(57)【要約】【課題】  半透過型のカラー液晶表示装置において、カラーフィルターの色濃度を濃くするとその分だけ外光使用時の表示が暗くなるため、反射輝度を向上させる必要がある。また、反射輝度を制御するために構成を変更しなくてはいけないため、コストがかかる。【解決手段】  カラーフィルターのカラーレジストに光を反射する微粒子を内在させることで、半透過型液晶パネルにおける他の部分の構成をなんら変えることなく、外光使用時の明るさをより明るくすることができる。また、透過型の液晶パネルにおいて同様の方法を用いた場合、半透過反射膜を設けないでも外光下での視認が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーフィルターが形成された基板と、前記基板と対向するように設けられた対向基板と、前記基板と前記対向基板の間に設けられた液晶層と、を備えるとともに、
前記カラーフィルターが光を反射する微粒子を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記カラーフィルターと前記基板の間に、入射した光を所定の割合で反射する半透過手段が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記半透過手段が、光を透過する開口部を備える反射膜であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記半透過手段が、誘電体多層膜であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記微粒子が前記カラーフィルター中に分散されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記微粒子が、銀メッキした粒状樹脂を絶縁コートした粒子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記粒状樹脂の直径が３０〜７０ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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明るさの向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶表示装置には、明所でも暗所でも表示が観察できるように、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、バックライトからの照明光を利用する透過型表示との両方の表示モードを行うものがある。このような液晶表示装置の構成としては、液晶パネルの内面に半透過反射膜を備え、背面にバックライトを備えた構成が一般的に知られており、半透過型の表示装置と称されている。また、半透過反射膜より液晶層側にカラーフィルターを形成することでバックライト使用時と外光使用時のどちらでもカラー表示を可能にしているものが知られている。その中で半透過反射膜として誘電体多層膜を用い、液晶パネル内部に形成した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、半透過反射板として画素内に透過用の開口を設けた金属反射膜を用いた例も知られている（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２０００−２８４２７６号公報（第２頁、第１−３図）
【特許文献２】特開２００１−３３７７８号公報（第２−３頁、第１図、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載された半透過反射膜より液晶層側にカラーフィルターを形成する構成では、バックライト使用時は光がカラーフィルターを１回通過するが、外光使用時はカラーフィルターを２回通過することになるため、光の損失が光源使用時よりも外光使用時の方が多くなる。そのため、カラーフィルターの色を濃くするとその分だけ外光使用時の反射型表示が暗くなってしまう。反射光強度を大きくし、明るく視認性の良い反射型表示を得ようとした時、特許文献１のような誘電体多層膜を用いた場合は、誘電体多層膜の性能を制御して反射率を上げる方法が一般的だが、その際透過光強度を大きく犠牲にする必要がある。また特許文献２のように、画素内に透過用の開口を設けた金属反射膜を用いた場合は、開口率を制御して反射率を上げる方法が一般的だが、この場合もまた透過光強度が犠牲になる。そして透過光強度を重視する場合と反射光強度を重視する場合で金属反射膜の性能、例えば開口面積を変える必要が生じ、結果として新たなフォトマスク等を必要とする。ゆえに、工程が複雑化したり、コストがかかったりする弊害を生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、カラーフィルターのカラーレジストに光を反射する微粒子を内在させることで、外光のうち主な光は半透過反射膜に到達し、反射されて視認されるが、外光のうち一部の光はカラーフィルターの一部を通過した後、光を反射する微粒子によって反射されて出射する。微粒子によって反射される光は、平均的にカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射されるため、半透過反射膜によって反射した反射光よりも、反射光強度が大きくなる。そのため、視認する反射光強度は光を反射する微粒子がない場合よりも大きくなり、明るい反射表示が可能となる。また、半透過反射膜が画素内に透過用の開口を設けた金属反射膜であった場合には開口部であっても光を反射する微粒子による反射光が一定に存在する効果もあって明るい反射表示が可能となる。
【発明の効果】
【０００５】
カラーフィルターのカラーレジストに光を反射する微粒子を内在させることで、半透過型液晶パネルにおける他の部分の構成をなんら変えることなく、外光使用時の明るさをより明るくすることができるという効果がある。また、透過型の液晶パネルで同様の方法を用いた場合、半透過反射膜を設けないでも外光下での視認が可能となる効果がある。その際、微粒子が平均的に分散されているものとすると、微粒子によって反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射された光と同等の強度があるとみなすことができる。そのため、微粒子が含まれたカラーフィルターの背後にある反射膜によって反射された光よりも、微粒子によって反射された光の方が反射光強度は大きいことになる。したがって、バックライト使用時の色再現性と外光使用時の色再現性にあまり差異が無く、外光使用時には明るく、バックライト使用時には色濃く視認できるという利点がある。また、透過光強度を重視する場合と反射光強度を重視する場合では微粒子の密度を変化させるだけで良く、容易に、低コストでの変更が可能となる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、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反射する微粒子を備えている。このような構成により、微粒子による反射光が観測者に届くことになるため、半透過反射膜がなくとも半透過反射型の表示装置が実現できる。
【０００７】
さらに、カラーフィルターと基板の間に、入射した光を所定の割合で反射する半透過手段を設ける構成とした。このような構成により、光半透過手段の透過率を犠牲にすることなしに反射時の明るさを向上させることができる。このとき、半透過手段として、光を透過する開口部を備える反射膜、あるいは、誘電体多層膜を用いることができる。
【０００８】
また、微粒子はカラーフィルター中に分散されている。分散性を持たせることにより、微粒子で反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一のところで反射された光と同等の強度があるとみなすことができるとともに、全面で均一な明るさが得られる。
【０００９】
微粒子として、銀メッキした粒状樹脂を絶縁コートした粒子を用いることができる。この粒状樹脂の直径は３０〜７０ｎｍが好ましい。
【実施例１】
【００１０】
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と、これと対向する対向基板５との間にネマティック液晶層６が設けられ、両基板を挟むように光学フィルム７を配置した構成である。下側基板はガラス基板４の上に開口部を持つ反射膜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、光を反射する微粒子１を一様に内在している。微粒子１として銀メッキした直径３０〜７０ｎｍ程度の粒状樹脂を絶縁コートした粒子を用いた。光学フィルム７は偏光板、位相差フィルム、光散乱層などを順次積層されたものである。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。
【００１１】
この構成において、液晶表示装置に入射した外光は、反射膜３の非開口部で主に反射されるだけでなく、カラーフィルター２内に設けられた微粒子１によっても反射される。そのため、反射膜３の開口部に対応する画素領域でも微粒子による一定の反射光が視認される。また、微粒子が平均的に分散されているものとすると、微粒子によって反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射された光と同等の強度があるとみなすことができる。そのため、微粒子が含まれたカラーフィルターの背後にある反射膜によって反射された光よりも、微粒子によって反射された光の方が反射光強度は大きいことになる。したがって、反射膜の性能すなわち開口面積を変えることなく外光下において全体的に明るい表示が視認可能となる。
【実施例２】
【００１２】
本実施例の液晶表示装置の構成を図２に模式的に示す。本実施例は、半透過膜を設けない点で実施例１と相違している。その他の部分は同様であるので、重複する説明は省略する。
【００１３】
図示するように、本実施例は、ガラス基板４の上にカラーフィルター２が形成された下側基板を備えており、カラーフィルター２には光を反射する微粒子１が一様に内在した構成である。この構成によれば外光の一部はカラーフィルター中に内在した微粒子１によって反射される。また、バックライトを用いて照明した場合も微粒子間を通って観察者側に出射するため、半透過膜を形成していないにもかかわらず半透過型の液晶表示装置としての機能することができる。微粒子が平均的に分散されているものとすると、微粒子によって反射される光はカラーフィルターの膜厚の二分の一を通って反射された光と同等の強度があるとみなすことができる。そのため、透過型表示の色再現性と反射型表示の色再現性にあまり差異が無く、反射型表示が明るく、なおかつ透過型表示が色濃く視認できるという利点がある。また、透過光強度を重視する場合と反射光強度を重視する場合では微粒子の密度を変化させるだけで良く、半透過反射膜を用いた場合よりも容易に、低コストでの変更が可能となる。
【実施例３】
【００１４】
本実施例の液晶表示装置の構成を図３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、下側基板はガラス基板４の上に誘電体多層膜８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８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。この構成によれば、液晶表示装置に入射した外光は、半透過反射膜８で主に反射されるが、カラーフィルター２を一部通過して微粒子１によっても反射されるため、半透過反射膜８の性能によらず一定の反射光が視認される。したがって、反射光を増加させるために、半透過反射膜に、例えば７０％反射して３０％透過するという特性にするような、透過率を犠牲にするような設定に変更する必要がない。このように、透過時の明るさを保ちつつ反射時の明るさが向上することとなり、周囲の状況によらず明るい表示が視認可能となった。
【００１５】
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。
【００１６】
光を反射する微粒子についても、光を反射する性質があれば、球形に限らず度のような形状でも良く、箔状、板状、多面体型、半球型等でも同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
環境光である外光を利用して明るい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。さらに本発明によれば半透過膜の性能の変更を必要としないことから、低コスト化が進む電子機器にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施例に係る液晶表示装置の断面構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  微粒子
２  カラーフィルター
３  半透過反射膜
４  ガラス基板
５  対向基板
６  ネマティック液晶
７  光学フィルム
８  誘電体多層膜
【図１】
2006221050.tif 000003
【図２】
2006221050.tif 000004
【図３】
2006221050.tif 000005