JP4544908B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は半透過型の液晶表示装置の構造に関するものである。   The present invention relates to the structure of a transflective liquid crystal display device.

近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。さらにバックライトを使用しない反射型液晶表示装置の技術も開発されており、薄型、軽量および低消費電力化に優れている。   In recent years, liquid crystal display devices have been used for large-sized and high-definition monitors in addition to small or medium-sized portable information terminals and notebook computers. Furthermore, a technology of a reflective liquid crystal display device that does not use a backlight has been developed, and is excellent in thinness, light weight, and low power consumption.

反射型液晶表示装置には、後方に配設した基板の内面に対し凹凸形状の光反射層を形成した散乱反射型があるが、バックライトを用いないことで、周囲の光を有効に利用している。   A reflective liquid crystal display device has a scattering reflection type in which an uneven light reflection layer is formed on the inner surface of a substrate disposed at the back, but the surrounding light is effectively used by not using a backlight. ing.

また、光反射層に代えて、半透過膜を形成し、バックライトを設け、反射モードや透過モードに使い分ける半透過型液晶表示装置も開発されている。   In addition, a transflective liquid crystal display device has been developed in which a transflective film is formed in place of the light reflecting layer, a backlight is provided, and the reflective mode and the transmissive mode are selectively used.

この半透過型液晶表示装置によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として用いたり、あるいはバックライトを装着して透過型の装置として使用するが、双方の機能を併せ持たせるために、半透過膜を使用している(特開平8−292413号参照)。また、アクティブマトリックス型半透過型液晶表示装置に同様な目的で半透過膜を使用することが提案されている(特開平7−318929号参照)。   According to this transflective liquid crystal display device, it can be used as a reflective device by external illumination such as sunlight or fluorescent lamp, or it can be used as a transmissive device with a backlight attached. In order to provide this, a semi-permeable membrane is used (see JP-A-8-292413). In addition, it has been proposed to use a semi-transmissive film for the same purpose in an active matrix type semi-transmissive liquid crystal display device (see JP-A-7-318929).

かかるハーフミラーの半透過膜を使用すると、反射率と透過率の双方の機能をともに向上させることが難しいという課題があり、この課題を解消するために、光透過用ホールを設けた反射膜を上記の半透過膜に代えて使用した半透過型液晶表示装置が提案されている。   When such a semi-transmissive film of a half mirror is used, there is a problem that it is difficult to improve both functions of reflectance and transmittance. To solve this problem, a reflective film provided with a light transmitting hole is used. A transflective liquid crystal display device used in place of the transflective film has been proposed.

また、スペーサー表面に、炭素数1〜6、12〜22のアルキル基を形成することによって、湿式散布性に優れ、液晶とスペーサーとの界面で液晶分子の配向異常による光抜け発生を防いだ、液晶表示素子用スペーサー及び液晶表示装置が提案されている。(特開2003―186025号参照)
特開平8−292413号 特開平7−318929号 特開2003−186025号
In addition, by forming an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and 12 to 22 carbon atoms on the surface of the spacer, it is excellent in wet dispersibility and prevents light leakage due to abnormal alignment of liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal and the spacer. Liquid crystal display element spacers and liquid crystal display devices have been proposed. (See JP2003-186025)
JP-A-8-292413 JP-A-7-318929 JP 2003-186025 A

従来の透過型液晶表示装置、反射型液晶表示装置、ハーフミラーを用いた半透過型液晶表示装置においては、マトリックス状に配列された各画素の全体を利用して表示を行うため、スペーサーの大きさに対して、有効な画素の大きさが大きいため、上記のようにスペーサー表面に、炭素数1〜6、12〜22のアルキル基を形成することによって配向異常による光抜け発生を防止することができた。   In conventional transmissive liquid crystal display devices, reflective liquid crystal display devices, and transflective liquid crystal display devices using a half mirror, display is performed using the entire pixels arranged in a matrix. On the other hand, since the effective pixel size is large, as described above, formation of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and 12 to 22 carbon atoms on the surface of the spacer prevents the occurrence of light leakage due to orientation abnormality. I was able to.

しかし、光透過用ホールを設けた反射膜を用いた半透過型液晶表示装置においては、画素の一部分のみが透過表示に寄与している。   However, in a transflective liquid crystal display device using a reflective film provided with a light transmitting hole, only a part of the pixels contributes to transmissive display.

ここで、2枚の基板間に配置するスペーサーは、湿式散布あるいは乾式散布によりランダムに配置されるため、光透過用ホール上に配置されるスペーサーの個数もランダムとなる。   Here, since the spacers disposed between the two substrates are randomly disposed by wet spraying or dry spraying, the number of spacers disposed on the light transmitting hole is also random.

そのため、2枚の基板間に従来の透明なスペーサーを設置した場合、黒表示時において透明なスペーサー自体と、その周辺の液晶の配向異常による白抜けが生じ、さらに、各画素における白抜けの程度は、光透過孔上に配置されたスペーサーの数に依存するため、全体的に白抜けがムラ状に見える。   Therefore, when a conventional transparent spacer is installed between two substrates, white spots occur due to abnormal alignment of the transparent spacer itself and the surrounding liquid crystal during black display, and the degree of white spots in each pixel. Is dependent on the number of spacers arranged on the light transmission hole, so that white spots appear to be uneven as a whole.

また、スペーサー表面に、炭素数1〜6、12〜22のアルキル基を形成することにより配向異常による光抜けを防止することができるが、スペーサーの大きさに対して、有効な画素の大きさが小さいため、白表示において配向規制力が強すぎる場合には、黒ムラが見えてしまう。   In addition, formation of an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and 12 to 22 carbon atoms on the spacer surface can prevent light leakage due to orientation abnormality, but the effective pixel size with respect to the spacer size. Therefore, when the orientation regulation force is too strong in white display, black unevenness is visible.

本発明は上述の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、光透過用ホールを設けた反射膜を用いた半透過型液晶表示装置であって、液晶層に混在するスペーサーによる表示ムラを解消し、安定した表示が可能な半透過型の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 of the present invention is a transflective liquid crystal display device using a reflective film provided with a light transmissive hole, by a spacer mixed in a liquid crystal layer. An object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device capable of eliminating display unevenness and capable of stable display.

本発明の液晶表示装置は、複数の画素領域を有した液晶表示装置であって、表示面側の第1の基板と、前記第1の基板に対向して配置された裏面側の第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に介在された液晶層と、前記液晶層に配置されたスペーサーと、前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられており、かつ1つの画素領域毎に、光反射領域および光透過領域を有した反射膜と、前記第2の基板に対向して配置され、かつ前記第2の基板に対して光を供給するためのバックライトと、を備え、前記スペーサーは、黒色のスペーサーと、当該黒色のスペーサーと同じ径を有する透明のスペーサーと、を含み、前記黒色のスペーサーと前記透明のスペーサーとの比率は、20:80〜80:20の範囲であり、前記スペーサーの半径をr、前記光透過領域の面積をSとしたとき、πr /Sの値は、0.001〜0.01の範囲であるThe liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device having a plurality of pixel regions, and includes a first substrate on the display surface side and a second back surface side disposed opposite to the first substrate. A substrate, a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate , a spacer disposed in the liquid crystal layer, and between the first substrate and the second substrate A reflective film having a light reflection region and a light transmission region for each pixel region , and disposed opposite to the second substrate and transmitting light to the second substrate. A backlight for supplying, and the spacer includes a black spacer and a transparent spacer having the same diameter as the black spacer, and the ratio of the black spacer to the transparent spacer is , 20: 80-80: 20 range der of is, the space When the radius of the service r, the area of the light transmitting region was S, the value of pi] r 2 / S is in the range of 0.001 to 0.01.

本発明の液晶表示装置は、1つの画素領域に光反射領域と光透過領域とを具備しており、この上下2枚の基板の間の液晶層に、黒色のスペーサーと透明のスペーサーの比率を20:80〜80:20の範囲で混在して配置している。これにより、白表示のザラツキ、黒表示のザラツキやカラー表示時においてはスペーサーのムラの顕在化のない液晶表示装置となる。   The liquid crystal display device of the present invention includes a light reflection region and a light transmission region in one pixel region, and the ratio of the black spacer to the transparent spacer is set on the liquid crystal layer between the upper and lower substrates. They are mixed and arranged in the range of 20:80 to 80:20. As a result, a liquid crystal display device in which the unevenness of the spacer is not manifested during white display roughness, black display roughness or color display is obtained.

以下、本発明を添付の図面を用いて詳述する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の液晶表示装置の概略構造を示す断面図である。図1は、隣接する画素部分の平面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a liquid crystal display device of the present invention. FIG. 1 is a plan view of adjacent pixel portions.

一方部材は、例えば第2の基板であり、図では下部側の透明基板4を含む部材である。具体的には透明基板4であるガラス基板の内面に光透過孔を形成したアルミニウム金属材などからなる光反射膜9を形成し、そして、この上にカラーフィルター8、アクリル系樹脂から成るオーバーコート層7、多数平行にストライプ状配列したITOから成る透明電極5および一定方向にラビングしたポリイミド樹脂から成る配向膜6が順次積層されている。なお、透明電極5と配向膜6との間に樹脂やSiO2等から成る絶縁膜を介在させてもよい。 カラーフィルター8は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔料(赤、緑、青)により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成している。 On the other hand, the member is, for example, a second substrate, and is a member including the transparent substrate 4 on the lower side in the drawing. Specifically, a light reflection film 9 made of an aluminum metal material having a light transmission hole formed on the inner surface of a glass substrate which is a transparent substrate 4 is formed, and a color filter 8 and an overcoat made of an acrylic resin are formed thereon. A layer 7, a transparent electrode 5 made of ITO arranged in stripes in parallel, and an alignment film 6 made of polyimide resin rubbed in a certain direction are sequentially laminated. Note that an insulating film made of resin, SiO 2 or the like may be interposed between the transparent electrode 5 and the alignment film 6. The color filter 8 is formed by photolithography by applying a photosensitive resist previously prepared by a pigment dispersion method, that is, a pigment (red, green, blue) onto a substrate.

前記他方部材は、例えば第1の基板であり、図では表示面側の透明基板4を含む部材である。具体的には、透明基板4であるガラス基板の内面には多数平行にストライプ状配列したITOから成る透明電極5、および一定方向にラビングしたポリイミド樹脂から成る配向膜6が順次積層されている。また、配向膜6は透明電極5上に直接成膜形成しているが、配向膜6と透明電極5との間に樹脂やSiO2等から成る絶縁膜を介在させてもよい。 The other member is, for example, a first substrate, and is a member including a transparent substrate 4 on the display surface side in the drawing. Specifically, a transparent electrode 5 made of ITO and a plurality of alignment electrodes 6 made of polyimide resin rubbed in a certain direction are sequentially laminated on the inner surface of a glass substrate which is a transparent substrate 4. The alignment film 6 is formed directly on the transparent electrode 5, but an insulating film made of resin, SiO 2 or the like may be interposed between the alignment film 6 and the transparent electrode 5.

そして、このような構成の一方部材および他方部材を、たとえば200°〜260°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶16からなる液晶を介してシール部材により貼り合わせる。また、両部材間には液晶(以下、単に液晶層16という)の厚みを一定にするためにスペーサー10を多数個配している。   Then, the one member and the other member having such a configuration are bonded to each other by a seal member via a liquid crystal composed of a chiral nematic liquid crystal 16 twisted at an angle of, for example, 200 ° to 260 °. In addition, a large number of spacers 10 are arranged between both members in order to keep the thickness of the liquid crystal (hereinafter simply referred to as the liquid crystal layer 16) constant.

さらに一方部材の透明基板4の外側にポリカーボネイト等から成る位相差板11とヨウ素系の偏光板12とを順次形成する。また、他方部材の透明基板4の外側にポリカーボネイト等から成る第1位相差板3と第2位相差板2とヨウ素系の偏光板1とを順次形成する。これらの配設については、アクリル系の材料から成る粘着材を塗布することで行う。   Further, a phase difference plate 11 made of polycarbonate or the like and an iodine-based polarizing plate 12 are sequentially formed outside the transparent substrate 4 as one member. Further, the first retardation plate 3, the second retardation plate 2, and the iodine-based polarizing plate 1 made of polycarbonate or the like are sequentially formed outside the transparent substrate 4 of the other member. About these arrangement | positioning, it performs by apply | coating the adhesive material which consists of an acryl-type material.

そして、上述の液晶パネルDPの下部側の透明基板4に形成した偏光板12に、光源部と導光板17から成るバックライトユニットBLを密着させて配設する。   The backlight unit BL including the light source unit and the light guide plate 17 is disposed in close contact with the polarizing plate 12 formed on the transparent substrate 4 on the lower side of the liquid crystal panel DP.

このような構造の液晶パネルDPは、2つの基板4を対向させることにより、例えば一対の透明電極5が交差して形成される画素が、また、TFTやTFDの場合には、一方の基板の透明電極で規定される画素が、マトリックス状に複数配列されることになる。   In the liquid crystal panel DP having such a structure, when the two substrates 4 are opposed to each other, for example, in the case where a pixel formed by crossing a pair of transparent electrodes 5 is a TFT or a TFD, A plurality of pixels defined by the transparent electrode are arranged in a matrix.

ここで、図1では、STN構造を示したが、TFT、TFDを内設して、各画素にスイッチングトランジスタを接続した液晶パネルDPでもよい。また、図1ではカラーフィルター8が下部側の透明基板4に形成されているが、表示面側の透明基板4に形成してもよい。   Here, although the STN structure is shown in FIG. 1, a liquid crystal panel DP in which a TFT and a TFD are provided and a switching transistor is connected to each pixel may be used. In FIG. 1, the color filter 8 is formed on the transparent substrate 4 on the lower side, but may be formed on the transparent substrate 4 on the display surface side.

図2は、隣接する画素を示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing adjacent pixels.

本実施例では、透明基板4に形成した反射膜9は、Al単体やAl合金(AlTiなど)などのAlを主成分とする材料からなり、1200Åの厚さで形成されている。その他の材料としてAg、Ag合金(AgPd、AgPdCu、AgCuAu等)を1000〜1500Åの厚さで形成してもよい。   In the present embodiment, the reflective film 9 formed on the transparent substrate 4 is made of a material mainly composed of Al, such as Al alone or an Al alloy (such as AlTi), and is formed with a thickness of 1200 mm. As other materials, Ag and an Ag alloy (AgPd, AgPdCu, AgCuAu, etc.) may be formed with a thickness of 1000 to 1500 mm.

そして、反射モードは、表示面側の透明基板4から入射された外部の周囲光を利用して液晶表示を行うものあり、具体的には周囲光が画素の光反射領域を構成する反射膜14にて反射する光が表示面側の透明基板4から導出して液晶表示される。透過モードは、下部側の透明基板4の外部側に配置されたバックライトBLの光を用いて表示するものであり、具体的には、バックライトBLの光が画素の反射膜14内に形成された透過孔15(光透過領域)を介して表示面側の透明基板4から導出して液晶表示される。   In the reflection mode, liquid crystal display is performed using external ambient light incident from the transparent substrate 4 on the display surface side. Specifically, the reflective film 14 in which ambient light constitutes a light reflection region of the pixel. Is reflected from the transparent substrate 4 on the display surface side and displayed on the liquid crystal. In the transmissive mode, display is performed using the light of the backlight BL arranged on the outer side of the lower transparent substrate 4, and specifically, the light of the backlight BL is formed in the reflective film 14 of the pixel. The liquid crystal is displayed from the transparent substrate 4 on the display surface side through the transmitted hole 15 (light transmission region).

次に、液晶層16に配置されたスペーサー、即ち、画素の光反射領域、光透過領域に偏在することなく分散されるスペーサーの構造について説明する。   Next, the structure of the spacers arranged in the liquid crystal layer 16, that is, the spacers dispersed without being unevenly distributed in the light reflection region and the light transmission region of the pixel will be described.

スペーサー10は、少なくとも2種類のスペーサーからなる。即ち、実質的に透明なスペーサー10と実質的に黒色のスペーサーである。透明なスペーサーの基材は、エチレン性不飽和基を有する単量体をラジカル重合剤の下で懸濁重合することにより形成される。また、黒色のスペーサーは、上記単量体に黒色の顔料を混合したり、透明な基材の周囲を黒色皮膜で覆うことによって得られる。   The spacer 10 is composed of at least two types of spacers. That is, the substantially transparent spacer 10 and the substantially black spacer. The transparent spacer substrate is formed by suspension polymerization of a monomer having an ethylenically unsaturated group under a radical polymerization agent. The black spacer can be obtained by mixing a black pigment with the above monomer or covering the periphery of a transparent substrate with a black film.

尚、具体的には、黒色のスペーサーや透明のスペーサーともに半径rは、例えば3μmに設定されている。ここで、1つの画素内の透過孔15(光透過領域)の面積をSとする。   Specifically, the radius r is set to 3 μm, for example, for both the black spacer and the transparent spacer. Here, the area of the transmission hole 15 (light transmission region) in one pixel is S.

このような場合には、図3(A)や図3(B)のように表示される。尚、図3(A)は
スペーサーの散乱が均一に液晶層16内に分散され、表示ムラがない状態を示している。これに対して、図3(B)は液晶層16内のスペーサーの分散に偏在があり、透過孔15(光透過領域)に通過する光がスペーサーから受ける影響度合が、各画素で相違するため表示ムラとして見えてしまう。
In such a case, it is displayed as shown in FIG. 3 (A) or FIG. 3 (B). FIG. 3A shows a state in which scattering of the spacer is uniformly dispersed in the liquid crystal layer 16 and there is no display unevenness. On the other hand, in FIG. 3B, the dispersion of the spacers in the liquid crystal layer 16 is unevenly distributed, and the degree of influence that the light passing through the transmission hole 15 (light transmission region) receives from the spacer is different for each pixel. It appears as display unevenness.

つまり、近接しあう画素内にあるスペーサー、特に光透過領域に存在するスペーサーの個数が異なることによりムラが生じることになる。   That is, unevenness occurs due to the difference in the number of spacers in adjacent pixels, particularly the number of spacers present in the light transmission region.

ここで、スペーサー半径をr、画素における光透過孔15(光透過領域)面積をSとし、透過孔領域A、Bに存在するスペーサー個数をN、Nとすると、透過孔領域A、Bにおけるスペーサーの面積比率はそれぞれ、Nπr2/S、Nπr2/Sとなる。次に、その差は、(N−N)πr/Sとなり、この数値が大きい程ムラが見えやすくなる。そこで、この数値は、光透過孔領域の面積Sが大きくなれば小さくなり、ムラが見えにくくなる。 Here, assuming that the spacer radius is r, the area of the light transmission hole 15 (light transmission region) in the pixel is S, and the number of spacers present in the transmission hole regions A and B is N A and N B , the transmission hole regions A and B The area ratios of the spacers in are respectively N A πr 2 / S and N B πr 2 / S. Next, the difference is (N A −N B ) πr 2 / S, and as this value increases, unevenness becomes more visible. Therefore, this numerical value decreases as the area S of the light transmission hole region increases, and unevenness becomes difficult to see.

そこで、N−N=1としたときのπr/Sの値(下記、それぞれの光反射領域と光透過領域を有する半透過型液晶表示装置を作製し、Sの値を計算)と、黒表示での白抜け、白表示での黒点比較した結果である。

Figure 0004544908
Therefore, the value of πr 2 / S when N A −N B = 1 is set (the transflective liquid crystal display device having the respective light reflection regions and light transmission regions described below is manufactured, and the value of S is calculated) and This is a result of comparing white spots in black display and black spots in white display.
Figure 0004544908

例えば、表1における夫々πr/Sの値は、以下のように画素の大きさ、透過孔の値を調整して変化させたものでる。各画素のピッチ(実際には1画素の面積に相当)は120μm×360μm、反射膜14の光透過孔15(光透過領域)の面積は100μm×269μmとして、1画素における光反射領域の面積と光透過領域の面積は、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は30:70との関係とした。この時のπr/S値は0.0010となる。 For example, the values of πr 2 / S in Table 1 are changed by adjusting the pixel size and the value of the transmission hole as follows. The pitch of each pixel (which actually corresponds to the area of one pixel) is 120 μm × 360 μm, and the area of the light transmission hole 15 (light transmission region) of the reflective film 14 is 100 μm × 269 μm. The area of the light transmission region was set to be 30:70 in the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region. The πr 2 / S value at this time is 0.0010.

また、画素面積は100μm×300μm、反射膜14の光透過孔15の面積は、80μm×212μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積を35:65との関係とした。この時のπr/S=0.0017である。 Further, the pixel area was 100 μm × 300 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 80 μm × 212 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 35:65. Πr 2 / S at this time is 0.0017.

また、画素面積は80μm×240μm、反射膜14の光透過孔15の面積は60μm×201μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積を25:75との関係とした。この時のπr/S=0.0023である。 The pixel area was 80 μm × 240 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 60 μm × 201 μm, and the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 25:75. At this time, πr 2 /S=0.0003.

また、画素面積は90μm×270μm、反射膜14の光透過孔15の面積は70μm×119μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積を60:40との関係とした。この時のπr/S=0.0034である。 The pixel area was 90 μm × 270 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 70 μm × 119 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 60:40. Πr 2 / S at this time is 0.0034.

また、画素面積は70μm×210μm、反射膜14の光透過孔15の面積は50μm×120μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は50:50との関係とした。この時のπr/S=0.0047である。 The pixel area was 70 μm × 210 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 50 μm × 120 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 50:50. Πr 2 / S at this time is 0.0047.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×128μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は40:60との関係とした。この時のπr/S=0.0055である。 The pixel area was 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 40 μm × 128 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 40:60. Πr 2 / S at this time is 0.0055.

また、画素面積は70μm×210μm、反射膜14の光透過孔15の面積は50μm×84μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は65:35との関係とした。この時のπr/S=0.0067である。 The pixel area was 70 μm × 210 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 50 μm × 84 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 65:35. Πr 2 / S at this time is 0.0067.

また、画素面積は70μm×210μm、反射膜14の光透過孔15の面積は50μm×72μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は70:30との関係とした。この時のπr/S=0.0079である。 The pixel area was 70 μm × 210 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 50 μm × 72 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 70:30. Πr 2 / S at this time is 0.0079.

また、画素面積は80μm×240μm、反射膜14の光透過孔15の面積は60μm×54μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は80:20との関係とした。この時のπr/S=0.0088である。 Further, the pixel area was 80 μm × 240 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflective film 14 was 60 μm × 54 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 80:20. Πr 2 / S at this time is 0.0088.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×70μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は67:33との関係とした。この時のπr/S=0.0101である。 The pixel area was 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 40 μm × 70 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 67:33. Πr 2 / S at this time is 0.0101.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×64μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は33:67との関係とした。この時のπr/S=0.0110である。 The pixel area was 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 40 μm × 64 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 33:67. At this time, πr 2 /S=0.110.

また、画素面積は70μm×210μm、反射膜14の光透過孔15の面積は50μm×48μmとし、光反射領域の部面積:光透過領域の面積=80:20との関係とした。この時のπr/S=0.0117である。 The pixel area was 70 μm × 210 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflective film 14 was 50 μm × 48 μm, and the relationship of the partial area of the light reflection region: area of the light transmission region = 80: 20 was established. At this time, πr 2 /S=0.117.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×53μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は75:25との関係とした。この時のπr/S=0.0133である。 The pixel area was 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 40 μm × 53 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 75:25. At this time, πr 2 /S=0.133.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×47μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は78:22との関係とした。この時のπr/S=0.0150である。 The pixel area was 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 40 μm × 47 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region was 78:22. At this time, πr 2 /S=0.150.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×43μmとし、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は80:20との関係とした。この時のπr/S=0.0164である。 The pixel area was 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 was 40 μm × 43 μm, and the relationship between the area of the light reflection region and the area of the light transmission region was 80:20. At this time, πr 2 /S=0.0164.

また、画素面積は60μm×180μm、反射膜14の光透過孔15の面積は40μm×34μmであり、光反射領域の面積:光透過領域の面積の関係は84:16との関係とした。この時のπr/S=0.0207である。 Further, the pixel area is 60 μm × 180 μm, the area of the light transmission hole 15 of the reflection film 14 is 40 μm × 34 μm, and the relationship of the area of the light reflection region: the area of the light transmission region is 84:16. At this time, πr 2 /S=0.0207.

表1に示すように、透明スペーサーを200個/mmの密度で配置した液晶表示装置においては、πr/Sが0.001〜0.01の範囲においては白表示においても黒表示においても全くザラツキや表示ムラが見られないのに対して、πr/Sが0.01より大きい場合においては、白表示においてはザラツキが見られないものの、黒表示においてザラツキや表示ムラが見られる。 As shown in Table 1, in the liquid crystal display device in which transparent spacers are arranged at a density of 200 pieces / mm 2 , both white display and black display are possible in the range of πr 2 / S of 0.001 to 0.01. No roughness or display unevenness is observed at all, whereas when πr 2 / S is larger than 0.01, no roughness is observed in white display, but roughness or display unevenness is observed in black display.

次に、表1に示すように、黒色スペーサーを200個/mmの密度で配置した液晶表示装置においては、πr/Sが0.001〜0.01の範囲においては白表示においても黒表示においても全くザラツキが見られないのに対して、πr/Sが0.01より大きい場合においては、黒表示においてはザラツキが見られないが白表示においてザラツキや表示ムラが見られる。 Next, as shown in Table 1, in a liquid crystal display device in which black spacers are arranged at a density of 200 pieces / mm 2 , black display is also possible in white display when πr 2 / S is in the range of 0.001 to 0.01. In the display, no roughness is observed at all. On the other hand, when πr 2 / S is larger than 0.01, no roughness is observed in the black display, but roughness and display unevenness are observed in the white display.

このようにπr/Sの値により、白表示でのザラツキや表示ムラ、黒表示でのザラツキや表示ムラが異なる理由について説明する。 The reason why the roughness and display unevenness in white display and the roughness and display unevenness in black display are different depending on the value of πr 2 / S will be described.

πr/Sが大きい場合には、光透過領域に対してスペーサーが占める割合が大きいので、スペーサー起因のザラツキが視認されやすくな、表示ムラとなる。 When πr 2 / S is large, since the ratio of the spacer to the light transmission region is large, display unevenness that makes it easy to visually recognize the roughness caused by the spacer occurs.

πr/Sが小さい場合には、光透過領域に対してスペーサーが占める割合が小さいので、視認されにくくなる。 When πr 2 / S is small, since the ratio of the spacer to the light transmission region is small, it is difficult to be visually recognized.

表2においては、例えば3.8インチの半透過型STN液晶表示装置を用い、(画素面積(ピッチ)は80μm×240μm、画素数は240RGB×320ドットである)、(反射膜14の光透過孔15の面積50μm×96.6μm、光反射領域面積:光透過領域面積=70:30)、透明スペーサー、黒色スペーサーそれぞれにおいて、スペーサー密度を変えた時の白表示でのザラツキ、黒表示でのザラツキ、パネルGAP(液晶層16の厚み)の均一性を比較したものである。

Figure 0004544908
In Table 2, for example, a 3.8-inch transflective STN liquid crystal display device is used (the pixel area (pitch) is 80 μm × 240 μm, the number of pixels is 240 RGB × 320 dots), and the light transmission of the reflective film 14 The area of the hole 15 is 50 μm × 96.6 μm, the light reflection area: the light transmission area = 70: 30), the transparent spacer, the black spacer, the white display roughness when the spacer density is changed, and the black display This compares the uniformity of the roughness and the panel GAP (the thickness of the liquid crystal layer 16).
Figure 0004544908

透明スペーサー、黒色スペーサーともに、スペーサー10の分散密度を少なくすると液晶層16の厚みの均一性(GAP均一性)が低下する。   In both the transparent spacer and the black spacer, if the dispersion density of the spacers 10 is reduced, the thickness uniformity (GAP uniformity) of the liquid crystal layer 16 is lowered.

透明スペーサーにおいては、白表示のザラツキは全スペーサー密度において発生しないのに対し、黒表示のザラツキはスペーサー密度を少なくするほど発生が少なくなる。   In a transparent spacer, white display roughness does not occur at all spacer densities, whereas black display roughness decreases as the spacer density decreases.

黒色スペーサーにおいては、黒表示のザラツキは全スペーサー密度において発生しないのに対し、白表示のザラツキはスペーサー密度を少なくするほど発生が少なくなる。   In black spacers, black display roughness does not occur at all spacer densities, whereas white display roughness decreases as the spacer density decreases.

次に、表3は、黒色のスペーサーと透明のスペーサーが混在した構造において、黒色のスペーサーと透明のスペーサーの存在比率を変えた時の、白表示でのザラツキ、黒表示でのザラツキ、液晶層16の厚みの均一性(パネルGAP均一性)を比較したものである。スペーサー密度は、パネルGAP均一性を保つため、200個/mmと一定にしている。反射膜の光透過孔15の大きさは50μm×96.6μm、光反射領域面積:光透過領域面積=70:30である。

Figure 0004544908
Next, Table 3 shows the roughness in white display, roughness in black display, and liquid crystal layer when the ratio of black spacers to transparent spacers is changed in a structure in which black spacers and transparent spacers are mixed. 16 is a comparison of thickness uniformity (panel GAP uniformity). The spacer density is kept constant at 200 / mm 2 in order to maintain the panel GAP uniformity. The size of the light transmission hole 15 of the reflection film is 50 μm × 96.6 μm, and the light reflection region area: light transmission region area = 70: 30.
Figure 0004544908

黒色のスペーサーの個数:透明のスペーサーの個数=0:100〜10:90の範囲においては、黒表示でのザラツキは見られないが、白表示でのザラツキが悪くなる。   In the range of the number of black spacers: the number of transparent spacers = 0: 100 to 10:90, the roughness in black display is not seen, but the roughness in white display becomes worse.

また、黒色のスペーサー:透明のスペーサー=90:10〜100:0の範囲においては、白表示でのザラツキは見られないが、黒表示でのザラツキが悪くなる。   Moreover, in the range of black spacer: transparent spacer = 90: 10 to 100: 0, the roughness in white display is not seen, but the roughness in black display becomes worse.

黒色のスペーサー:透明のスペーサー=20:80〜80:20の範囲においては、白表示でのザラツキ、黒表示でのザラツキとも良くなる傾向があり、黒色のスペーサー:透明のスペーサー=50:50において最も良くなる。   In the range of black spacer: transparent spacer = 20: 80 to 80:20, there is a tendency that the roughness in white display and the roughness in black display tend to be improved. Black spacer: transparent spacer = 50: 50 Get the best.

以上より、1つの画素内に光反射領域と光透過領域とを有し、周囲の外部の光とバックライトの光とを用いて液晶表示を行う半透過型液晶表示装置において、上下2枚の透明間に、黒色のスペーサーと透明のスペーサーの比率を20%:80%〜80%:20%の間で混在して配置することにより、2枚の基板4、4間のGAP(間隔)の均一性を維持して、黒表示、白表示においてもザラツキ等の表示ムラのない液晶表示装置ができるものである。   As described above, in a transflective liquid crystal display device having a light reflection region and a light transmission region in one pixel and performing liquid crystal display using ambient external light and backlight light, the upper and lower two liquid crystal display devices By arranging the ratio of the black spacer and the transparent spacer between 20%: 80% and 80%: 20% between the transparent substrates, the gap between the two substrates 4 and 4 can be reduced. A liquid crystal display device that maintains uniformity and has no display unevenness such as roughness in black display and white display can be obtained.

本発明にかかる液晶表示装置の部分断面図であるIt is a fragmentary sectional view of the liquid crystal display device concerning the present invention. 本発明の液晶表示装置に用いる反射膜の構造を説明する概略平面図である。It is a schematic plan view explaining the structure of the reflecting film used for the liquid crystal display device of this invention. (A)はスペーサーの偏在がない液晶表示装置の画素部分の平面図であり、(B)は、スペーサーの偏在が生じた液晶表示装置の画素部分の平面図である。(A) is a plan view of a pixel portion of a liquid crystal display device in which the spacer is not unevenly distributed, and (B) is a plan view of a pixel portion of the liquid crystal display device in which the spacer is unevenly distributed.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・・偏光板
2・・・・第二位相差フィルム
3・・・・第一位相差フィルム
4・・・・透明基板
5・・・・透明導電膜
6・・・・配向膜
7・・・・オーバーコート
8・・・・カラーフィルター
9・・・・金属反射膜
10・・・スペーサー
11・・・第三位相差フィルム
12・・・偏光板
13・・・ブラックマトリックス
14・・・反射膜
15・・・光透過孔
16・・・液晶層
BL・・・バックライト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...... Polarizing plate 2 ... Second retardation film 3 ... First retardation film 4 ... Transparent substrate 5 ... Transparent conductive film 6 ... Orientation film 7 .... Overcoat 8 ... Color filter 9 ... Metal reflective film 10 ... Spacer 11 ... Third retardation film 12 ... Polarizing plate 13 ... Black matrix 14 ... Reflective film 15: Light transmission hole 16 ... Liquid crystal layer BL ... Backlight

Claims (1)

複数の画素領域を有した液晶表示装置であって、
表示面側の第1の基板と、
前記第1の基板に対向して配置された裏面側の第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に介在された液晶層と、
前記液晶層に配置されたスペーサーと、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられており、かつ1つの画素領域毎に、光反射領域および光透過領域を有した反射膜と、
前記第2の基板に対向して配置され、かつ前記第2の基板に対して光を供給するためのバックライトと、を備え、
前記スペーサーは、黒色のスペーサーと、当該黒色のスペーサーと同じ径を有する透明のスペーサーと、を含み、
前記黒色のスペーサーと前記透明のスペーサーとの比率は、20:80〜80:20の範囲であり、
前記スペーサーの半径をr、前記光透過領域の面積をSとしたとき、πr /Sの値は、0.001〜0.01の範囲である、液晶表示装置。
A liquid crystal display device having a plurality of pixel regions,
A first substrate on the display surface side;
A second substrate on the back side disposed opposite the first substrate;
A liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate;
A spacer disposed in the liquid crystal layer;
A reflective film provided between the first substrate and the second substrate and having a light reflection region and a light transmission region for each pixel region;
A backlight arranged to face the second substrate and for supplying light to the second substrate,
The spacer includes a black spacer and a transparent spacer having the same diameter as the black spacer,
The ratio of the spacer and the transparent spacer of the black, 20: 80 to 80: Ri 20 range der of
A liquid crystal display device in which the value of πr 2 / S is in the range of 0.001 to 0.01, where r is the radius of the spacer and S is the area of the light transmission region .
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