JP4642785B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

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。

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。

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、を組み合せることによって、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。

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、バ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、バックライトの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。

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が、周囲光を反射してカ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。
特開２００４−６１７４７号公報 特開２００４−１７７７２６号公報

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１０％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。

また、フィールドシーケンシャル方式は、バ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倍以上高く、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。しかしながら、フィールドシーケンシャル方式による液晶表示装置は、バックライトの発光色を用いてカラー表示を行うために、バックライトの光を利用した透過表示しかできない。

現在、携帯電話に代表されるモバ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化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工夫がなされている。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。

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、バ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、モバ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。

しかしモバイル機器は、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、光利用効率が高く、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いた。

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。しかし特許文献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く、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った。

本発明は、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を目的とする。

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ものである。

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。

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。

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やか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。

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ュ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。

この構成によると、バ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。

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。

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く、周囲環境の明暗に関わらず視認性が高く、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きる。

本発明の半透過型液晶表示装置の模式斜視図である。 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。 本発明の透明基板の模式平面図である。 本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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グラフである。 本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。 本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。 本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。 本発明の別の形態の透明基板の模式平面図である。 本発明のバックライトの模式断面図である。 本発明のプリズムの拡大図である。 本発明の各画素の表示強度の時間推移を示す図である。 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７のＸ−Ｘ線断面図である。 比較例のバックライトの模式斜視図である。 図４における反射表示を説明する図である。 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 液晶層
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 ソースバスライン
１６ ゲートバスライン
１７ 透明樹脂
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 バックライト
１００ 表示パネル

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ル１００とを備えている。

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７ａが形成される。

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樹脂やエポキシ樹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。

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。ソースバスライン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。

ＴＦＴアレイが形成された透明基板２の上には、透明樹脂１７によってＲ、Ｇ、Ｂカラー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いＡｌ薄膜が反射電極５として形成される。透明樹脂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、透明樹脂を介さずに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。

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い合わせて積層される。

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。

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としてレンティキュラレンズが設けられる。レンティキュラレンズとは、蒲鉾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。レンティキュ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。レンティキュ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。

まず、所望とするレンティキュ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樹脂を封入する。続いて、封入した樹脂に紫外線を照射し、硬化させる。紫外線硬化樹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ュラレンズを容易にかつ高い量産性で製造することができる。

レンティキュラレンズの材料には、完全に硬化した状態で透明性が高く、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、例えばイオン交換法やフォトリソグラフィ法や熱だれ法などを用いることができる。

なお、上記では集光素子８としてレンティキュラレンズを用いる場合を例示したが、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。

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。

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いが、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。

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が、１）と２）とでは、線幅は、ほぼ等しく見える。

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ついて説明する。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。

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。主なパネル構造については、レンティキュ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。

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ではすべ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、レンティキュラレンズと同様の方法によって、容易に形成可能である。

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が、決してそれに限られるものではなく、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が、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い形状であることが好ましい。

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が混色しやすく、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。

また、Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタの平均面積と、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カラーフィルタの平均面積が、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い集光素子の場合に、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。

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カラーフィルタの平均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化のために集光素子８を配置しない場合に好ましい。

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。バックライト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）。

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、バックライト５０から出射される光の平行度が高いことが好ましい。以下に説明するバックライト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。

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かいプリズムを形成する。

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。

細かいプリズム面を有する導光体２１は、上述のレンティキュラレンズと同様に、金型原盤を用いて樹脂成形する方法で、高い精度で作製することが可能である。材料としては、例えばアクリル樹脂等の透明性の高い樹脂を使用することができる。図１７では省略しているが、バックライト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。

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。

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。

バックライト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１００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。

本実施形態では、光源としてＲ、Ｇ、Ｂに発光するＬＥＤを使用したが、もちろんこれに限定されることは無く、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配置してもよい。

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。バックライト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。

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Ｒ、画素Ｇ、画素Ｂではすべ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。

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から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。

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５０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、バックライト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。

なお上記の液晶表示装置において、集光素子８は必ずしも必要ではない。集光素子８がない場合、バックライト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。

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。

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。

図２１は、バックライト５１の模式斜視図である。バックライト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。

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、表示を行う。

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かった。

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、ノートパソコンなどに広く利用でき、特に、モバ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 (4)

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、
   前記バックライト側の基板に、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マイクロレンズアレイを設け、
   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、
   前記光反射領域となる画素は赤、緑、青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り、
   前記赤、緑、青のカラーフィルタを備えた３種の画素を第１方向に並んで配置し、
   前記赤、緑、青のカラーフィルタを備えた３種の画素と前記透明層を備えた画素をあわせた形状が矩形となるように、前記透明層を備えた画素を前記赤か青のどちらかのカラーフィルタを備えた画素の第１方向と直交する第２方向に配置し、
   前記透明層を備えた画素の中心に一致するよう前記マイクロレンズアレイを形成す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. 前記透明層は、等方的な形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記透明層の形状は、円形、正方形、正六角形、正八角形であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。

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