WO2006075564A1

WO2006075564A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2006075564A1
Application number: PCT/JP2006/300119
Authority: WO
Inventors: Hisashi Watanabe
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2006-07-20
Also published as: KR100947680B1; US8023074B2; US20090002597A1; CN100538468C; CN101061424A; JPWO2006075564A1; JP4642785B2; KR20070092731A

Abstract

　周囲環境の明暗にかかわらず視認性が高く、かつ低消費電力で低コストな液晶表示装置を提供することである。液晶表示装置は、液晶層６と、液晶層６を挟む２枚の基板１、２と、複数色に順次発光するバックライト５０とを備え、１絵素は、光反射領域となるＲ、Ｇ、Ｂの３つの画素と、光透過領域となる透明層Ｗを有した画素とからなり、光透過領域ではバックライト５０からの光が透明電極４を透過して透過表示し、光反射領域では反射電極５によって反射した光で反射表示する構成とする。

Description

明細書

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、反射表示と透過表示の両表示が可能な半透過型の液晶表示装置に関するものである。

背景技術

[0002] 液晶表示装置は、薄型、軽量等の特長を有するフラットパネルディスプレイとして、液晶テレビ、モニター、携帯電話などに広く利用されている。液晶表示装置のカラー化を実現する方法として、さまざまな方式が提案されているが、現実的な方式として挙げられるのは、カラーフィルタ方式とフィールドシーケンシャル方式である。

[0003] カラーフィルタ方式は、光シャッター機能を有する液晶素子と、 RGB3原色の着色領域を人間の目では認識できないレベルまで微細化したカラーフィルタと、を組み合せること〖こよって、空間的に RGBの色情報を混色し、フルカラー表示を行う方式である。

[0004] 一方、フィールドシーケンシャル方式は、 RGB3色に順次発光することが可能なバックライトと、ノックライトの発光色に合わせてその色情報を表示する液晶素子とを積層した構成からなり、ノックライトの RGBに順次発光する周期を、約 16msecと人間の目では認識できないレベルまで短くすることによって、時間的に RGBの色情報を混色し、フルカラー表示を行う方式である。

[0005] また特許文献 1には、フィールドシーケンシャル方式である力周囲光を反射して力ラー表示も可能である液晶表示装置が開示されている。また、特許文献 2には、着色画素からなる反射領域と、着色部のない透過領域とを備えた液晶表示装置が開示されている。

特許文献 1：特開 2004 -61747号公報

特許文献 2：特開 2004— 177726号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0006] しかしながら、カラーフィルタ方式による液晶表示装置は、総じて光の利用効率が 1 0%以下と非常に低い。利用効率を大きく減じている主な原因は、カラーフィルタの光透過率が低いことにある。例えば吸収型カラーフィルタを使用した場合、カラーフィルタの濃度によるが通常 30%程度の光しか利用できない。

[0007] また、フィールドシーケンシャル方式は、ノックライトの発光色を用いてカラー表示を行う方式であって、カラーフィルタは不要であるため、光利用効率はカラーフィルタ方式と比較すると 3倍以上高ぐ少ない消費電力で高輝度の表示が可能な液晶表示装置を実現することが可能である。し力しながら、フィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置は、ノックライトの発光色を用いてカラー表示を行うために、ノックライトの光を利用した透過表示しかできな、。

[0008] 現在、携帯電話に代表されるモパイル機器の液晶表示装置では、夜間や室内等比較的暗い場所で使用する際にはバックライトの光を利用して表示を行う。また、屋外や室内の窓際等明るい場所で使用する際には、周囲光が表示装置の表面で反射することによって、コントラストが低下して著しく視認性が悪ィ匕することを回避するために、液晶セルの画素内に配置された反射板によって周囲光を反射して表示を行うェ夫がなされている。このような液晶表示装置は、一般的に半透過型の液晶表示装置と呼ばれる。

[0009] 従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、ノックライトの発光色を用いてカラー表示するため、周囲光を利用してカラー表示することが不可能である。従って、モパイル機器の半透過型の液晶表示装置としては使用することができず、専ら室内等比較的暗い場所での使用を目的とした表示装置にのみ使用されていた。

[0010] し力モパイル機器は、限られたバッテリーによって動作するために、液晶表示装置の低消費電力化は重要な課題であり、光利用効率が高ぐかつ周囲光による反射表示が可能な表示装置が望まれて!/、た。

[0011] そこで、上記の特許文献 1のように、透過表示と反射表示の両方が可能な液晶表示装置が考えられる。し力し特許文献 1では、反射モードと透過モードの表示を同時に行うことができないため、周囲環境の明るさによって、液晶素子の駆動方法を切り替えて、いずれかのモードを選択する必要があった。表示モードの切り替えは、液晶表示装置の使用者が判断して操作を行う方法と、周囲環境の明るさを感知する素子を別に配置して自動的に切り替える方法があるが、使用者が操作するのは煩わしぐ自動的に切り替えるには部品コストも消費電力も増大するという課題があった。また特許文献 2では、バックライトの利用効率が悪く消費電力が増大するという問題があつた o

[0012] 本発明は、周囲環境の明暗にかかわらず視認性が高ぐかつ低消費電力で低コストな液晶表示装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013] 上記目的を達成するために本発明の液晶表示装置は、 1絵素は、光反射領域となる画素と、光透過領域となる画素とを備え、光透過領域となる画素に配置される液晶素子は、バックライトの発光色に対応した色情報を表示するように駆動されることを特徴とするちのである。

[0014] この構成によると、フィールドシーケンシャル方式による透過表示と、周囲光による反射表示とが同時に表示可能になる。

[0015] 上記液晶表示装置において、前記光反射領域に、特定波長の光を透過させる着色層を設けることが望ましい。

[0016] この構成によると、周囲光の反射によるカラー表示が可能となり、周囲環境の明暗に関わらず鮮ゃ力なカラー表示が可能で、且つ低消費電力で高輝度表示が可能となる。

[0017] また上記液晶表示装置において、前記バックライトから出射される光を前記光透過領域へ集光する集光素子を設けることが望ましい。この集光素子は、前記バックライト側の基板に設けられたレンティキユラレンズ又はマイクロレンズアレイとすることができる。

[0018] この構成によると、ノックライトから出射される光が透過領域に集光され、光利用効率が高まる。

[0019] また上記液晶表示装置において、前記光反射領域となる画素は R、 G、 Bのカラーフィルタを備えた 3種の画素であり、前記光透過領域となる画素は透明層を備えた画素とすることにより、フルカラー表示が可能となる。発明の効果

[0020] 本発明によると、透過表示と反射表示とが同時に表示されるので、従来例のように透過モードと反射モードとを切り替える必要がなぐ周囲環境の明暗に関わらず視認性が高ぐ低消費電力で高輝度表示できるとともに低コストな液晶表示装置を提供することがでさる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の半透過型液晶表示装置の模式斜視図である。

[図 2]本発明の表示パネル及びバックライトの模式断面図である。

[図 3]本発明の透明基板の模式平面図である。

[図 4]本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。

[図 5]透明層と Gカラーフィルタを横に並べて配置した場合の表示例である。

[図 6]透明層と Gカラーフィルタを対角に並べて配置した場合表示例である。

[図 7]本発明の別の形態の表示パネル及びバックライトの模式断面図である。

[図 8]本発明の別の形態の表示パネル及びバックライトの模式断面図である。

[図 9]本発明の別の形態のマイクロレンズを等高線を用いて示した模式平面図である

[図 10]本発明の別の形態のマイクロレンズを等高線を用いて示した模式平面図である。

[図 11]レンズ形成領域の面積比率に対する表示パネルを透過する光量を示したダラフである。

[図 12]本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。

[図 13]本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。

[図 14]本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。

[図 15]本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。

[図 16]本発明のバックライトの模式断面図である。

[図 17]本発明のプリズムの拡大図である。

[図 18]本発明の各画素の表示強度の時間推移を示す図である。

[図 19]比較例のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の透明基板の模式平面図である。

[図 20]図 7の X— X線断面図である。

[図 21]比較例のバックライトの模式斜視図である。

[図 22]図 4における反射表示を説明する図である。

[図 23]図 12における反射表示を説明する図である。符号の説明

1、 2 透明基板

3 透明電極

4 透明電極

5 反射電極

6 揿晶層

7 カラーフィルタ層

7a ブラックマトリクス

8 集光素子

9 偏光板

10 TFT

15 ソースノスライン

16 ゲートバスライン

17 透明榭脂

21 導光体

22 赤色 LED

23 緑色 LED

24 青色 LED

25 反射層

26 プリズムシート

50 ノックライ卜

100 表示パネル

発明を実施するための最良の形態 [0023] 図 1は、本発明の半透過型液晶表示装置の模式斜視図である。半透過型液晶表示装置は、バックライト 50と、バックライト 50の前面（出射面)側に設けられた表示パネノレ 100とを備えて!/ヽる。

[0024] まず、表示パネル 100について説明する。図 2は、表示パネル 100及びバックライト 50の模式断面図である。一対の透明基板 1、 2によって、液晶素子を有する液晶層 6 が挟持されている。透明基板 1の液晶層 6側の表面には、赤 (R)カラーフィルタ、緑（ G)カラーフィルタ、青 (B)カラーフィルタ、及び透明層（W)を含むカラーフィルタ層 7 が設けられている。 R、 G、 Bカラーフィルタは、それぞれに対応した色 (特定波長）の光のみを透過させる着色層のことをいう。そして透明層 Wとは、光をほとんど吸収しない透明な層のことをいう。上記 R、 G、 Bカラーフィルタ及び透明層 Wは、図 1に示すように、マトリクス状に配列されている。カラーフィルタ層 7の R、 G、 Bカラーフィルタ及び透明層 Wを仕切る部分には、パターン間の隙間を遮光するためのブラックマトリクス 7 aが形成される。

[0025] カラーフィルタ層 7の液晶層 6側の表面には、図示しないアクリル榭脂ゃエポキシ榭脂からなる透明なオーバーコート層が形成され、さらにその上に ITO薄膜からなる透明電極 3が形成される。

[0026] また、透明基板 2の液晶層 6側の表面には、液晶駆動用の TFTアレイが形成される。図 3に、透明基板 2の模式平面図を示す。ソースノスライン 15とゲートバスライン 16 とがマトリクスを構成し、その交点に TFT10が形成される。図 3では、 TFT10を記号により模式的に示している。

[0027] TFTアレイが形成された透明基板 2の上には、透明榭脂 17によって R、 G、 Bカラ一フィルタに対応する領域に段差が形成され、さらにその上には光反射率の高!、A1 薄膜が反射電極 5として形成される。透明榭脂 17の表面には微小な凹凸が形成されているため、反射電極 5に入射する光は散乱反射する。また、 TFTアレイが形成された透明基板 2の透明層 Wに対応する領域には、透明榭脂を介さずに ITO薄膜からなる透明電極 4が形成される。なお、透明電極 4及び反射電極 5は、対応する液晶層 6 を駆動するための画素電極として作用する。

[0028] そして、 TFT10のソース電極はソースバスライン 15に、ゲート電極はゲートバスライン 16に、ドレイン電極は画素電極 (透明電極 4及び反射電極 5)に接続される。こうして得られた透明基板 1、 2には、図示しない配向膜が塗布され、ラビング法により適切な液晶配向処理がなされる。その後、透明基板 1、 2は液晶層 6を挟持するように電極同士を向か、合わせて積層される。

[0029] ここで、ソースバスライン 15及びゲートバスライン 16で囲まれた R、 G、 B、 Wそれぞれの領域を画素（画素 R、画素 G、画素 B、画素 W)と定義し、画素 R、画素 G、画素 B 、画素 Wを合わせて 1絵素と呼ぶ。また、画素 R、画素 G、画素 Bを光反射領域と呼び、画素 Wを光透過領域と呼ぶこともある。

[0030] 次に、液晶配向モードとしては、高速駆動が可能な OCBモードを用いる。さらに透明基板 1、 2の液晶層 6側でない表面には、それぞれ偏光板 9が貼り合わされる。また、透明基板 2の液晶層 6側でない表面には、集光素子 8としてレンティキユラレンズが設けられる。レンティキユラレンズとは、蒲鋅形状のレンズがアレイ状に形成されているレンズである。レンティキユラレンズの頂点は光透過領域の中心に一致するよう形成される。レンティキユラレンズは公知の方法で形成することができる。具体的には、例えば、以下に説明する工程によって形成される。

[0031] まず、所望とするレンティキユラレンズの形状が精密に形成された金型原盤を用意する。金型原盤と液晶表示パネル 100の透明基板 2との間に紫外線硬化榭脂を封入する。続いて、封入した榭脂に紫外線を照射し、硬化させる。紫外線硬化榭脂を完全に硬化させた後、金型を静かに剥離する。この方法を用いれば、光学特性の高いレンティキユラレンズを容易にかつ高、量産性で製造することができる。

[0032] レンティキユラレンズの材料には、完全に硬化した状態で透明性が高ぐかつ複屈折の小さい紫外線硬化樹脂が好適に用いられる。なお、上記方法以外に、例えばィオン交換法やフォトリソグラフィ法ゃ熱だれ法などを用いることができる。

[0033] なお、上記では集光素子 8としてレンティキユラレンズを用いる場合を例示した力これに限らず、例えば椀状のレンズがアレイ状に形成されているマイクロレンズアレイを用いてもよい。

[0034] マイクロレンズアレイを用いた場合について、模式平面図である図 4を用いて説明する。マイクロレンズは上下左右に曲率を有する椀状のレンズであるために、光を効率よく集光するためには、桝目状にマイクロレンズアレイを配置し、さらにマイクロレンズアレイの頂点は光透過領域の中心に一致するよう形成されることが好ましい。図 4 では、 R、 G、 Bカラーフィルタ及び透明層 Wを田の字状に配置し、光透過領域である画素 Wの中心に一致するようマイクロレンズアレイを形成した。

[0035] R、 G、 Bカラーフィルタ及び透明層 Wの配列順序には特に制限はな、が、輝度の高い透明層 Wと、視感度の高い Gカラーフィルタとを、隣接する縦又は隣接する横に並べて配置するのが好ましい。なぜなら、特にテキスト表示や直線の多い画像等が、より鮮明に見えるからである。

[0036] 例えば、図 5と図 6を用いて、黒地に白抜きの直線（白色の直線)を表示した例を説明する。まず、図 5のように透明層 Wと Gカラーフィルタを横に並べて配置した場合について説明する。右下から左上へ表示された斜めの直線 2)と、左下から右上へ表示された斜めの直線 1)を表示する場合、 1)と 2)では点灯させる画素によって生じる線幅は同じである。しかし、実際に人間の目で見るときは、色の視感度の違いにより、点灯させる画素によって生じる線幅よりも線幅は狭くなる力 1)と 2)とでは、線幅は、ほぼ等しく見える。

[0037] 次に、図 6のように透明層 Wと Gカラーフィルタを対角に並べて配置した場合にっヽて説明する。右下から左上へ表示された斜めの直線 4)と、左下から右上へ表示された斜めの直線 3)を表示する場合、 3)と 4)では点灯させる画素によって生じる線幅は同じである。しかし、実際に人間の目で見るときは、色の視感度の違いにより、点灯させる画素によって生じる線幅よりも線幅は狭くなる。このとき、図 5と異なることは、人間の目に感じられる線幅は狭くなる現象が 3)と 4)とで異なることである。すなわち、 3)と 4)の線幅は、異なって見える。左右非対称な表示は、人間の目に違和感を与えるために、あまり好ましくない。

[0038] 図 7は、図 4の Y1—Y1線断面図であり、図 8は、図 4の Y2—Y2線断面図である。

主なパネル構造にっ、ては、レンティキユラレンズを用いた上記実施例と同様であるので説明を省略する。

[0039] 図 9及び図 10はマイクロレンズアレイの形状の例を、等高線によって表示した図である。図 9ではレンズとレンズの間には未形成領域があり、図 10ではすベての領域にレンズが形成されている。また図 11には、レンズ形成領域の面積比率と表示パネルを透過する光量を示したグラフを示す。図から明らかなように、レンズ形成領域が小さい、すなわちレンズ未形成領域が大きくなるにつれて、表示パネルを透過する光量が減少する。従って、図 9のようにレンズ未形成領域があるよりは、図 10のようにすべての領域においてレンズが形成されるほうが、集光効率の点で好ましい。マイクロレンズアレイの形成方法については、レンティキユラレンズと同様の方法によって、容易に形成可能である。

[0040] 図 4では、 R、 G、 Bカラーフィルタ及び透明層 Wを田の字状に配置した力決してそれに限られるものではなぐ自由な配置でよい。ただし、マイクロレンズが等方的な形状であるため、透明層 Wの形状に限っては、透明層 Wも等方的な形状であること力マイクロレンズの集光スポットと透明層 wとが重なり、光が効率よく透明層 Wを透過するため、好ましい。より具体的には、透明層 Wが円形、正方形、正六角形、正八角形等のような等方的に近、形状であることが好まし、。

[0041] 図 12は、 R、 G、 Bを横方向（第 1方向）に並んで配置させ、画素 RGBWをあわせた形状が矩形となるように、透明層 Wが Rか Bのどちらか一方の画素の縦方向（第 2方向：第 1方向と直交する方向）に配置させた構成を示している。 R、 G、 Bが並んだ方向である横方向に、黒地に白色の直線を表示した場合には、図 23に示すように、図 4の配置に比べて R、 G、 Bが混色しやすぐ直線が美しく見えるという特長がある。 ( 図 4の構成では、図 22に示すように、画素 Gの輝度が高いため、画素 Gが RBの線から飛び出して見える。）また図 13に示した例では、画素がデルタ配列であるため、デジタルカメラやカムコーダのモニタ等、画像表示に特化した表示装置には精細度の点で好適である。

[0042] また、 R、 G、 Bカラーフィルタの合計面積と、透明層 Wの面積の比を変えることで、反射モードと透過モードの明るさの比を制御することができる。例えば図 14に示した構造のように、 R、 G、 Bカラーフィルタの合計面積力 Wの面積よりも大きい場合には、周囲光の反射率が増大するため、明るい反射モードが実現できる。これは特に、主に屋外で使用する表示装置に好ましい。または、特にマイクロレンズアレイ等の集光効率が高、集光素子の場合に、透明層 Wの面積が小さくてもパネル透過率は高まるため、反射と透過の両モードの明るさを高められる点で好ましい。

[0043] 逆に、例えば図 15に示した構造のように、透明層 Wの面積が、 R、 G、 Bカラーフィルタの合計面積よりも大きい場合には、明るい透過モードが実現できる。これは特に低コストィ匕のために集光素子 8を配置しな、場合に好ま U、。

[0044] 次に、バックライト 50について説明する。図 16は、バックライト 50の模式断面図である。バックライト 50は、赤色 LED22、緑色 LED23、青色 LED24の 3色の光源（図 1 参照）と、光源が発する光を導光する導光体 21と、光反射層 25と、プリズムシート 26 とから構成される。ノックライト 50は、 3色の光源を順次発光することにより、 RGBに順次発光可能であり、例えば、 RGB3色を約 16msec周期で順次発光する（一色当たり約 5msecである）。

[0045] バックライト 50から出射する光を集光素子 8によって表示パネルの透過領域に十分集光するためには、ノックライト 50から出射される光の平行度が高、ことが好ま、。以下に説明するノックライト 50は、所定の方向については、平行度の高い光を出射できる。

[0046] 導光体 21の入光面 21aに、赤色 LED22、緑色 LED23、青色 LED24を光漏れがないように固定する。 LEDの指向性が強い場合には、入光面 21aを散乱面としたほうが輝度均一性が高くなるため好ましい。導光体 21の底面 21bには、導光方向に対し垂直の方向に面を有する細力、プリズムを形成する。

[0047] 図 17に、一つのプリズムの拡大図を示す。本実施形態では、光源側を向くプリズム面 27aとプリズムでない面 27cとのなす角を約 12°とし、光源側でないプリズム面 27b を向くプリズム面 27cと面 27cとのなす角を 90°とした。

[0048] 細かいプリズム面を有する導光体 21は、上述のレンティキユラレンズと同様に、金型原盤を用いて榭脂成形する方法で、高い精度で作製することが可能である。材料としては、例えばアクリル榭脂等の透明性の高い榭脂を使用することができる。図 17 では省略している力ノックライト 50の面内の輝度均一性を高めるために、光源から離れるに従ってプリズムのピッチが短くなることが好ましい。

[0049] また、反射層 25としては PETフィルムに銀やアルミニウム等の金属薄膜を形成したものを、プリズムシート 26としては三菱レイヨン株式会社製のダイヤアート（商品名）を使用することができる。プリズムシート 26の導光体 21側の表面は凹凸形状となっている。

[0050] LED22、 23、 24から順次出射される光は、導光体 21に入射し、導光体 21内部を通り、プリズム面 27aで反射されることにより、プリズムシート 26側へと出射する。または反射層側 25に出射した光は、反射層 25によって反射されプリズムシート 26側へと出射する。そして導光体 21から出射された光は、プリズムシート 26に入射し、プリズムシート 26の凹凸によって、導光体 21の法線方向に反射される。こうして得られたバックライト 50は、輝度の半値角で約 ± 10°と、平行度の高い光を出射することができた。

[0051] ノックライト 50から出射した平行度の高い光は、集光素子 8によって表示パネル 10 0の透過領域に集光され、高い効率で表示パネル 100を透過するため、透過開口率の低い表示パネル 100でも高い光利用効率でバックライト 50の光を利用することができ、高輝度及び低消費電力の液晶表示装置が実現できる。

[0052] 本実施形態では、光源として R、 G、 Bに発光する LEDを使用した力もちろんこれに限定されることは無ぐ 1チップで R、 G、 Bに発光可能な LEDを使用してもよいし、蛍光管等他の光源を用いてもよい。また光源は、導光体 21の大きさによって数多く酉己置してちょい。

[0053] 以下、上記の半透過型液晶装置の駆動方法を説明する。図 18に、各画素の表示強度の時間推移を示す。ノックライト 50の RGB3原色の発光周期を 1フレームとし、本実施形態では 1フレームを 16. 5msecとした。 1フレームは 3フィールドからなり、バックライト 50の発光色に合わせて Rフィールド、 Gフィールド、 Bフィールドとする。 1フレームが 16. 5msecの場合、各フィールドは 5. 5msecである。

[0054] 各フィールドの開始と同時に、各画素に配置された画素電極に特定の電圧が印加され、液晶素子が駆動される。ある時間 Tにおける、 Rの色強度を RT、 Gの色強度を GT、 Bの色強度を BTとすると、画素画素 G、画素 Bではすベてのフィールドの開始と同時に、それぞれの色強度 RT、 GT、 BTに対応する電圧が液晶素子に印加され、常時入射してくる周囲光を反射して表示を行う。

[0055] 画素 Wでは、 Rフィールドの開始と同時に色強度 RTに対応する電圧が印加され、 Gフィールドの開始と同時に色強度 GTに対応する電圧が印加され、 Bフィールドの開始と同時に色強度 BTに対応する電圧が印加される。画素 Wでは、各色情報を表示できる十分な状態まで液晶素子が駆動された後に、各色に対応する色にバックライト 50が発光し、表示を行う。ここで、液晶素子に電圧が印加されて力も駆動が完了するまでの時間を応答時間、バックライト 50が発光している時間を発光時間とすると、 OCBモードの場合は応答時間が約 4msecであるため、発光時間は約 1. 5msecとなる。画素 Wにおいて周期的に表示される色情報は、人間の目では判別できないほど高速に切り替わるため、時間的に混色されてカラー表示として認識される。

[0056] 上記の通り作製した液晶表示装置は、周囲光を反射する反射表示と、バックライト 5 0による透過表示を同時に行うことができるため、周囲環境の明暗にかかわらず視認性が高い。また、ノックライト 50の発光時間が長いほど表示輝度が高くなるため、液晶素子の駆動が早く完了するように、液晶素子の応答速度ができるだけ早いことが好ましい。また、カラーブレーキングの影響を少なくするため、 1フレームの時間は短いことが好ましい。

[0057] なお上記の液晶表示装置にお!、て、集光素子 8は必ずしも必要ではな、。集光素子 8がない場合、ノックライト 50の光が必ずしも透明層 Wに集光されないので、透過輝度は低下するが、微細な集光素子 8を作製する必要がないことから、比較的低コストで良好な表示を行うことが可能な半透過型液晶装置を得ることができる。

[0058] 以下に、比較例として、一般的なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置について説明する。図 19は、一般的なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の透明基板の模式平面図であり、図 20は、図 19の X— X線断面図である。

[0059] 透明基板 1の液晶層 6側の表面には、 ITO薄膜からなる透明電極 3が形成され、透明基板 2の液晶層 6側の表面には、液晶駆動用の TFTアレイが形成される。ソースバスライン 15とゲートバスライン 16がマトリクスを構成し、その交点に TFT10が形成される。 TFTのドレイン電極はソースバスライン 15に、ゲート電極はゲートバスライン 16 に、ソース電極は画素電極 4に接続される。画素電極 4は ITO薄膜からなり、透明で光透過率は高い。

[0060] 図 21は、ノックライト 51の模式斜視図である。ノックライト 51としては、拡散パターンにより光を出射する方式のバックライトを使用している。光源は R、 G、 Bに発光する LEDを使用している。

[0061] 液晶素子の駆動方法に関しては、上記の画素 Wと同様である。即ち、各画素では、 Rフィールドの開始と同時に色強度 RTに対応する電圧が印加され、 Gフィールドの開始と同時に色強度 GTに対応する電圧が印加され、 Bフィールドの開始と同時に色強度 BTに対応する電圧が印加される。そして、各色情報を表示できる十分な状態まで液晶素子が駆動された後に、各色に対応する色にバックライトが発光し、表示を行

[0062] 本発明の液晶表示装置と比較例の液晶表示装置の画面輝度を比較するため、照度 1000ルクス以上を明所とし、照度 1000ルクス以下を暗所として、それぞれの環境のもとで観察を行った。例えば、晴天時及び曇天時の屋外や室内の窓際は明所であり、室内や夜間は暗所である。比較の結果、集光素子 8を備えた本発明の液晶表示装置は、暗所と明所いずれも良好な表示であった。次に、集光素子 8を備えない本発明の液晶表示装置は、明所では集光素子 8を備えた本発明の液晶表示装置と同等の表示であるものの、暗所では多少の輝度の低下が認められた。そして、比較例の液晶表示装置は、暗所では良好な表示であるのものの、明所ではほとんど表示画像を認識することができな力つた。

産業上の利用可能性

[0063] 本発明の液晶表示装置は、液晶テレビ、モニター、携帯電話、 PDA,ノートバソコンなどに広く利用でき、特に、モパイル機器に利用することで半透過型の構成を有効に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 液晶素子と、該液晶素子を挟む 2枚の基板と、複数色に順次発光するバックライトとを備えた液晶表示装置において、

1絵素は、光反射領域となる画素と、光透過領域となる画素とを備え、

前記光透過領域となる画素に配置される液晶素子は、前記バックライトの発光色に対応した色情報を表示するように駆動されることを特徴とする液晶表示装置。

[2] 前記光反射領域に、特定波長の光を透過させる着色層を設けることを特徴とする請求項 1記載の液晶表示装置。

[3] 前記バックライトから出射される光を前記光透過領域へ集光する集光素子を設けることを特徴とする請求項 1又は 2記載の液晶表示装置。

[4] 前記集光素子は、前記バックライト側の基板に設けられたレンティキユラレンズであることを特徴とする請求項 3記載の液晶表示装置。

[5] 前記集光素子は、前記バックライト側の基板に設けられたマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項 3記載の液晶表示装置。

[6] 前記光反射領域となる画素は R、 G、 Bのカラーフィルタを備えた 3種の画素であり、前記光透過領域となる画素は透明層を備えた画素であることを特徴とする請求項 1

〜5の何れかに記載の液晶表示装置。