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JP4018911B2 - Transflective color liquid crystal display element - Google Patents
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JP4018911B2 - Transflective color liquid crystal display element - Google Patents

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JP4018911B2 JP2002024505A JP2002024505A JP4018911B2 JP 4018911 B2 JP4018911 B2 JP 4018911B2 JP 2002024505 A JP2002024505 A JP 2002024505A JP 2002024505 A JP2002024505 A JP 2002024505A JP 4018911 B2 JP4018911 B2 JP 4018911B2
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transflective
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セル内面に光透過部と光反射部とを有する半透過型カラー液晶表示素子に関し、さらに詳しく言えば、液晶駆動電力の低消費化と、透過輝度および透過色再現性の両立を目指す技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半透過型カラー液晶表示素子は反射型と透過型の複合機能を有し、周囲が暗い環境下でも明るい表示が得られるようにするため、図6に示すように、液晶セル10の反表示観察面側にバックライトBLを備えている。
【0003】
液晶セル10は、表示観察面側の第1透明基板(F板)11と反表示観察面側の第2透明基板(R板)12とを周辺シール材13を介して圧着してなるが、そのセル内には、表示観察面側から入射する外光を反射させるとともに、バックライトBLからの光を透過させる光半透過反射手段14を備えている。
【0004】
光半透過反射手段14は第2透明基板12側に配置されるが、この例では第2透明基板12の内面に微細な凹凸面を有する光拡散層15が形成され、その上に光半透過反射手段14が設けられている。光半透過反射手段14には、例えばアルミニウムなどの金属薄膜(ハーフミラー)や光透過部としての開口を多数有する完全反射膜(スリットミラーもしくは孔開きミラー)などが用いられる。
【0005】
光半透過反射手段14上にはカラーフィルタ16が形成され、その上に電気絶縁膜(平坦化膜)17を介して液晶駆動電極18が設けられている。液晶駆動電極18上には配向膜19が形成されている。なお、カラーフィルタ16が第1透明基板11側に設けられることもある。
【0006】
第1透明基板11側には、上記液晶駆動電極18の対向電極としての液晶駆動電極21が設けられており、その上に電気絶縁膜22を介して配向膜23が形成されている。図示していないが、配向膜19,23間には所定の液晶物質が封入されている。なお、第1および第2透明基板11,12の各外面には、位相差板24と偏光板25とがそれぞれ貼着されている。
【0007】
ところで、フルドットマトリクス表示の場合、液晶駆動電極18,21のいずれか一方がストライプ状のコモン電極とされ、いずれか他方がコモン電極と直交するように配線されたストライプ状のセグメント電極とされるが、従来では、第2透明基板12側の液晶駆動電極18をコモン電極(走査電極)とし、第1透明基板11側の液晶駆動電極21をセグメント電極(信号電極)としている。
【0008】
なお、この例では、第1透明基板11側に端子部11aが設けられていて、コモン電極18には周辺シール材13内に含まれているトランスファ材を介して端子部11aから所定の駆動電圧をコモン電極18に給電するようにしている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、コモン電極18と光半透過反射手段14を構成する金属膜とを、ともに同一基板(第2透明基板12)側に形成しているため、次のような問題が生ずる。
【0010】
通常、コモン電極18には、約10〜20Vの駆動電圧が線順次方式で交代的に印加される。これに対して、セグメント電極21に対する印加電圧は約3〜5Vであり、選択されたセグメント電極には一斉に駆動電圧が印加される。
【0011】
ここで図7を参照して、例示された3つのコモン電極18a〜18cの内、例えば中央のコモン電極18bが選択電極で、これに隣接するコモン電極18a,cが非選択電極であるとして、コモン電極18の背面側には電気絶縁膜(誘電体)17を介して光半透過反射手段14の金属膜が存在するため、コモン電極18bとコモン電極18a,cとの間に金属膜を介して静電容量結合(カップリング)が生ずる。
【0012】
このため、選択電極であるコモン電極18aに対する負荷容量が大きくなり、その分、消費電力が増すことになる。例えば、対向電極との間で液晶を駆動するに要する電圧が通常では10Vであるとして、上記静電容量結合により負荷容量が大きくなると、それ以上の駆動電圧を印加しなければならない。この現象は、特に光半透過反射膜として開口なしのアルミニウム薄膜(ハーフミラー)を用いる場合に顕著で、最大で約40%の消費電力増となる。
【0013】
光半透過反射手段14として、完全反射膜に開口(光透過部)を設けてなる例えばスリットミラーを採用すれば、ハーフミラーの場合よりも静電容量結合が弱くなるが、特に電源を電池に求める携帯電話機などにおいては、低消費電力化を図るうえで十分とは言えない。また、スリットミラーには、透過輝度の大きさと良好な透過発色の両立が困難であるという別の問題がある。
【0014】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その第1の目的は、液晶駆動電力の低消費化を図ることである。また、本発明の第2の目的は、透過輝度および透過色再現性の両立と、高コントラスト化を図ることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するため、本発明は、表示観察面側の第1透明基板と反表示観察面側の第2透明基板とを周辺シール材を介して圧着してなる液晶セルと、上記液晶セルの反表示観察面側に配置されるバックライトとを含み、上記各透明基板のいずれか一方にストライプ状のコモン電極が形成され、いずれか他方に上記コモン電極と直交するストライプ状のセグメント電極が形成されているとともに、上記第2透明基板の内面に上記バックライトからの光を透過し、かつ、上記第1透明基板側から入射する外光を反射する金属膜製の光半透過反射手段を備え、上記光半透過反射手段上にカラーフィルタが形成されている半透過型カラー液晶表示素子において、上記光半透過反射手段を備える上記第2透明基板側に上記セグメント電極が上記カラーフィルタ上に電気絶縁膜を介して配置され、上記第1透明基板側に上記コモン電極が配置されており、上記光半透過反射手段が上記バックライトからの光を透過する開口よりなる光透過部と完全反射膜からなる光反射部とを有し、上記光透過部および上記光反射部がセグメント電極と平行にストライプ状に形成されているスリットミラーからなり、上記スリットミラーの上記光反射部の一部分が隣接する上記セグメント電極間に跨って配置されているとともに、上記光反射部上に上記バックライト光の上記セグメント電極間からの光漏れを防止するブラックマスクが形成されていることを特徴としている。
【0016】
コモン電極に代えて、セグメント電極と光半透過反射手段の金属膜とを同一基板側に形成しても、その金属膜を介して隣接するセグメント電極間に静電容量結合が生ずるが、セグメント電極に対する印加電圧はコモン電極に比べて1/3〜1/4程度であるため、上記従来例に比べて低消費電力化を達成することができる。
【0017】
また、セグメント電極の場合、隣接するセグメント電極に同時に信号電圧が印加されることがあり、その場合には、隣接するセグメント電極間に静電容量結合が発生しないため、より一層の低消費電力化を見込むことができる。
【0018】
本発明において、上記光透過部および上記光反射部は上記カラーフィルタの各サブ画素ごとに割り当てられるが、その各サブ画素間に、上記セグメント電極間と位置的に対応するようにブラックマスク(遮光膜)を配置することにより、上記セグメント電極間からの光漏れを防止することができる。
【0019】
透過光の見栄えを重視して、光透過部の開口率を例えば50%以上とする際には、上記ブラックマスクを上記光反射部上に配置することが好ましい。これによれば、ブラックマスクを形成するときに、位置ずれやその線幅拡大が生じたとしても、光透過部の開口率に影響が出ることはなく、設計上の開口率を維持することが可能となる。
【0020】
上記第2の目的(透過輝度および透過色再現性の両立と、高コントラスト化)を達成するため、本発明では、上記光反射部を銀系完全反射膜とするとともに、上記光透過部の開口率を30%以上とする。また、上記光透過部のカラーフィルタを色面積が40以上とし、上記光反射部のカラーフィルタを色面積が15以下とすることが好ましい。ここで、色面積とはR,G,BのカラーフィルタをCIE色度座標にプロットし、3点で囲まれた領域の面積値に1000を乗じた値である。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1実施形態を示す模式的断面図であるが、本発明の半透過型カラー液晶表示素子が備える液晶セル10Aにおいては、光半透過反射手段14が形成されている第2透明基板12側にセグメント電極21(図2(b)参照)が設けられ、第1透明基板11側にコモン電極18(図2(a)参照)が設けられている。
【0022】
したがって、セグメント電極21が、周辺シール材13内に含まれているトランスファ材を介して端子部11aの所定の引き出し電極と接続されることになるが、その他の構成は、先の図6で説明した従来例と同じであってよい。なお、トランスファ材によることなく、コモン電極18とセグメント電極21をその各々の基板の端子部に直接引き出す、いわゆる2方向引き出しとしてもよい。
【0023】
この第1実施形態のように、セグメント電極21を第2透明基板12側に配置することにより、上記従来例に比べて大幅な低消費電力化が図れる。すなわち、セグメント電極21に対する印加電圧は、先にも説明したように、通常約3〜5Vで、コモン電極に対する印加電圧(約10〜20V)比べて1/3〜1/4程度である。
【0024】
したがって、光半透過反射手段14の金属膜を介して隣接するセグメント電極間に静電容量結合が生じ負荷容量が増加したとしても、そもそも印加電圧が低く静電容量結合力が弱いことから、通常の印加電圧よりも負荷容量の増加分を見込んで高めに設定する電圧が僅かで済むことになる。
【0025】
また、フルドットマトリクス表示において、セグメント電極21側には、隣接するセグメント電極に同時に信号電圧が印加される確率が比較的高く、その場合には、隣接するセグメント電極間に静電容量結合が発生しないため、より一層の低消費電力化を見込むことができる。
【0026】
なお、光半透過反射手段14を構成する金属膜は、ハーフミラー,孔開きミラー,スリットミラーのいずれであってもよいが、より一層の低消費電力化を図る上では、静電容量結合力が弱められるスリットミラーが好ましい。図2(c)にスリットミラーの一例を模式的に示す。
【0027】
このスリットミラー140は、金属膜にバックライトBLからの光を透過する所定幅のスリット状開口よりなる複数の光透過部141を一定の間隔で互いに平行に形成してなるもので、光透過部141間に残された金属膜部分が光反射部142として機能する。材質は反射効率のよい銀系完全反射膜が好ましい。
【0028】
第2透明基板12には、光拡散層15,スリットミラー140,カラーフィルタ16,電気絶縁膜(平坦化膜)17,セグメント電極21および配向膜19が順次形成されるが、セグメント電極21に対してスリットミラー140の光透過部141および光反射部142は平行に配置される。
【0029】
ここで、図3(a)の要部拡大平面図およびその断面図である図3(b)により、スリットミラー140,カラーフィルタ16およびセグメント電極21の位置関係とブラックマスク(遮光膜)30の配置について説明する。なお、図3(a),(b)は本発明の参考例である。
【0030】
カラー液晶表示素子の1画素(ピクセル)はR,G,Bの集合よりなり、そのR,G,Bの各1単位をサブ画素(サブピクセル)SPとして、各サブ画素SPはセグメント電極21の1ライン幅Wとほぼ同幅をもって各セグメント電極21に対応する位置に配置される。
【0031】
スリットミラー140については、各サブ画素SPごとに光透過部141と光反射部142とが割り当てられる。サブ画素SPに対する光透過部141と光反射部142の各幅は相対的に決められる。例えば、サブ画素SPの面積を100として、光透過部141の開口幅が30%であれば、光反射部142の幅は残りの70%となる。
【0032】
セグメント電極21の間からの光漏れ(光抜け)を防止するため、各サブ画素SP間にブラックマスク30が配置される。すなわち、ブラックマスク30は、各サブ画素SP間において、隣り合うセグメント電極21aとセグメント電極21bとの間に対応する位置に設けられる。
【0033】
ところで、隣り合うセグメント電極21aとセグメント電極21bとの間で、光反射部(完全反射膜)142を介しての静電容量結合を生じにくくするには、図3の参考例のように、光反射部142を隣のセグメント電極とオーバーラップさせないようにすることが好ましい。この場合、ブラックマスク30は光透過部141の一部分を埋めるように配置される。
【0034】
しかしながら、透過光の見栄えを重視して、光透過部141の開口幅をセグメント電極幅Wの例えば0.5倍以上とするような設計を行う場合には、図4(a)の要部拡大平面図および図4(b)の断面図に示すように、光反射部142をその一部分が隣のセグメント電極とオーバーラップするように配置して、その光反射部142上にブラックマスク30を配設することが好ましい。
【0035】
その理由は、ブラックマスク30を形成するときに、ブラックマスクの位置ずれやブラックマスク線幅の拡大が生ずることがあり、そうすると、図3の例では光透過部141の開口率が設計値と異なるものとなってしまうからである。この点に関し、図4の本発明例によれば、ブラックマスク形成時に、ブラックマスクの位置ずれやブラックマスク線幅の拡大が生じたとしても、光透過部141の開口率が設計値と変わってしまうおそれはない。
【0036】
このようにして、各サブ画素SPごとにブラックマスク30が設けられるが、ブラックマスク30はセグメント電極21間のみでなく、コモン電極18間と対応する位置にも形成される。
【0037】
これを図5により説明すると、R,G,Bの各サブ画素SP(R),SP(G),SP(B)を囲むように、セグメント電極間用のブラックマスク30(S)とコモン電極間用のブラックマスク30(C)とが格子状に形成される。ちなみに、コモン電極18の電極幅が240μmであるとすると、セグメント電極21の電極幅はその1/3の80μmとされる。
【0038】
次に、本発明の第2実施形態として、半透過反射手段14にスリットミラー140を用いる場合において、透過輝度および透過色再現性の両立と、高コントラスト化を図るうえでの好適な条件について説明する。
【0039】
スリットミラー140として、反射効率のよい銀系(好ましくは、Ag−Pd系)完全反射膜を用いる。光透過部141の開口面積を好ましくは30%以上(特には、50〜80%)とする。スリットミラー140をセグメント電極21と平行とする。
【0040】
各サブ画素SP(R),SP(G),SP(B)において、光透過部141と光反射部142とでカラーフィルタを塗り分ける。すなわち、6色RGBレジストを使用する。例えば、光透過部141には新日鐵化学社製V259(膜厚1.0μm)を適用し、光反射部142には三菱化学社製0404(膜厚1.0μm)を適用する。
【0041】
光透過部141のカラーフィルタは、透過白表示でのY値<50で、かつ、色面積>40(好ましくは、Y値<45で、かつ、色面積>50)とする。また、光反射部142のカラーフィルタは、透過白表示でのY値>55で、かつ、色面積<15(好ましくは、Y値>60で、かつ、色面積<10)とする。
【0042】
コモン電極18の電極幅が240μmで、セグメント電極21の電極幅が80μmであるとして、セグメント電極側のブラックマスク30(S)の線幅を13μm,コモン電極側のブラックマスク30(C)の線幅を20μmとする。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶セル内にバックライトからの光を透過し、かつ、表示観察面側から入射する外光を反射する金属膜製の光半透過反射手段を備え、その光半透過反射手段上にカラーフィルタが形成されているフルドットマトリクス表示の半透過型カラー液晶表示素子において、光半透過反射手段を備える一方の透明基板側にセグメント電極を配置し、他方の透明基板側にコモン電極を配置するようにしたことにより、液晶駆動電力の低消費化を図ることができる。
【0044】
また、上記光半透過反射手段にスリットミラーを用いる場合において、光反射部を銀系完全反射膜とし、光透過部の開口率を30%以上にするとともに、光透過部のカラーフィルタを色面積が40以上とし、光反射部のカラーフィルタを色面積が15以下とすることにより、透過輝度および透過色再現性の両立と、高コントラスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半透過型カラー液晶表示素子の内部構造を示す模式的断面図。
【図2】本発明が備える液晶セルに設けられているコモン電極,セグメント電極およびスリットミラーの各々を示す平面図。
【図3】上記セグメント電極,スリットミラーおよびカラーフィルタの位置関係と、ブラックマスクの配置を説明するための要部拡大平面図およびその断面図。
【図4】上記ブラックマスクの別の配置を説明するための要部拡大平面図およびその断面図。
【図5】セグメント電極側ブラックマスクとコモン電極側ブラックマスクとを説明するための平面図
【図6】従来例としての半透過型カラー液晶表示素子の内部構造を示す模式的断面図。
【図7】隣接する電極間で生ずる静電容量結合を説明するための模式図。
【符号の説明】
10A 液晶セル
11 第1透明基板(表示観察面側透明基板)
12 第2透明基板(反表示観察面側透明基板)
13 周辺シール材
14 光半透過反射手段
140 スリットミラー
141 光透過部
142 光反射部
15 光拡散層
16 カラーフィルタ
17,22 電気絶縁膜
18 コモン電極
19,23 配向膜
21 セグメント電極
30 ブラックマスク
BL バックライト
SP サブ画素
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transflective color liquid crystal display element having a light transmitting portion and a light reflecting portion on the inner surface of a cell. More specifically, the invention achieves both low power consumption of liquid crystal driving power and transmission luminance and transmitted color reproducibility. It is related to the technology to be aimed at.
[0002]
[Prior art]
The transflective color liquid crystal display element has a combined function of a reflection type and a transmission type, and in order to obtain a bright display even in a dark environment, as shown in FIG. A backlight BL is provided on the surface side.
[0003]
The liquid crystal cell 10 is formed by pressure-bonding a first transparent substrate (F plate) 11 on the display observation surface side and a second transparent substrate (R plate) 12 on the counter display observation surface side via a peripheral sealing material 13. In the cell, there is provided light transflective means 14 for reflecting external light incident from the display observation surface side and transmitting light from the backlight BL.
[0004]
The light semi-transmissive reflecting means 14 is disposed on the second transparent substrate 12 side. In this example, a light diffusion layer 15 having a fine uneven surface is formed on the inner surface of the second transparent substrate 12, and the light semi-transmissive is formed thereon. Reflecting means 14 is provided. For the light transflective means 14, for example, a metal thin film (half mirror) such as aluminum or a complete reflective film (slit mirror or perforated mirror) having a large number of openings as a light transmitting portion is used.
[0005]
A color filter 16 is formed on the light transflective means 14, and a liquid crystal driving electrode 18 is provided on the color filter 16 via an electric insulating film (flattening film) 17. An alignment film 19 is formed on the liquid crystal drive electrode 18. The color filter 16 may be provided on the first transparent substrate 11 side.
[0006]
On the first transparent substrate 11 side, a liquid crystal driving electrode 21 as a counter electrode of the liquid crystal driving electrode 18 is provided, and an alignment film 23 is formed thereon with an electric insulating film 22 interposed therebetween. Although not shown, a predetermined liquid crystal substance is sealed between the alignment films 19 and 23. A phase difference plate 24 and a polarizing plate 25 are attached to the outer surfaces of the first and second transparent substrates 11 and 12, respectively.
[0007]
By the way, in the case of full dot matrix display, one of the liquid crystal drive electrodes 18 and 21 is a striped common electrode, and the other is a striped segment electrode wired so as to be orthogonal to the common electrode. However, conventionally, the liquid crystal drive electrode 18 on the second transparent substrate 12 side is a common electrode (scanning electrode), and the liquid crystal drive electrode 21 on the first transparent substrate 11 side is a segment electrode (signal electrode).
[0008]
In this example, a terminal portion 11a is provided on the first transparent substrate 11 side, and a predetermined drive voltage is applied to the common electrode 18 from the terminal portion 11a via a transfer material included in the peripheral sealing material 13. Is fed to the common electrode 18.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, since the common electrode 18 and the metal film constituting the light transflective means 14 are both formed on the same substrate (second transparent substrate 12) side, the following problems arise.
[0010]
Usually, a driving voltage of about 10 to 20 V is alternately applied to the common electrode 18 in a line sequential manner. On the other hand, the applied voltage to the segment electrode 21 is about 3 to 5 V, and the drive voltage is applied to the selected segment electrodes all at once.
[0011]
Here, referring to FIG. 7, it is assumed that among the three common electrodes 18 a to 18 c illustrated, for example, the central common electrode 18 b is a selection electrode, and the common electrodes 18 a and 18 c adjacent thereto are non-selection electrodes. Since the metal film of the light transflective means 14 exists on the back side of the common electrode 18 via the electric insulating film (dielectric) 17, the metal film is interposed between the common electrode 18b and the common electrodes 18a and 18c. As a result, capacitive coupling occurs.
[0012]
For this reason, the load capacity with respect to the common electrode 18a which is a selection electrode becomes large, and power consumption increases correspondingly. For example, assuming that the voltage required to drive the liquid crystal with the counter electrode is normally 10 V, if the load capacitance increases due to the capacitive coupling, a higher driving voltage must be applied. This phenomenon is particularly noticeable when an aluminum thin film (half mirror) having no opening is used as the light transflective film, and the power consumption is increased by about 40% at the maximum.
[0013]
If, for example, a slit mirror in which an opening (light transmission part) is provided in the complete reflection film is adopted as the light semi-transmissive reflection means 14, the capacitive coupling becomes weaker than in the case of the half mirror, but the power source is particularly used for the battery. The mobile phones that are demanded are not sufficient for reducing power consumption. In addition, the slit mirror has another problem that it is difficult to achieve both good transmission luminance and good transmission color.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first object thereof is to reduce the consumption of liquid crystal driving power. In addition, a second object of the present invention is to achieve both the transmission luminance and the transmission color reproducibility and increase the contrast.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the present invention provides a liquid crystal cell formed by pressure-bonding a first transparent substrate on the display observation surface side and a second transparent substrate on the non-display observation surface side through a peripheral sealing material; A backlight disposed on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal cell, a stripe-shaped common electrode is formed on one of the transparent substrates, and a stripe-shaped perpendicular electrode to the common electrode is formed on the other A segment electrode is formed, and a light semi-transmission made of a metal film that transmits light from the backlight to the inner surface of the second transparent substrate and reflects external light incident from the first transparent substrate side. a reflecting means, in the transflective color liquid crystal display device having a color filter formed on the light semi-transmissive reflecting means, on the second transparent substrate provided with the light semi-transmissive reflecting means, the segment electrodes Serial disposed through an electrically insulating film on the color filter, the and the common electrode is arranged on the first transparent substrate side, the light which the light semi-transmissive reflecting means is formed of an opening for transmitting light from the backlight A light reflecting portion comprising a transmissive portion and a completely reflective film, the light transmissive portion and the light reflecting portion comprising a slit mirror formed in a stripe shape in parallel with the segment electrode, and the light reflection of the slit mirror A part of the portion is disposed across the adjacent segment electrodes, and a black mask is formed on the light reflecting portion to prevent light leakage of the backlight light from between the segment electrodes. It is a feature.
[0016]
Even if the segment electrode and the metal film of the transflective means are formed on the same substrate side instead of the common electrode, capacitive coupling occurs between adjacent segment electrodes via the metal film. Since the applied voltage is about 1/3 to 1/4 compared to the common electrode, lower power consumption can be achieved compared to the conventional example.
[0017]
In the case of segment electrodes, a signal voltage may be applied to adjacent segment electrodes at the same time. In this case, capacitive coupling does not occur between the adjacent segment electrodes, thus further reducing power consumption. Can be expected.
[0018]
In the present invention, the light transmission part and the light reflection part are assigned to each sub-pixel of the color filter, and a black mask (light-shielding) is provided between the sub-pixels so as to correspond to the segment electrodes. By disposing the film, light leakage from between the segment electrodes can be prevented.
[0019]
When the appearance of the transmitted light is emphasized and the aperture ratio of the light transmitting portion is set to 50% or more, for example, it is preferable to dispose the black mask on the light reflecting portion. According to this, even when a misalignment or an increase in the line width occurs when forming a black mask, the aperture ratio of the light transmission portion is not affected, and the designed aperture ratio can be maintained. It becomes possible.
[0020]
In order to achieve the second object (coexistence of transmission luminance and transmitted color reproducibility and high contrast), in the present invention, the light reflecting part is a silver-based complete reflecting film, and the opening of the light transmitting part is provided. The rate is 30% or more. Further, it is preferable that the color filter of the light transmitting portion has a color area of 40 or more and the color filter of the light reflecting portion has a color area of 15 or less. Here, the color area is a value obtained by plotting R, G, and B color filters on CIE chromaticity coordinates and multiplying the area value of a region surrounded by three points by 1000.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention. In the liquid crystal cell 10A provided in the transflective color liquid crystal display element of the present invention, a light transflective means 14 is formed. A segment electrode 21 (see FIG. 2B) is provided on the second transparent substrate 12 side, and a common electrode 18 (see FIG. 2A) is provided on the first transparent substrate 11 side.
[0022]
Therefore, the segment electrode 21 is connected to a predetermined lead electrode of the terminal portion 11a through the transfer material included in the peripheral sealing material 13, but the other configuration will be described with reference to FIG. It may be the same as the conventional example. Note that the common electrode 18 and the segment electrode 21 may be directly drawn out to the terminal portions of the respective substrates without using a transfer material.
[0023]
By disposing the segment electrode 21 on the second transparent substrate 12 side as in the first embodiment, power consumption can be significantly reduced as compared with the conventional example. That is, as described above, the applied voltage to the segment electrode 21 is usually about 3 to 5 V, which is about 1/3 to 1/4 compared to the applied voltage to the common electrode (about 10 to 20 V).
[0024]
Therefore, even if the capacitive coupling occurs between the adjacent segment electrodes through the metal film of the light transflective reflection means 14 and the load capacity increases, the applied voltage is low and the capacitive coupling force is weak in the first place. Therefore, a voltage that is set higher than the applied voltage in anticipation of an increase in the load capacity is small.
[0025]
In the full dot matrix display, on the segment electrode 21 side, there is a relatively high probability that a signal voltage is simultaneously applied to adjacent segment electrodes. In this case, capacitive coupling occurs between adjacent segment electrodes. Therefore, further reduction in power consumption can be expected.
[0026]
The metal film constituting the light transflective means 14 may be any of a half mirror, a perforated mirror, and a slit mirror. However, in order to further reduce power consumption, the capacitance coupling force A slit mirror that can weaken is preferred. FIG. 2C schematically shows an example of a slit mirror.
[0027]
The slit mirror 140 is formed by forming a plurality of light transmission parts 141 each having a slit-like opening having a predetermined width that transmits light from the backlight BL on a metal film in parallel with each other at a predetermined interval. The metal film portion left between 141 functions as the light reflecting portion 142. The material is preferably a silver-based fully reflective film with good reflection efficiency.
[0028]
On the second transparent substrate 12, a light diffusion layer 15, a slit mirror 140, a color filter 16, an electrical insulating film (planarizing film) 17, a segment electrode 21 and an alignment film 19 are formed in this order. The light transmitting portion 141 and the light reflecting portion 142 of the slit mirror 140 are arranged in parallel.
[0029]
Here, the positional relationship between the slit mirror 140, the color filter 16, and the segment electrode 21 and the black mask (light-shielding film) 30 are shown in FIG. The arrangement will be described. FIGS. 3A and 3B are reference examples of the present invention.
[0030]
One pixel (pixel) of the color liquid crystal display element is composed of a set of R, G, and B. Each unit of R, G, and B is a sub-pixel (sub-pixel) SP, and each sub-pixel SP is a segment electrode 21. One line width W is arranged at a position corresponding to each segment electrode 21 with substantially the same width.
[0031]
With respect to the slit mirror 140, a light transmitting portion 141 and a light reflecting portion 142 are assigned to each subpixel SP. The widths of the light transmission part 141 and the light reflection part 142 with respect to the subpixel SP are determined relatively. For example, if the area of the sub-pixel SP is 100 and the opening width of the light transmitting portion 141 is 30%, the width of the light reflecting portion 142 is the remaining 70%.
[0032]
In order to prevent light leakage (light omission) from between the segment electrodes 21, a black mask 30 is disposed between the sub-pixels SP. That is, the black mask 30 is provided at a position corresponding to between the adjacent segment electrodes 21a and 21b between the sub-pixels SP.
[0033]
By the way, in order to make it difficult to generate capacitive coupling between the adjacent segment electrode 21a and the segment electrode 21b via the light reflecting portion (completely reflecting film) 142, as shown in the reference example of FIG. It is preferable not to overlap the reflecting portion 142 with the adjacent segment electrode. In this case, the black mask 30 is disposed so as to fill a part of the light transmission part 141.
[0034]
However, in the case where the appearance of transmitted light is emphasized and the design is made such that the opening width of the light transmitting portion 141 is 0.5 times or more of the segment electrode width W, for example, the main portion of FIG. As shown in the plan view and the cross-sectional view of FIG. 4B, the light reflecting portion 142 is arranged so that a part thereof overlaps the adjacent segment electrode, and the black mask 30 is disposed on the light reflecting portion 142. It is preferable to install.
[0035]
The reason is that when the black mask 30 is formed, the black mask may be misaligned or the black mask line width may be increased. In this case, the aperture ratio of the light transmitting portion 141 is different from the design value in the example of FIG. Because it becomes a thing. In this regard, according to the example of the present invention of FIG. 4, the aperture ratio of the light transmitting portion 141 changes from the design value even when the black mask is misaligned or the black mask line width is increased during the black mask formation. There is no fear.
[0036]
In this way, the black mask 30 is provided for each sub-pixel SP. The black mask 30 is formed not only between the segment electrodes 21 but also at a position corresponding to between the common electrodes 18.
[0037]
This will be described with reference to FIG. 5. A black mask 30 (S) between the segment electrodes and a common electrode so as to surround the R, G, B sub-pixels SP (R), SP (G), SP (B). The interposing black mask 30 (C) is formed in a lattice pattern. Incidentally, if the electrode width of the common electrode 18 is 240 μm, the electrode width of the segment electrode 21 is set to 80 μm, which is 1/3 of the electrode width.
[0038]
Next, as a second embodiment of the present invention, in the case where the slit mirror 140 is used for the transflective means 14, a description will be given of suitable conditions for achieving both high transmission contrast and transmissive color reproducibility and high contrast. To do.
[0039]
As the slit mirror 140, a silver-based (preferably Ag—Pd-based) complete reflection film with good reflection efficiency is used. The opening area of the light transmission part 141 is preferably 30% or more (particularly 50 to 80%). The slit mirror 140 is parallel to the segment electrode 21.
[0040]
In each of the subpixels SP (R), SP (G), and SP (B), a color filter is separately applied to the light transmitting portion 141 and the light reflecting portion 142. That is, a 6-color RGB resist is used. For example, V259 (film thickness: 1.0 μm) manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. is applied to the light transmitting portion 141, and 0404 (film thickness: 1.0 μm) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation is applied to the light reflecting portion 142.
[0041]
The color filter of the light transmitting portion 141 has a Y value <50 and a color area> 40 (preferably, a Y value <45 and a color area> 50) in transparent white display. The color filter of the light reflecting portion 142 has a Y value> 55 in transparent white display and a color area <15 (preferably, a Y value> 60 and a color area <10).
[0042]
Assuming that the electrode width of the common electrode 18 is 240 μm and the electrode width of the segment electrode 21 is 80 μm, the line width of the black mask 30 (S) on the segment electrode side is 13 μm, and the line width of the black mask 30 (C) on the common electrode side The width is 20 μm.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the liquid crystal cell includes light transflective means made of a metal film that transmits light from the backlight and reflects external light incident from the display observation surface side. In a full dot matrix display transflective color liquid crystal display element in which a color filter is formed on the light transflective means, a segment electrode is disposed on one transparent substrate side provided with the light transflective means, and the other By disposing the common electrode on the transparent substrate side, the liquid crystal driving power can be reduced.
[0044]
In the case where a slit mirror is used for the light transflective means, the light reflecting portion is a silver-based completely reflecting film, the aperture ratio of the light transmitting portion is 30% or more, and the color filter of the light transmitting portion is a color area. Is 40 or more, and the color filter of the light reflection portion has a color area of 15 or less, it is possible to achieve both transmission luminance and transmission color reproducibility and high contrast.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the internal structure of a transflective color liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing each of a common electrode, a segment electrode, and a slit mirror provided in a liquid crystal cell provided in the present invention.
FIG. 3 is an enlarged plan view of a main part and a cross-sectional view thereof for explaining the positional relationship between the segment electrode, the slit mirror, and the color filter, and the arrangement of the black mask.
FIG. 4 is an enlarged plan view of a main part for explaining another arrangement of the black mask and a cross-sectional view thereof.
FIG. 5 is a plan view for explaining a segment electrode side black mask and a common electrode side black mask. FIG. 6 is a schematic sectional view showing an internal structure of a transflective color liquid crystal display element as a conventional example.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining capacitive coupling that occurs between adjacent electrodes.
[Explanation of symbols]
10A Liquid crystal cell 11 1st transparent substrate (display observation surface side transparent substrate)
12 Second transparent substrate (transparent substrate on the non-display viewing side)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Peripheral sealing material 14 Light transflective means 140 Slit mirror 141 Light transmissive part 142 Light reflective part 15 Light diffusion layer 16 Color filter 17, 22 Electrical insulating film 18 Common electrode 19, 23 Orientation film 21 Segment electrode 30 Black mask BL Back Light SP Subpixel

Claims (2)

表示観察面側の第1透明基板と反表示観察面側の第2透明基板とを周辺シール材を介して圧着してなる液晶セルと、上記液晶セルの反表示観察面側に配置されるバックライトとを含み、上記各透明基板のいずれか一方にストライプ状のコモン電極が形成され、いずれか他方に上記コモン電極と直交するストライプ状のセグメント電極が形成されているとともに、上記第2透明基板の内面に上記バックライトからの光を透過し、かつ、上記第1透明基板側から入射する外光を反射する金属膜製の光半透過反射手段を備え、上記光半透過反射手段上にカラーフィルタが形成されている半透過型カラー液晶表示素子において、
上記光半透過反射手段を備える上記第2透明基板側に上記セグメント電極が上記カラーフィルタ上に電気絶縁膜を介して配置され、上記第1透明基板側に上記コモン電極が配置されており、
上記光半透過反射手段が上記バックライトからの光を透過する開口よりなる光透過部と完全反射膜からなる光反射部とを有し、上記光透過部および上記光反射部がセグメント電極と平行にストライプ状に形成されているスリットミラーからなり、
上記スリットミラーの上記光反射部の一部分が隣接する上記セグメント電極間に跨って配置されているとともに、上記光反射部上に上記バックライト光の上記セグメント電極間からの光漏れを防止するブラックマスクが形成されていることを特徴とする半透過型カラー液晶表示素子。
A liquid crystal cell formed by pressure-bonding a first transparent substrate on the display observation surface side and a second transparent substrate on the counter display observation surface side through a peripheral sealing material, and a back disposed on the counter display observation surface side of the liquid crystal cell A stripe-shaped common electrode is formed on one of the transparent substrates, and a stripe-shaped segment electrode orthogonal to the common electrode is formed on the other transparent substrate, and the second transparent substrate A light transflective means made of a metal film that transmits light from the backlight and reflects external light incident from the first transparent substrate side, and a color is provided on the light transflective means. In a transflective color liquid crystal display element in which a filter is formed,
On the second transparent substrate provided with the light semi-transmissive reflecting means, the segment electrodes are arranged via an electrically insulating film on the color filter, and the common electrode is disposed on said first transparent substrate,
The light transflective means has a light transmissive portion comprising an opening for transmitting light from the backlight and a light reflective portion comprising a completely reflective film, and the light transmissive portion and the light reflective portion are parallel to the segment electrode. Consists of slit mirrors formed in stripes,
A black mask in which a part of the light reflecting portion of the slit mirror is disposed across the adjacent segment electrodes and prevents light leakage of the backlight light from between the segment electrodes on the light reflecting portion. A transflective color liquid crystal display element, wherein:
上記光反射部が銀系完全反射膜からなり、上記光透過部の開口率が30%以上である請求項項に記載の半透過型カラー液晶表示素子。It becomes the light-reflecting portion is silver-based fully reflective film, a semi-transmissive color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the aperture ratio of the light-transmitting portion is 30% or more.
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