JP4605519B2 - 半透過反射式液晶ディスプレイ - Google Patents

Description

この発明は、液晶ディスプレイ（liquid crystaldisplay：略称LCD）、例えば、透過式液晶ディスプレイ（transmissive LCD）および半透過反射式液晶ディスプレイ（transflective LCD：略称ＴＲＬＣＤ）に関し、特に、透過領域の色度（chromaticity）が調整可能な液晶ディスプレイに関する。

近年、液晶ディスプレイの発展は、電子機器との結合に伴って、その応用がますます広範なものとなり、しかも機能も更に万全なものとなっているが、反対に液晶ディスプレイ装置の製作は、ますます複雑なものとなっている。液晶ディスプレイは、自ら発光するディスプレイではないから、別に光源を提供して液晶表示パネルに十分な明るさを与えなければならず、光源により透過式液晶ディスプレイ、半透過反射式液晶ディスプレイおよび反射式液晶ディスプレイという３種類に分けられる。

反射式液晶ディスプレイは、主要には、液晶表示パネルの下層基板上に反射板をメッキして、この反射板が外界の光源を反射する機能を有するものである。しかしながら、もしもフロントライト（front light）のような適当な光源が提供されなければ、反射式液晶ディスプレイは、外界の光源が微弱な環境において使用することができなかった。

そして、バックライトモジュールを光源として使用する透過式液晶ディスプレイは、周囲の光源が微弱な環境で使用することができる。また、最近、外界の光源とバックライトモジュール（backlight module）とを組み合わせた半透過反射式液晶ディスプレイが注目されるようになっているが、その構造は、透過式液晶ディスプレイと類似したものであり、前述した２種類のバックライトモジュールを備えた液晶ディスプレイ構造は、以下に図示する通りである。

図１（ａ），（ｂ）に半透過反射式液晶ディスプレイの画素構造を示し、図２（ａ），（ｂ）に透過式液晶ディスプレイの画素構造を示すが、先ず図１（ａ），（ｂ）において、従来技術にかかる半透過反射式液晶ディスプレイの上半分位１００ａは、液晶層（図示せず）およびガラス基板（図示せず）間の赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）フィルター薄膜１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに位置し、かつ四角で標示した範囲１０４が半透過反射式液晶ディスプレイの透過部位である。そして、下半分位１００ｂは、液晶層（図示せず）および別なガラス基板（図示せず）間の画素電極１０６に位置するが、透過領域１０６ｂと図１（ａ）の範囲１０４との位置が合致しており、反射領域１０６ａは、透過領域１０６ｂ以外の部位である。上下半部位１００ａ，１００ｂを組み合わせて、下画素構造である下半部位１００ｂの下方に設置されたバックライトモジュール（図示せず）を利用して白光を透過領域１０６ｂにより透過させるとともに、液晶層ならびに赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）フィルター薄膜１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを経て射出させる。

また、図２（ａ）において、透過式液晶ディスプレイの上半部位は、図１（ａ）とほぼ同じである。そして、図２（ｂ）において、透過式液晶ディスプレイの下半部位と図１（ｂ）との差異は、画素電極２０６が透明電極であることである。従って、図２（ａ），（ｂ）の構造を組み合わせて、図２（ｂ）構造の下方にあるバックライトモジュール（図示せず）を利用して白光を発射し、画素電極２０６を透過させるとともに、液晶層ならびに赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）フィルター薄膜２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃを通過させる。

しかしながら、上述したバックライトモジュールを光源として使用する液晶ディスプレイは、ある種の応用において、例えば、カラーフィルター薄膜の材質、バックライトモジュールおよび液晶ディスプレイの設計が固定されたものである時、ディスプレイの色度を手軽に調整することができなかった。また、透過式液晶ディスプレイならびに半透過反射式液晶ディスプレイの場合、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の色度に配慮しなければならないだけでなく、バックライトモジュールからの白光（Ｗ）光の色度にも配慮しなければならなかった。

そこで、この発明の第１の目的は、透過領域の色度を調整可能にして、各種の応用に適合させることのできる液晶ディスプレイを提供することにある。また、この発明の第２の目的は、カラーフィルター薄膜の材質、バックライトモジュールおよび液晶ディスプレイの設計に制限があっても、容易に透過領域の色度を調整することのできる液晶ディスプレイを提供することにある。

上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、この発明にかかる液晶ディスプレイは、多数個のカラーフィルター薄膜を含み、多数個のカラーフィルター薄膜がアレイ配列されるものであって、それぞれ多数個のカラーフィルター薄膜が色度調整領域（chromaticityadjusting region）を有し、かつ、それぞれ多数個のカラーフィルター薄膜の厚さおよび色度調整領域の大きさがそれぞれ調整されて、色度ニーズに適合する第１基板と、第１基板に対応して配置され、多数個の画素電極を含み、多数個の画素電極がそれぞれ多数個のカラーフィルター薄膜に対応する第２基板と、第１基板および第２基板間に位置する液晶層と、第２基板の下方に設置されるバックライトモジュールとから構成される。また、実施例において、色度調整領域は、開口を含むものである。

この発明にかかる透過式液晶ディスプレイは、多数個のカラーフィルター薄膜を含み、多数個のカラーフィルター薄膜がアレイ配列されるものであって、それぞれ多数個のカラーフィルター薄膜が色度調整領域を有し、多数個のカラーフィルター薄膜の厚さおよび色度調整領域の大きさがそれぞれ調整されて、色度ニーズに適合する第１基板と、第１基板に対応して配置され、多数個の透明電極を含み、多数個の透明電極がそれぞれ多数個のカラーフィルター薄膜に対応する第２基板と、第１基板および第２基板間に位置する液晶層と、第２基板の下方に設置されるバックライトモジュールとから構成される。

この発明にかかる半透過反射式液晶ディスプレイは、多数個の画素電極を含み、多数個の画素電極がアレイ配列されるものであって、多数個の画素電極がそれぞれ透過領域および反射領域を有する第１基板と、第１基板に対向して配置され、多数個のカラーフィルター薄膜を含み、多数個のカラーフィルター薄膜がそれぞれ多数個の画素電極に対応するものであって、多数個のカラーフィルター薄膜がそれぞれ色度調整領域を有し、色度調整領域が各画素電極の透過領域に対応し、かつ多数個のカラーフィルター薄膜の厚さ、ならびに色度調整領域の大きさがそれぞれ調整されて、色度ニーズに適合する第２基板と、第１基板および第２基板間に位置する液晶層と、第１基板の下方に設置されるバックライトモジュールとから構成される。

上記構成により、この発明にかかる液晶ディスプレイは、各カラーフィルター薄膜に色度調整領域を配置して、この色度調整領域の大きさとカラーフィルター薄膜の厚さとを適切に調整し、色度ニーズに適合させることができるので、透過領域の色度を調整することができ、各種の応用に完全に適合させることができる。しかも、この発明は、カラーフィルター薄膜の材質、バックライトモジュールおよび液晶ディスプレイの設計が既に決定されていても、容易に透過領域の色度を調整するという目的を達成することができるから、液晶ディスプレイの機能をより完璧なものとすることができる。従って、産業上の利用価値が高い。

以下、この発明にかかる好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図３において、液晶ディスプレイ（liquid crystaldisplay：略称ＬＣＤ）３００は、第１基板３１０と、第２基板３２０と、第１，第２基板３１０，３２０間に位置する液晶層３３０と、第２基板３２０の下方に設置されたバックライトモジュール（backlight module）３４０とを含むが、そのうち、液晶ディスプレイ３００は、例えば、透過式液晶ディスプレイ（transmissive LCD）あるいは半透過反射式液晶ディスプレイ（transflective LCD：略称ＴＲＬＣＤ）である。この発明の概念は、このような液晶ディスプレイ３００の各カラーフィルター薄膜に色度調整領域（chromaticityadjusting region）を配置して、色度ニーズに適合させるものである。下記する実施例は、この発明の応用例にすぎず、例示したものは、この発明を限定するためのものではない。

図４（ａ），（ｂ）および図３において、この実施例の半透過式液晶ディスプレイの上半部位４００ａは、第１基板３１０上のカラーフィルター薄膜、例えば、アレイ配列された赤色（Ｒ）フィルター薄膜４０２ａ、緑色（Ｇ）フィルター薄膜４０２ｂ、青色（Ｂ）フィルター薄膜４０２ｃに位置し、各カラーフィルター薄膜４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃは、いずれも色度調整領域４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃを有している。これら色度調整領域４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃの大きさは、個別に調整あるいは一斉に調整されて、色度ニーズに適合させることができる。また、色度調整領域４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃは、開口とすることもできる。この発明では、同時にカラーフィルター薄膜４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃの厚さを調整することで、色度を理想的なものとすることができる。図４（ａ）中に四角で標示した範囲４０４は、半透過式液晶ディスプレイの透過部位４０６ｂに対応している。

同じく、図４（ａ），（ｂ）および図３において、この実施例の半透過式液晶ディスプレイの下半部位４００ｂは、第２基板３２０上の画素電極４０６を含むものであって、画素電極４０６は、それぞれ赤色フィルター薄膜４０２ａ、緑色フィルター薄膜４０２ｂ、青色フィルター薄膜４０２ｃに対応している。そして、画素電極４０６は、透過領域４０６ｂおよび反射領域４０６ａを有しており、図４（ａ）中の色度調整領域４０３ａ，４０３ｂ，４０３ｃが各画素電極４０６の透過領域４０６ｂに対応している。また、画素電極４０６の透過領域４０６ｂと図４（ａ）の範囲４０４とは、位置が合致している。上下画素構造である上下半部位４００ａ，４００ｂを図３のように組み合わせると、１画素構造となる。なお、画素電極４０６の透過領域４０６ｂは、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）のような透明電極とし、画素電極４０６の反射領域４０６ａは、例えば、金属電極とすることができる。

図５（ａ），（ｂ）および図３において、実施例２の透過式液晶ディスプレイの上半部位は、図４（ａ）と同様にアレイ配列された赤色フィルター薄膜５０２ａ、緑色フィルター薄膜５０２ｂ、青色フィルター薄膜５０２ｃであって、各カラーフィルター薄膜５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃは、いずれも色度調整領域５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃを有している。そして、色度調整領域５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃの大きさは、それぞれ調整できると同時に、カラーフィルター薄膜５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃの厚さを調整して、色度ニーズに適合させることができる。

同様に、図５（ａ），（ｂ）および図３において、この実施例の透過式液晶ディスプレイの下半部位と図４（ｂ）との差異は、画素電極が透明電極５０６であることであって、その材質を例えばインジウム錫酸化物とすることができる。従って、図５（ａ），（ｂ）の構造を組み合わせると、第２基板３２０の下方に設置したバックライトモジュール３４０を利用して白光（Ｗ）を射出し透明電極５０６を透過させることができるとともに、赤色フィルター薄膜５０２ａ、緑色フィルター薄膜５０２ｂ、青色フィルター薄膜５０２ｃを通過させることができる。

以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

従来技術の半透過反射式液晶ディスプレイの１画素構造を示す分解説明図である。 従来技術の透過式液晶ディスプレイの１画素構造を示す分解説明図である。 この発明にかかる半透過反射式液晶ディスプレイを示す断面説明図である。 実施例１にかかる半透過反射式液晶ディスプレイの１画素構造を示す分解説明図である。 実施例２にかかる透過式液晶ディスプレイの１画素構造を示す分解説明図である。

符号の説明

３００ 液晶ディスプレイ
３１０ 第１基板
３２０ 第２基板
３３０ 液晶層
３４０ バックライトモジュール
４００ａ 上半部位
４００ｂ 下半部位
４０２ａ 赤色フィルター薄膜
４０２ｂ 緑色フィルター薄膜
４０２ｃ 青色フィルター薄膜
４０３ａ 色度調整領域
４０３ｂ 色度調整領域
４０３ｃ 色度調整領域
４０４ 範囲
４０６ 画素電極
４０６ａ 反射領域
４０６ｂ 透過領域
５０２ａ 赤色フィルター薄膜
５０２ｂ 緑色フィルター薄膜
５０２ｃ 青色フィルター薄膜
５０３ａ 色度調整領域
５０３ｂ 色度調整領域
５０３ｃ 色度調整領域
５０６ 透明電極

Claims (6)

1. 多数個の画素電極を含み、前記した多数個の画素電極がアレイ配列されるものであって、前記した多数個の画素電極がそれぞれ透過領域および反射領域を有する第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置され、多数個のカラーフィルター薄膜を含み、前記した多数個のカラーフィルター薄膜がそれぞれ前記した多数個の画素電極に対応するものであって、前記した多数個のカラーフィルター薄膜がそれぞれ色度調整領域を有し、かつ前記した多数個のカラーフィルター薄膜の厚さ、ならびに前記色度調整領域の大きさがそれぞれ調整されて、色度ニーズに適合する第２基板と、
   前記第１基板および前記第２基板間に位置する液晶層と、
   前記第１基板の下方に設置されるバックライトモジュール
   とを含み、
   色度調整領域は透過領域に対応する
   半透過反射式液晶ディスプレイ。
2. 上記色度調整領域が、開口を含むものである請求項１記載の半透過反射式液晶ディスプレイ。
3. 上記した多数個のカラーフィルター薄膜が、赤色カラーフィルター薄膜と、緑色カラーフィルター薄膜と、青色カラーフィルター薄膜とを含むものである請求項１記載の半透過反射式液晶ディスプレイ。
4. 上記した多数個の画素電極の透過領域が、透明電極を含むものである請求項１記載の半透過反射式液晶ディスプレイ。
5. 上記透明電極の材質が、インジウム錫酸化物を含むものである請求項４記載の半透過反射式液晶ディスプレイ。
6. 上記した多数個の画素電極の反射領域が、金属電極を含むものである請求項１記載の半透過反射式液晶ディスプレイ。

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