light, (b) And (c) is the elements on larger scale of a reflecting plate. 屈折体の配列例の説明図。Explanatory drawing of the example of an arrangement | sequence of a refractive body. 反射板の製造方法の説明図であり、(a)は耐熱性絶縁基板の上に硬化前の熱硬化性樹脂を塗布した状態及びスタンパーの一例の説明図、(b)はスタンパーを熱硬化性樹脂に押し当てた状態の説明図、(c)は反射層を成膜した状態の説明図。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a reflecting plate, (a) is the explanatory diagram of the state which applied the thermosetting resin before hardening on a heat resistant insulating substrate, and an example of a stamper, (b) is thermosetting a stamper. Explanatory drawing of the state pressed against resin, (c) is explanatory drawing of the state which formed the reflection layer into a film. 反射板の製造方法の説明図であり、(a)は第1の凹部に金属薄膜で表面が覆われた屈折体を嵌入する前の状態の説明図、(b)は第1の凹部に金属薄膜で表面が覆われた屈折体を嵌入した後の状態の説明図。It is explanatory drawing of the manufacturing method of a reflecting plate, (a) is explanatory drawing of the state before inserting the refractive body by which the surface was covered with the metal thin film in the 1st recessed part, (b) is metal in the 1st recessed part. Explanatory drawing of the state after inserting the refractive body by which the surface was covered with the thin film.

以下、本発明の反射板及び液晶表示装置を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
図1に示すように、液晶表示装置1は、第1の偏光板2と、第2の偏光板3と、第1の偏光板2と第2の偏光板3との間に配置された液晶パネル4と、液晶パネル4との間に第2の偏光板3が介在するように配置された反射板5と、を備えている。即ち、液晶表示装置1は、該液晶表示装置1が白画像を表示する際には、第1の偏光板2が配置されている側から該液晶表示装置1に入射される外光Liが、第1の偏光板2、液晶パネル4、第2の偏光板3を順に通過して反射板5で反射され、この反射板5で反射された外光Liが、第2の偏光板3、液晶パネル4、第1の偏光板2を順に通過して、反射光Loとして、該液晶表示装置1から射出するように構成されている。
Hereinafter, embodiments for implementing a reflector and a liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 1 includes a first polarizing plate 2, a second polarizing plate 3, and a liquid crystal disposed between the first polarizing plate 2 and the second polarizing plate 3. The panel 4 and the reflective plate 5 arrange | positioned so that the 2nd polarizing plate 3 may be interposed between the liquid crystal panels 4 are provided. That is, when the liquid crystal display device 1 displays a white image, the external light Li incident on the liquid crystal display device 1 from the side on which the first polarizing plate 2 is disposed, The light passes through the first polarizing plate 2, the liquid crystal panel 4, and the second polarizing plate 3 in order, is reflected by the reflecting plate 5, and the external light Li reflected by the reflecting plate 5 is reflected by the second polarizing plate 3 and the liquid crystal. The liquid crystal display device 1 is configured to pass through the panel 4 and the first polarizing plate 2 in order and to be emitted as reflected light Lo.

液晶パネル4は、図2(a)及び図2(b)に示すように、第1の基板6と第2の基板7とが互いに対向するように配置されている。そして、第1の基板6と第2の基板7は、枠形状に形成されたシール材8で接着されることにより貼り合わされている。また、第1の基板6と第2の基板7との間であって且つシール材8に囲まれた領域には、該領域に液晶が充填されることにより液晶層9が形成されている。そして、液晶パネル4は、液晶層9が形成された領域のうちの大部分に対応する領域である表示領域10に、複数の表示画素がマトリクス状に配列されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the liquid crystal panel 4 is arranged such that the first substrate 6 and the second substrate 7 face each other. And the 1st board | substrate 6 and the 2nd board | substrate 7 are bonded together by adhere | attaching with the sealing material 8 formed in the frame shape. A liquid crystal layer 9 is formed in a region between the first substrate 6 and the second substrate 7 and surrounded by the sealant 8 by filling the region with liquid crystal. In the liquid crystal panel 4, a plurality of display pixels are arranged in a matrix in a display area 10 that is an area corresponding to most of the area where the liquid crystal layer 9 is formed.

図3は、第2の基板7に形成される薄膜トランジスタアレイの等価回路的平面図である。第2の基板7には、1つの表示画素に対して1つの画素電極11が対応するようにして、表示領域10に、複数の画素電極11がマトリクス状に配列されている。即ち、複数の表示画素がマトリクス状に配列されている。そして、複数の画素電極11のそれぞれは、それぞれに対応した薄膜トランジスタ12におけるソース・ドレイン電極のうちの一方、例えば、ソース電極Sに接続されている。また、薄膜トランジスタ12におけるソース・ドレイン電極のうちの他方、例えばドレイン電極Dは、列方向に沿って延伸する信号線13に接続されている。さらに、薄膜トランジスタ12におけるゲート電極Gは、行方向に沿って延伸する走査線14に接続されている。また、画素電極11との間に補助容量Csを形成するための補助容量電極15が形成されている。そして、画素電極11は該画素電極11の一部が補助容量電極15と重なるように配置されている。ここで、薄膜トランジスタ12は、スイッチング素子として機能し、例えばnMOS型の薄膜トランジスタを用いることができる。また、走査線14は、薄膜トランジスタ12のゲート電極Gに対して該薄膜トランジスタ12をオン/オフ制御するための走査信号を供給するためのものであり、信号線13は、薄膜トランジスタ12を介して画素電極11にデータ信号を供給するためのものである。   FIG. 3 is an equivalent circuit plan view of the thin film transistor array formed on the second substrate 7. On the second substrate 7, a plurality of pixel electrodes 11 are arranged in a matrix in the display region 10 so that one pixel electrode 11 corresponds to one display pixel. That is, a plurality of display pixels are arranged in a matrix. Each of the plurality of pixel electrodes 11 is connected to one of the source / drain electrodes in the thin film transistor 12 corresponding thereto, for example, the source electrode S. The other of the source / drain electrodes in the thin film transistor 12, for example, the drain electrode D, is connected to a signal line 13 extending along the column direction. Further, the gate electrode G in the thin film transistor 12 is connected to a scanning line 14 extending along the row direction. An auxiliary capacitance electrode 15 for forming an auxiliary capacitance Cs is formed between the pixel electrode 11 and the pixel electrode 11. The pixel electrode 11 is arranged so that a part of the pixel electrode 11 overlaps the auxiliary capacitance electrode 15. Here, the thin film transistor 12 functions as a switching element, and for example, an nMOS type thin film transistor can be used. The scanning line 14 is for supplying a scanning signal for on / off control of the thin film transistor 12 to the gate electrode G of the thin film transistor 12, and the signal line 13 is connected to the pixel electrode via the thin film transistor 12. 11 for supplying a data signal.

また、信号線13、走査線14及び補助容量電極15は、表示領域10の外側の領域にまで延出されている。そして、信号線13は表示領域10の外側の領域に設けられた第1の外部接続端子16に接続され、走査線14は、表示領域6の外側の領域に設けられた第2の外部接続端子17に接続され、補助容量電極15は、表示領域6の外側の領域に設けられた第3の外部接続端子18に接続されている。なお、補助容量電極15は、各表示画素間で等しい電位になるように互いに電気的に接続されているとともに、トランスパッド19を介して後述の共通電極20に電気的に接続される。即ち、補助容量電極15は、共通電極20と等しい電位に設定されている。ここで、第1の外部接続端子16、第2の外部接続端子17及び第3の外部接続端子18は、フレキシブル配線基板などの部材が接続されることにより、このフレキシブル配線基板等を介して外部回路と電気的に接続される。例えば、第1の外部接続端子16はデータ信号を出力するデータドライバに電気的に接続され、第1の外部接続端子17は走査信号を出力する走査ドライバ18に電気的に接続され、第3の外部接続端子18はコモン信号を出力するコモンドライバに電気的に接続される。なお、図3では、図示の都合上、表示画素が3列×3行分だけ配置されている場合について示しているが、例えば、XGAでカラー表示する場合であれば、表示画素は1024×3列×768行分だけ配置される。   Further, the signal line 13, the scanning line 14, and the auxiliary capacitance electrode 15 are extended to a region outside the display region 10. The signal line 13 is connected to a first external connection terminal 16 provided in an area outside the display area 10, and the scanning line 14 is a second external connection terminal provided in an area outside the display area 6. The auxiliary capacitance electrode 15 is connected to a third external connection terminal 18 provided in a region outside the display region 6. The auxiliary capacitance electrodes 15 are electrically connected to each other so that the display pixels have the same potential, and are also electrically connected to a common electrode 20 described later via the transformer pad 19. That is, the auxiliary capacitance electrode 15 is set to the same potential as the common electrode 20. Here, the first external connection terminal 16, the second external connection terminal 17, and the third external connection terminal 18 are externally connected via a flexible wiring board or the like by connecting a member such as a flexible wiring board or the like. Electrically connected to the circuit. For example, the first external connection terminal 16 is electrically connected to a data driver that outputs a data signal, the first external connection terminal 17 is electrically connected to a scan driver 18 that outputs a scan signal, and a third The external connection terminal 18 is electrically connected to a common driver that outputs a common signal. Note that FIG. 3 shows a case where display pixels are arranged by 3 columns × 3 rows for the sake of illustration, but for example, in the case of color display by XGA, the display pixels are 1024 × 3. It is arranged for columns × 768 rows.

第1の基板6には、図2(b)に示すように、カラーフィルタ21と、該カラーフィルタ上に成膜された共通電極20が設けられている。カラーフィルタ21は、遮光性材料からなるブラックマスク21mと、赤色波長領域の光を透過するとともに他の色の波長領域の光を遮光する赤色フィルタ21rと、緑色波長領域の光を透過するとともに他の色の波長領域の光を遮光する緑色フィルタ21gと、青色波長領域の光を透過するとともに他の色の波長領域の光を遮光する青色フィルタ21bとからなっている。   As shown in FIG. 2B, the first substrate 6 is provided with a color filter 21 and a common electrode 20 formed on the color filter. The color filter 21 includes a black mask 21m made of a light-shielding material, a red filter 21r that transmits light in the red wavelength region and also blocks light in the wavelength region of other colors, and transmits light in the green wavelength region. The green filter 21g shields light in the wavelength region of the blue color and the blue filter 21b transmits light in the blue wavelength region and shields light in the wavelength regions of other colors.

ブラックマスク21mは、画素電極11に対応する位置に開口部が設けられた格子状に形成されている。そして、赤色フィルタ21rや、緑色フィルタ21g、青色フィルタ21b等の色成分としてのフィルタは、1つの表示画素に1つの色成分が対応するように、ブラックマスク21mの開口部に設けられている。ここで、赤色フィルタ21rが設けられた表示画素Rと、緑色フィルタ21gが設けられた表示画素Gと、緑色フィルタ21gが設けられた表示画素Bとが、図4に示すように、走査線14に沿う方向に対しては繰り返すように配置されているとともに、信号線13に沿う方向に対しては同一の色成分が配置された表示画素が連続するように配置されている。即ち、カラーフィルタ21は、所謂ストライプ配列に形成されている。そして、液晶表示装置1は、走査線14に沿う方向に対して連続する3つの表示画素単位Pで、1ドット分のカラー表示を行う。   The black mask 21m is formed in a lattice shape in which openings are provided at positions corresponding to the pixel electrodes 11. Filters as color components such as the red filter 21r, the green filter 21g, and the blue filter 21b are provided in the opening of the black mask 21m so that one color component corresponds to one display pixel. Here, the display pixel R provided with the red filter 21r, the display pixel G provided with the green filter 21g, and the display pixel B provided with the green filter 21g, as shown in FIG. Are arranged so as to be repeated with respect to the direction along the signal line 13, and are arranged so that display pixels on which the same color component is arranged are continuous with respect to the direction along the signal line 13. That is, the color filter 21 is formed in a so-called stripe arrangement. Then, the liquid crystal display device 1 performs color display for one dot in three display pixel units P that are continuous in the direction along the scanning line 14.

ところで、液晶パネル4は、ブラックマスク21mの開口部に対応する領域が、第1の基板6側から該液晶パネル4に入射した外光Liのうちの該表示画素に対応する色成分を第2の基板7側から反射板5に向けて射出するとともに反射板5で反射された外光Liを第2の基板7側から再び該液晶パネル4に入射させて第1の基板6側から反射光Loとして射出するように構成されている。即ち、第1の基板6及び第2の基板7は、例えばガラスのような透明な絶縁性材料により形成され、画素電極11及び共通電極20は、ITOのような透明な導電性材料により形成されている。また、液晶パネル4は、液晶層5における液晶分子の初期配向状態を制御するために、第1の基板6に設けられる薄膜のうちの最上層の薄膜(液晶層5に接する薄膜)として第1の配向膜22が設けられているとともに、第2の基板7に設けられる薄膜のうちの最上層の薄膜(液晶層5に接する薄膜)として第2の配向膜23が設けられている。そして、液晶パネル4は、画素電極11と共通電極20との間に印加される電圧の大きさが制御されることによって液晶分子の配向方向として傾斜角や方位角が変化する。   Meanwhile, in the liquid crystal panel 4, the region corresponding to the opening of the black mask 21m has a second color component corresponding to the display pixel in the external light Li incident on the liquid crystal panel 4 from the first substrate 6 side. The external light Li emitted from the substrate 7 side toward the reflecting plate 5 and reflected by the reflecting plate 5 is incident again on the liquid crystal panel 4 from the second substrate 7 side and reflected light from the first substrate 6 side. It is configured to inject as Lo. That is, the first substrate 6 and the second substrate 7 are formed of a transparent insulating material such as glass, and the pixel electrode 11 and the common electrode 20 are formed of a transparent conductive material such as ITO. ing. In addition, the liquid crystal panel 4 is a first thin film (thin film in contact with the liquid crystal layer 5) among the thin films provided on the first substrate 6 in order to control the initial alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 5. The second alignment film 23 is provided as the uppermost thin film (thin film in contact with the liquid crystal layer 5) of the thin films provided on the second substrate 7. The liquid crystal panel 4 changes the tilt angle and the azimuth angle as the alignment direction of the liquid crystal molecules by controlling the magnitude of the voltage applied between the pixel electrode 11 and the common electrode 20.

第1の偏光板2及び第2の偏光板3は、互いに直交する2つの偏光成分のうちの一方を透過するとともに他方を吸収するものであり、液晶パネル4において、例えば、第1の配向膜22と第2の配向膜23とによって液晶層9がTNモードやVAモードになるように初期配向制御されているときには、互いの偏光軸が直交するように配置される。なお、TNモードのときには、液晶層9は誘電率異方性が正の液晶が適用され、VAモードのときには、液晶層9は誘電率異方性が負の液晶が適用される。そして、このように第1の偏光板2と第2の偏光板3とが配置されることによって、さらには、画素電極11と共通電極20との間に印加される電圧の大きさが制御されることによって、第1の偏光板2から液晶パネル4に向かって入射された外光Liにおける第2の偏光板3からの射出量、さらには、第2の偏光板3から液晶パネル4に向かって入射された反射板5からの反射光における第1の偏光板2からの射出量が制御される。   The first polarizing plate 2 and the second polarizing plate 3 transmit one of the two polarization components orthogonal to each other and absorb the other. In the liquid crystal panel 4, for example, the first alignment film When the initial alignment is controlled so that the liquid crystal layer 9 is in the TN mode or the VA mode by the liquid crystal layer 22 and the second alignment film 23, they are arranged so that their polarization axes are orthogonal to each other. In the TN mode, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is applied to the liquid crystal layer 9, and in the VA mode, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is applied to the liquid crystal layer 9. By arranging the first polarizing plate 2 and the second polarizing plate 3 in this manner, the magnitude of the voltage applied between the pixel electrode 11 and the common electrode 20 is further controlled. As a result, the amount of external light Li incident from the first polarizing plate 2 toward the liquid crystal panel 4 is emitted from the second polarizing plate 3, and further from the second polarizing plate 3 toward the liquid crystal panel 4. The amount of light emitted from the first polarizing plate 2 in the reflected light from the reflecting plate 5 is controlled.

反射板5は、図5(a)、図5(b)、図5(c)に示すように、球の表面形状の一部に対応した形状の第1の凹部51aが複数形成されたベース層51と、表面形状がベース層51の表面形状に追従するように形成されることによって第1の凹部51aに対応する第2の凹部52aが形成された反射層52と、少なくともその一部が第2の凹部52aから突出するように第2の凹部52aに嵌入された球形状の屈折体53と、を有している。即ち、球形状の屈折体53は、第1の凹部51aに嵌入された部分の表面が光を反射する反射性金属52としての反射層52によって被覆されるようにして、ベース51上に配置されている。   As shown in FIGS. 5 (a), 5 (b), and 5 (c), the reflecting plate 5 is a base on which a plurality of first concave portions 51a having a shape corresponding to a part of the surface shape of a sphere are formed. A reflective layer 52 in which a second concave portion 52a corresponding to the first concave portion 51a is formed by forming the layer 51 so that the surface shape follows the surface shape of the base layer 51, and at least a part thereof A spherical refracting body 53 fitted into the second recess 52a so as to protrude from the second recess 52a. That is, the spherical refractor 53 is arranged on the base 51 so that the surface of the portion fitted in the first recess 51a is covered with the reflective layer 52 as the reflective metal 52 that reflects light. ing.

ここで、第1の凹部51a及び第2の凹部52aは、半球形状に対応するように形成されて、球形状の屈折体53の半分の領域が第2の凹部52aに丁度密着して収まるように形成されている。   Here, the first concave portion 51a and the second concave portion 52a are formed so as to correspond to a hemispherical shape so that a half region of the spherical refracting body 53 fits in close contact with the second concave portion 52a. Is formed.

そして、球形状の屈折体53の直径及び屈折率は、第1の偏光板2、液晶パネル4、第2の偏光板3を順に介して入射してくる外光Liのうち、該反射板5の法線HLに対して平行に入射してくる外光Liaを反射光Loaとして法線HLに対して平行に反射させるとともに、該反射板5の法線HLに対して傾斜した角度θで入射してくる外光Libを反射光Lobとして該外光Libが入射してきた方向に向けて該外光Libが入射してきた角度で反射するように設定されている。即ち、反射板5は、反射光が光の入射経路と同じ経路を通過するように外光Liを反射するように構成されている。   The diameter and refractive index of the spherical refracting body 53 are such that the reflecting plate 5 out of the external light Li incident through the first polarizing plate 2, the liquid crystal panel 4, and the second polarizing plate 3 in this order. The external light Lia incident in parallel to the normal line HL is reflected as reflected light Loa in parallel to the normal line HL and incident at an angle θ inclined with respect to the normal line HL of the reflector 5. The incoming external light Lib is set as reflected light Lob so as to be reflected at the angle at which the external light Lib is incident in the direction in which the external light Lib is incident. That is, the reflecting plate 5 is configured to reflect the external light Li so that the reflected light passes through the same path as the light incident path.

したがって、本実施の形態における液晶表示装置1では、外光Liが表示パネル4を通過する際に、反射板5への往路とその復路との間で、同一の表示画素、即ち、同一の色成分のフィルタを通過させることができるようになるため、混色が発生する割合が抑制され、よって、表示品位の高い画像を得ることができる。   Therefore, in the liquid crystal display device 1 according to the present embodiment, when the external light Li passes through the display panel 4, the same display pixel, that is, the same color, is provided between the forward path to the reflection plate 5 and the return path. Since the component filter can be passed, the rate of color mixing is suppressed, and an image with high display quality can be obtained.

なお、第1の凹部51a及び第2の凹部52aは、平面的には、図6(a)に示すように、球形状の屈折体53が行毎に半ピッチずれて密に配列するように形成してもよいし、図6(b)に示すように、球形状の屈折体53が行方向と列方向のそれぞれにおいて直線状に配列するように密に形成してもよい。いずれにしても、屈折体53の配列ピッチは表示画素の配列ピッチよりも小さいことが好ましく、1つの表示画素に対して100個以上の屈折体53が配列されていることがより好ましい。   As shown in FIG. 6A, the first concave portion 51a and the second concave portion 52a are arranged so that the spherical refractors 53 are densely arranged with a half-pitch shift for each row. Alternatively, as shown in FIG. 6B, the spherical refractors 53 may be formed densely so as to be linearly arranged in each of the row direction and the column direction. In any case, the arrangement pitch of the refractive bodies 53 is preferably smaller than the arrangement pitch of the display pixels, and it is more preferable that 100 or more refractive bodies 53 are arranged for one display pixel.

以下、上述したような、反射板5の製造方法について説明する。図7(a)に示すように、ガラス等の耐熱性絶縁基板55の上に硬化前の熱硬化性樹脂56を均一な厚さに塗布するとともに、半球状の凸部57aが配列されたスタンパー57を準備する。次に、図7(b)に示すように、スタンパー57を熱硬化性樹脂56上に押し当て、一定時間経過の後、この押し当てを解除し、熱硬化性樹脂56を熱硬化することによって、凸部57aの転写パターンとしての第1の凹部51aが形成された熱硬化性樹脂56と耐熱性絶縁基板55とからなるベース層51を形成する。   Hereinafter, the manufacturing method of the reflecting plate 5 as described above will be described. As shown in FIG. 7A, a thermoset resin 56 before curing is applied to a uniform thickness on a heat-resistant insulating substrate 55 such as glass, and a stamper in which hemispherical projections 57a are arranged. 57 is prepared. Next, as shown in FIG. 7 (b), the stamper 57 is pressed onto the thermosetting resin 56, and after a predetermined time, the pressing is released, and the thermosetting resin 56 is thermoset. Then, the base layer 51 made of the thermosetting resin 56 and the heat-resistant insulating substrate 55 in which the first concave portions 51a are formed as a transfer pattern of the convex portions 57a is formed.

次に、図7(c)に示すように、ベース層51の表面に蒸着法またはスパッタ法などによりアルミニウムや銀等の光反射性の高い金属薄膜を反射層52として、その表面形状がベース層51の表面形状に追従した形状になるように成膜する。即ち、ベース層51に形成された第1の凹部51aを平坦化してしまわないように、且つ、第1の凹部51aに対応した第2の凹部52aが形成されるように金属薄膜を成膜する。   Next, as shown in FIG. 7C, a metal thin film having high light reflectivity such as aluminum or silver is formed on the surface of the base layer 51 by a vapor deposition method or a sputtering method, and the surface shape is the base layer. The film is formed to have a shape following the surface shape of 51. That is, the metal thin film is formed so as not to flatten the first recess 51a formed in the base layer 51 and to form the second recess 52a corresponding to the first recess 51a. .

次に、直径が第2の凹部52aの直径に大凡等しく設定されることにより第2の凹部52aに嵌入可能な大きさの球形状の屈折体53を、第2の凹部52aのそれぞれに嵌入する。以上の方法により、図5(b)や図5(c)に示した反射板5を得ることができる。   Next, a spherical refracting body 53 having a size that can be fitted into the second concave portion 52a is set in each of the second concave portions 52a by setting the diameter to be approximately equal to the diameter of the second concave portion 52a. . By the above method, the reflecting plate 5 shown in FIGS. 5B and 5C can be obtained.

なお、第2の凹部52aと屈折体53との間の接着をより強固なものとするために、第2の凹部52aに屈折体53を嵌入した後に、次の工程を追加してもよい。即ち、第2の凹部52aに屈折体53が嵌入された状態でその表面に再びアルミニウムや銀等の光反射性の高い金属薄膜を成膜し、次に、屈折体53の表面のうちの第2の凹部52aから突出している部分の表面に成膜された金属薄膜をエッチングにより除去する。このような工程を行うことにより、1回目に成膜された金属薄膜と2回目に成膜された金属薄膜とにより第2の凹部52aの外周部分で部分的ではあるが屈折体53を挟持することができ、第2の凹部52aと屈折体53との間の接着をより強固なものとすることができる。   In order to make the adhesion between the second recess 52a and the refracting body 53 stronger, the following process may be added after the refracting body 53 is fitted into the second recess 52a. That is, a highly light reflective metal thin film such as aluminum or silver is formed again on the surface of the second recess 52a with the refractor 53 inserted therein. The metal thin film formed on the surface of the portion protruding from the second recess 52a is removed by etching. By performing such a process, the refractor 53 is sandwiched partially by the outer peripheral portion of the second recess 52a by the metal thin film formed first and the metal thin film formed second. The adhesion between the second recess 52a and the refracting body 53 can be made stronger.

また、上述の製造方法では、反射層52は、該反射層52の表面形状がベース層51の表面形状に追従するように形成されることによって第1の凹部51aに対応する第2の凹部52aが形成される場合について説明したが、反射層52は、屈折体53の表面を被覆するように形成されることによって第1の凹部51aに対応する第2の凹部52aが形成されていてもよい。   In the above-described manufacturing method, the reflective layer 52 is formed so that the surface shape of the reflective layer 52 follows the surface shape of the base layer 51, whereby the second concave portion 52a corresponding to the first concave portion 51a. However, the reflective layer 52 may be formed so as to cover the surface of the refractor 53 so that the second concave portion 52a corresponding to the first concave portion 51a may be formed. .

即ち、図7(b)に示したように、第1の凹部51aが形成されたベース層51を形成した後に、図8(a)、図8(b)に示すように、アルミニウムや銀等の光反射性の高い金属薄膜58で表面が覆われた球形状の屈折体53を、第1の凹部51aのそれぞれに嵌入する。このとき、金属薄膜58で表面が覆われた球形状の屈折体53は、その全体の直径が第1の凹部51aの直径に大凡等しく形成されることにより第1の凹部51aに嵌入可能な大きさに設定されている。   That is, as shown in FIG. 7B, after forming the base layer 51 in which the first concave portion 51a is formed, as shown in FIG. 8A and FIG. A spherical refractor 53 whose surface is covered with a highly light-reflective metal thin film 58 is fitted into each of the first recesses 51a. At this time, the spherical refractor 53 whose surface is covered with the metal thin film 58 is formed so that the entire diameter thereof is approximately equal to the diameter of the first recess 51a, so that the spherical recess 53a can be fitted into the first recess 51a. Is set.

そして、金属薄膜58のうちベース層51と屈折体53との間に介在した部分の金属薄膜58aが反射層52として残存するように、第1の凹部51aから突出した部分の屈折体53の表面を被覆している金属薄膜58bをエッチングにより除去する。以上の製造方法によっても、図5(b)や図5(c)に示したような反射板5を得ることができる。なお、このように反射板5を形成した場合には、屈折体53と反射層52との間の密着度合いが高い、即ち、屈折体53と反射層52との間に空気層が介在しないように、反射板5を形成することができる。   The portion of the metal thin film 58 that protrudes from the first recess 51 a so that the portion of the metal thin film 58 a interposed between the base layer 51 and the refractive body 53 remains as the reflective layer 52. The metal thin film 58b covering the film is removed by etching. Also by the above manufacturing method, the reflector 5 as shown in FIG.5 (b) or FIG.5 (c) can be obtained. When the reflection plate 5 is formed in this way, the degree of adhesion between the refracting body 53 and the reflecting layer 52 is high, that is, no air layer is interposed between the refracting body 53 and the reflecting layer 52. In addition, the reflecting plate 5 can be formed.

ここで、反射板5は、屈折体52の表面が空気層に接するように配置することが好ましい。即ち、該反射板5に最も隣接して配置される光学シート、例えば、第2の偏光板3との間に、空気層が介在するように、該反射板5を配置することが好ましい。外光が屈折体52に入射される際や屈折体52に入射された外光が該屈折体52から射出される際の屈折角を大きく得ることができ、反射板5の設計の自由度を大きくできる。   Here, the reflecting plate 5 is preferably arranged so that the surface of the refracting body 52 is in contact with the air layer. That is, it is preferable to dispose the reflecting plate 5 so that an air layer is interposed between the optical sheet disposed closest to the reflecting plate 5, for example, the second polarizing plate 3. When the external light is incident on the refracting body 52 or when the external light incident on the refracting body 52 is emitted from the refracting body 52, a large refraction angle can be obtained, and the degree of freedom in designing the reflector 5 can be increased. Can be big.

また、屈折体52の表面に該屈折体52よりも屈折率の低い透明な保護膜を塗布することによって、屈折体52の表面形状を保護する構成としてもよい。   Alternatively, the surface shape of the refractive body 52 may be protected by applying a transparent protective film having a refractive index lower than that of the refractive body 52 to the surface of the refractive body 52.

また、上述の実施の形態では、液晶層9との間に第2の偏光板3が介在するように反射板5を配置する構成について説明したが、液晶層9と第2の偏光板3との間に反射板5が配置される構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the reflecting plate 5 is arranged so that the second polarizing plate 3 is interposed between the liquid crystal layer 9 is described. However, the liquid crystal layer 9 and the second polarizing plate 3 It is good also as a structure by which the reflecting plate 5 is arrange | positioned between.

以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。   Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the gist of the present invention. is there.

1…液晶表示装置、2,3…偏光板、4…液晶パネル、5…反射板、21…カラーフィルタ、51…ベース層、52…反射層(反射性金属)、53…屈折体、Li,Lia,Lib…外光、Lo,Loa,Lob…反射光   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 2, 3 ... Polarizing plate, 4 ... Liquid crystal panel, 5 ... Reflecting plate, 21 ... Color filter, 51 ... Base layer, 52 ... Reflective layer (reflective metal), 53 ... Refraction body, Li, Lia, Lib ... external light, Lo, Loa, Lob ... reflected light

Claims (6)

球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成されたベース層と、
所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、
を備え、
前記屈折体は、前記凹部に嵌入された部分の表面が、光を反射する反射性金属によって被覆されていることを特徴とする反射板。
A base layer in which a plurality of concave portions having a shape corresponding to a part of the surface shape of the sphere are formed;
A spherical refractor having a predetermined refractive index and fitted into the recess so that at least a portion protrudes from the recess;
With
The reflector is characterized in that the surface of the portion fitted in the recess is covered with a reflective metal that reflects light.
前記屈折体は、前記凹部から突出する部分の表面が、前記反射性金属から露出されていることを特徴とする請求項1に記載の反射板。   2. The reflector according to claim 1, wherein the refractor has a surface of a portion protruding from the recess exposed from the reflective metal. 前記凹部は半球に対応した形状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の反射板。   The reflector according to claim 2, wherein the recess is formed in a shape corresponding to a hemisphere. 少なくともその表面が光を反射する反射性金属からなり、球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成された反射層と、
所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、
を備えていることを特徴とする反射板。
A reflective layer in which at least the surface is made of a reflective metal that reflects light and a plurality of concave portions having a shape corresponding to a part of the surface shape of the sphere are formed;
A spherical refractor having a predetermined refractive index and fitted into the recess so that at least a portion protrudes from the recess;
A reflector characterized by comprising.
画素電極と対向電極との間に液晶層が形成された液晶パネルと、
前記液晶パネルを挟持するように配置された一対の偏光板と、
前記表示パネルとの間に、前記一対の偏光板のうちの一方が介在するように配置された反射板と、
を備え、
前記反射板は、
球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成されたベース層と、
所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、
を備え、
前記屈折体は、前記凹部に嵌入された部分の表面が、光を反射する反射性金属によって被覆されていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is formed between the pixel electrode and the counter electrode;
A pair of polarizing plates arranged to sandwich the liquid crystal panel;
A reflector disposed so that one of the pair of polarizing plates is interposed between the display panel, and
With
The reflector is
A base layer in which a plurality of concave portions having a shape corresponding to a part of the surface shape of the sphere are formed;
A spherical refractor having a predetermined refractive index and fitted into the recess so that at least a portion protrudes from the recess;
With
The liquid crystal display device, wherein the surface of the portion of the refractor that is inserted into the recess is covered with a reflective metal that reflects light.
画素電極と対向電極との間に液晶層が形成された液晶パネルと、
前記液晶パネルを挟持するように配置された一対の偏光板と、
前記表示パネルとの間に、前記一対の偏光板のうちの一方が介在するように配置された反射板と、
を備え、
前記反射板は、
少なくともその表面が光を反射する反射性金属からなり、球の表面形状の一部に対応した形状の凹部が複数形成された反射層と、
所定の屈折率を有し、少なくとも一部が前記凹部から突出するように前記凹部に嵌入された球形状の屈折体と、
を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is formed between the pixel electrode and the counter electrode;
A pair of polarizing plates arranged to sandwich the liquid crystal panel;
A reflector disposed so that one of the pair of polarizing plates is interposed between the display panel, and
With
The reflector is
A reflective layer in which at least the surface is made of a reflective metal that reflects light, and a plurality of concave portions having a shape corresponding to a part of the surface shape of the sphere are formed;
A spherical refractor having a predetermined refractive index and fitted into the recess so that at least a portion protrudes from the recess;
A liquid crystal display device comprising:
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