JP2004126606A - Liquid crystal apparatus and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型あるいは半透過反射型液晶表示装置に適用することで表示のにじみ(ボケ)を解消し、明るく鮮明な表示を得ることができるとともに、そのような明るく鮮明な表示が可能な液晶装置を備えた電子機器を提供できる技術に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to a reflective or transflective liquid crystal display device to eliminate blurring (blur) of a display, to obtain a bright and clear display, and to enable such a bright and clear display. The present invention relates to a technology capable of providing an electronic device including a liquid crystal device.
ノート型パーソナルコンピュータ、携帯型ゲーム機や電子手帳などの種々の電子機器には表示部として消費電力の少ない液晶表示装置が多用されている。特に近年は表示内容の多用化に伴って、カラー表示が可能な液晶表示装置の需要が高まっている。また、前記電子機器のバッテリー駆動時間を長くしたいという要求から、バックライト装置を必要としない反射型のカラー液晶表示装置が開発されている。 (2) A liquid crystal display device with low power consumption is frequently used as a display unit in various electronic devices such as a notebook personal computer, a portable game machine, and an electronic organizer. In particular, in recent years, demand for a liquid crystal display device capable of performing color display has been increasing with the frequent use of display contents. In addition, in response to a demand for extending the battery driving time of the electronic device, a reflective color liquid crystal display device that does not require a backlight device has been developed.
以下に従来の反射型のカラー液晶表示装置の構成例の概要を図面を参照して説明する。 An outline of a configuration example of a conventional reflection type color liquid crystal display device will be described below with reference to the drawings.
図15(a)、(b)は、従来の反射型カラー液晶表示装置の要部を示す拡大概略断面図である。これらの内、図15(a)は前方散乱板タイプの反射型液晶表示装置を示し、図15(b)は内面散乱反射板タイプの液晶表示装置を示している。 FIGS. 15A and 15B are enlarged schematic cross-sectional views showing the main parts of a conventional reflective color liquid crystal display device. Among these, FIG. 15A shows a forward scattering plate type reflection type liquid crystal display device, and FIG. 15B shows an inner surface scattering reflection type liquid crystal display device.
図15(a)に示した前方散乱板タイプの液晶表示装置は、一対のガラス基板100、101間に液晶層102が挟持され、一方(図面では上側)のガラス基板101の液晶層102側の表面部分には、カラーフィルタ104が設けられている。また、ガラス基板101の上面側には、例えば厚さ50〜200μmのトリアリルシアネートなどからなる基材に金属酸化物粒子をフィラーとして分散させた前方散乱フィルム105が透明な粘着材または粘着シート(図示略)を介して貼付され、その上に偏光板106が設けられている。
In the liquid crystal display device of the forward scattering plate type shown in FIG. 15A, a
このような前方散乱タイプの反射型液晶装置において入射光L1は、偏光板106、前方散乱フィルム105、ガラス基板101、液晶層102、カラーフィルタ104を通過後、駆動電極を兼ねる光反射層103の表面で反射され、反射された光が液晶層102、カラーフィルタ104、ガラス基板101、前方散乱フィルム105、偏光板106を介して液晶装置から出射され、観察者Eに反射光L2として視認される。ここで液晶装置を出射する光は液晶層102の状態によって制御される、即ち、液晶層102における液晶分子の配列状態により反射光の偏光状態が制御され、反射光の偏光状態が偏光板106の偏光軸と一致した場合には偏光板106を透過して所望の色表示がなされることとなる。
In such a forward scattering type reflection type liquid crystal device, the incident light L1 passes through the polarizing
また、図15(b)の内面散乱反射板タイプの液晶装置は、一対のガラス基板100、101、液晶層102を備え、ガラス基板100の液晶層102側の表面には、光反射層を兼ねるAl薄膜等からなる画素電極107が表面に光を乱反射する凹凸部を設けた状態で形成されている。
The liquid crystal device of the internal scattering reflector type shown in FIG. 15B includes a pair of
ここで光入射側のガラス基板101の液晶層102側の表面には、カラーフィルタ104が形成され、ガラス基板101の上面側には偏光板106が設けられている。このような内面散乱板タイプの反射型液晶表示装置において、入射光L1は、偏光板106、ガラス基板101、カラーフィルタ104、液晶層102を通過後、画素電極を兼ねる凹凸型の光反射層107の表面で乱反射され、液晶層102の状態によって偏光が変化された後、反射光はカラーフィルタ104とガラス基板101と偏光板106を通過し、偏光板106において、反射光の偏光状態により透過、不透過とされ、透過した場合には散乱光L3として観察者の肉眼Eに入射することによりカラー表示として視認される。
Here, a
ところで、前記図15(a)に示す従来構造において前方散乱フィルム105は、光反射層103が鏡面反射層である場合に、鏡面独特の特定の方向での強いミラー反射(正反射)を弱め、できるだけ広い範囲で明るい表示を可能とする目的で用いられている。
By the way, in the conventional structure shown in FIG. 15A, when the
この種の前方散乱フィルム105は、一般的には厚さ25〜30μm(25〜30×10-6m)程度のアクリル系の樹脂層(例えば屈折率n=1.48〜1.49程度)の内部に粒径4μm(4×10-6m)程度のビーズ(例えば屈折率n=1.4)を多数分散させてなる構造を有するもので、携帯電話用の反射型液晶表示装置、携帯型情報機器等の反射型液晶表示装置には広く用いられているものである。
This type of
なお、携帯機器の液晶表示装置には、反射型の他にバックライトを備えた半透過反射型の液晶表示装置も知られている。この種従来の半透過反射型液晶表示装置は、反射層を半透過反射層として構成し、透過表示の場合にバックライトの光を半透過反射層を介して観察者側に到達させることで透過表示を行い、バックライトを使用していない状態では反射型液晶表示装置として反射光を有効利用することができるように構成されている。 As a liquid crystal display device of a portable device, a transflective liquid crystal display device having a backlight in addition to a reflective liquid crystal display device is also known. In this type of conventional transflective liquid crystal display device, the reflective layer is configured as a transflective layer, and in the case of transmissive display, light from the backlight is transmitted to the observer through the transflective layer to transmit light. When a display is performed and the backlight is not used, the reflection type liquid crystal display device is configured so that reflected light can be effectively used.
しかしながら、前述の前方散乱フィルム105は、異なる各画素での異なる情報が使用者の目に認識されるまでの間に混在されてしまう傾向があり、表示のにじみ(ボケ)が発生し易いという問題点を有していた。これは、図15(a)に示すように反射型液晶表示装置において、入射光が反射層103で反射されてから使用者の目に届くまでに生じる前方散乱フィルム105による散乱に起因し、隣り合う画素で白表示と黒表示を行っていたとすると、前方散乱フィルム105の散乱作用のために、白表示と黒表示の境界がわかり難くなり易く、表示がにじんでしまう(ボケる)ことに起因していると、本発明者は考えている。また、カラーフィルタ104を設けてなる液晶装置について表示のにじみ(ボケ)について考察すると、色表示の境界が判別し難くなる傾向にあり、混色を生じるおそれがあり、良好な発色性を得られなくなるおそれがある。
However, the above-mentioned
また、このような表示がにじむこと、あるいは十分な発色性が得られないという事情は、半透過反射型液晶表示装置において反射表示を行っている場合にも該当することである。 {Circle around (1)} such a situation that such a display is blurred or that sufficient color developability cannot be obtained also applies to a case where a reflective display is performed in a transflective liquid crystal display device.
次に、図15(b)に示すような凹凸を設けた光反射性の画素電極107を備えた構成(内面散乱構造)では、前方散乱フィルムにおける上述のような表示のにじみを生じるおそれは少ないが、凹凸を有する画素電極107を製造するために特別の加工工程と工数が必要になるので、製造コストが高くなってしまう問題を有している。
Next, in the configuration provided with the light-
さらに、図15(a)(b)の場合とも、入射光の正反射方向が最も明るい反射表示を得ることができる。しかし、この正反射方向は液晶装置表面反射方向でもあるので、通常、観察者はこの方向から少しずれた方向で反射表示を観察する(理由:正反射方向は照明が映り込んでしまうため)。この場合は、十分に明るい表示を得ることが困難であった。 Furthermore, in the cases of FIGS. 15A and 15B, a reflective display in which the specular reflection direction of incident light is the brightest can be obtained. However, since this specular reflection direction is also the liquid crystal device surface reflection direction, the observer usually observes the reflection display in a direction slightly deviated from this direction (reason: the illumination is reflected in the specular reflection direction). In this case, it was difficult to obtain a sufficiently bright display.
以上のような背景から本発明者らは、前方散乱フィルムに着目して更に研究を重ねた結果、前方散乱フィルムの散乱性に指向性を持たせるようにすることで液晶表示装置の表示のにじみ(ぼけ)を解消できることを知見し、本願発明に到達した。また、本発明者らが前方散乱フィルムについて研究を重ねた結果、図15(a)に示す構造の液晶表示装置に前方散乱フィルム105を配置した場合、入射光L1が1回目に前方散乱フィルム105を通過する場合に発生する散乱光は表示のにじみ(ぼけ)に大きな影響を与えるおそれは少ないが、反射光となって再度前方散乱フィルム105を通過する際に生じる拡散は観察者Eに観察され易く、この反射光が散乱フィルム105を通過する場合の散乱光が表示のにじみ(ぼけ)に対して影響が大きいことを知見している。
From the above background, the present inventors have focused on the forward scattering film and conducted further research. As a result, the scattering of the forward scattering film is made directional so that the display of the liquid crystal display device is blurred. The inventors have found that (blur) can be eliminated, and have reached the present invention. Further, as a result of the present inventors' repeated studies on the forward scattering film, when the
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、表示のにじみを低減して表示品質を向上させることができ、鮮明な表示が可能であることと、内面散乱板を備えた液晶装置に対して構成を単純化することができ、鮮明な表示を備えつつ製造コストを低減できる液晶装置およびその液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的の1つとする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to improve display quality by reducing display bleeding, to enable clear display, and to provide a liquid crystal device having an internal scattering plate. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal device which can simplify the configuration, reduce the manufacturing cost while providing a clear display, and an electronic device including the liquid crystal device.
本発明は前記課題を解決するために、一対の基板と、これらの基板間に挟持された液晶層と、前記一方の基板の液晶層側に設けられた反射層と、前記他方の基板の液晶層側と反対側に設けられた指向性前方散乱フィルムとを具備した液晶パネルを備えてなり、前記指向性前方散乱フィルムに対してその一面側に配置した光源から光を入射し、前記指向性前方散乱フィルムの他面側に配置した受光部において、前記指向性前方散乱フィルムを透過した全透過光のうち、拡散透過光を除いた平行線透過光を観測した際、前記指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度を極角θnと定義し、前記指向性前方散乱フィルムの面内方向の入射光角度を方位角φmと定義し、平行線透過光の最大透過率をTmax(φ1,θ1)と定義し、平行線透過光の最小透過率をTmin(φ2,θ2)と定義した場合に、最小透過率を示す極角と方位角の場合の入射光側を前記液晶パネルの採光側になるように、最大透過率を示す極角と方位角の場合の入射光側を液晶パネルの観察方向側になるように、前記指向性前方散乱フィルムを前記液晶パネルに配置してなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between these substrates, a reflective layer provided on the liquid crystal layer side of the one substrate, and a liquid crystal of the other substrate. A liquid crystal panel comprising a directional forward scattering film provided on the side opposite to the layer side, wherein light is incident from a light source disposed on one surface side of the directional forward scattering film, and the directional In the light receiving portion disposed on the other surface side of the forward scattering film, of the total transmitted light transmitted through the directional forward scattering film, when observing parallel-line transmitted light excluding diffuse transmitted light, the directional forward scattering film The incident angle of the incident light with respect to the normal line is defined as a polar angle θn, the incident light angle in the in-plane direction of the directional forward scattering film is defined as an azimuth angle φm, and the maximum transmittance of the parallel line transmitted light is Tmax ( φ1, θ1) When the minimum transmittance of the overlight is defined as Tmin (φ2, θ2), the maximum transmittance is set so that the incident light side in the case of the polar angle and the azimuth indicating the minimum transmittance is the lighting side of the liquid crystal panel. Wherein the directional forward scattering film is disposed on the liquid crystal panel such that the incident light side in the case of the polar angle and the azimuth angle which is shown in the figure is on the viewing direction side of the liquid crystal panel.
指向性前方散乱フィルムを備えた反射型液晶表示装置において、最小透過率を示す極角と方位角を示す場合の入射光側を液晶パネルの採光側になるように、最大透過率を示す極角と方位角を示す入射光側を液晶パネルの観察方向側になるようにして指向性前方散乱フィルムを液晶パネルに配置してなることで、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ2は入射角方向となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ1は観察者方向になる。このように配置された指向性前方散乱フィルムを有する液晶パネルならば、指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱されるが、液晶パネル内部の反射層により反射された後に指向性前方散乱フィルムを通過する際に光が散乱される量が少なくなるので、表示のにじみ(ボケ)に対する影響は少なく、表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 In a reflection type liquid crystal display device provided with a directional forward scattering film, the polar angle indicating the maximum transmittance so that the incident light side when indicating the minimum transmittance and the azimuth angle are the daylighting side of the liquid crystal panel. And the directional forward scattering film is arranged on the liquid crystal panel so that the incident light side indicating the azimuth angle is on the viewing direction side of the liquid crystal panel. φ2 is the direction of the incident angle, and the azimuth φ1 when the maximum transmittance of the parallel-line transmitted light is shown is the direction of the observer. With a liquid crystal panel having a directional forward scattering film arranged in this way, light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, but after being reflected by a reflective layer inside the liquid crystal panel. Since the amount of light scattered when passing through the directional forward scattering film is reduced, the effect on display blur (blurring) is small, and a clear display form with less display blur (blurring) is obtained.
本発明は前記課題を解決するために、前述の構造の液晶装置の反射層に代えて半透過反射層を備えた構造の半透過反射型の液晶装置にも本発明構造を適用することができる。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention can be applied to a transflective liquid crystal device having a transflective layer instead of the reflective layer of the liquid crystal device having the above-described structure. .
半透過反射層を備えた液晶装置においても反射表示を行う場合に本発明が効果的であり、先の構造の場合と同様に、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ2は入射角方向側となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ1は観察者方向側になる。このように配置された指向性前方散乱フィルムを有するならば、指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱されるが、液晶パネル内部の反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを通過する光は散乱される量が少なくなるので、表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 The present invention is effective when performing reflective display even in a liquid crystal device having a semi-transmissive reflective layer, and similarly to the case of the above structure, the azimuth φ2 when the minimum transmittance of parallel-line transmitted light is obtained is The azimuth angle φ1 in the incident angle direction side and showing the maximum transmittance of the parallel line transmitted light is on the observer direction side. With the directional forward scattering film arranged in this way, the light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, but is reflected by the reflective layer inside the liquid crystal panel and is directional. Since the amount of light passing through the scattering film is scattered less, a clear display form with less blur (blur) of the display can be obtained.
次に本発明は前述の課題を解決するために、先の反射層あるいは半透過反射層を備えた液晶装置において、平行線透過光の最大透過率をTmax(φ1,θ1)とし、平行線透過光の最小透過率をTmin(φ2,θ2)とした場合、φ1=φ2±180°の関係にしたことを特徴とする。 Next, in order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, in a liquid crystal device provided with the above-mentioned reflective layer or semi-transmissive reflective layer, the maximum transmittance of parallel ray transmitted light is Tmax (φ1, θ1), When the minimum transmittance of light is Tmin (φ2, θ2), the relation is φ1 = φ2 ± 180 °.
指向性前方散乱フィルムを備えた反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置において、φ1=φ2±180°の関係にすることで、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ2は液晶パネルの正面入射角方向となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ1は観察者中心方向になるが、この関係が180゜の場合に最も理想的な配置関係となる。指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱され、液晶パネル内部の反射層または半透過反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを2回目に通過する光は散乱される量が少ないので、表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が確実に得られる。 In a reflective or semi-transmissive reflective liquid crystal display device provided with a directional forward scattering film, the azimuth φ2 when the minimum transmittance of parallel line transmitted light is obtained by setting φ1 = φ2 ± 180 °. The azimuth angle φ1 in the direction of the front incidence angle of the liquid crystal panel and showing the maximum transmittance of the parallel-line transmitted light is in the direction of the observer. When this relationship is 180 °, the most ideal arrangement relationship is obtained. Light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, and is reflected by the reflective layer or semi-transmissive reflective layer inside the liquid crystal panel, and the light passing through the directional forward scattering film for the second time is scattered. Since the amount is small, a clear display mode with little blur (blurring) of the display can be reliably obtained.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、平行線透過光の最大透過率Tmaxと最小透過率Tminとを、(Tmax/Tmin)≧2の関係にすることができる。 According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the liquid crystal device, the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of the parallel-line transmitted light can be in a relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2.
(Tmax/Tmin)≧2の関係を満たすことで、指向性前方散乱フィルムにおいて光の入射時に十分な散乱が得られるので、従来の等方性前方散乱フィルムを備えた液晶装置よりも明るく表示の鮮明な(クリアな)表示が得られる。 By satisfying the relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2, sufficient scattering can be obtained at the time of incidence of light in the directional forward scattering film, so that the display is brighter than the liquid crystal device having the conventional isotropic forward scattering film. A clear (clear) display is obtained.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記平行線透過光が最大となる場合の極角θ1又はθ2を、−40°≦θ1(又はθ2)≦0°あるいは0°≦θ1(又はθ2)≦40°の範囲とした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides the liquid crystal device, wherein the polar angle θ1 or θ2 when the parallel ray transmitted light is the maximum is −40 ° ≦ θ1 (or θ2) ≦ 0 ° or 0 ° ≦ θ1 (or θ2) ≦ 40 °.
極角θ1又はθ2を前述の範囲とすることで、実際の使用環境下で従来の等方性の指向性散乱フィルムを有する液晶パネルよりも明るく表示の鮮明な液晶パネルが得られる。 By setting the polar angle θ1 or θ2 in the above range, a liquid crystal panel which is brighter and clearer than a liquid crystal panel having a conventional isotropic directional scattering film in an actual use environment can be obtained.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記平行線透過光が最大となる場合の極角θ1又はθ2を、−30°≦θ1(又はθ2)≦−10°あるいは10°≦θ1(又はθ2)≦30°の範囲とすることができる。 In order to solve the above problem, the present invention provides the liquid crystal device, wherein the polar angle θ1 or θ2 when the parallel ray transmitted light is maximum is -30 ° ≦ θ1 (or θ2) ≦ −10 ° or 10 °. ≦ θ1 (or θ2) ≦ 30 °.
極角θ1又はθ2を前述の範囲とすることで、実際の使用環境下で従来の等方性の指向性散乱フィルムを有する液晶パネルよりもより明るく表示の鮮明な表示が得られる。 By setting the polar angle θ1 or θ2 in the above range, a brighter and clearer display can be obtained in a practical use environment than in a conventional liquid crystal panel having an isotropic directional scattering film.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率をT(0,0)と定義すると、3%≦T(0,0)≦50%の関係を満足するようにできる。また、前述の範囲について、5%≦T(0,0)≦40%の関係を満足するようにすることもできる。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a liquid crystal device in which the parallel line transmittance in the normal direction of the directional forward scattering film is defined as T (0,0), where 3% ≦ T (0,0). ) ≦ 50% can be satisfied. Further, it is also possible to satisfy the relationship of 5% ≦ T (0,0) ≦ 40% in the above range.
これらの場合、実際の使用環境下で従来の等方性前方散乱フィルムを備えた液晶装置よりも明るく表示の鮮明な表示が得られる。 In these cases, a brighter and clearer display can be obtained in a practical use environment than in a liquid crystal device having a conventional isotropic forward scattering film.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において前記指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ1±60°かつφ2±60°の範囲で規定した場合、常にθ1において平行線透過率の極大を示し、θ2において平行線透過率の極小を示すようにすることができる。 The present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the case where the azimuthal angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 ° in the liquid crystal device, the parallel line transmittance is always θ1. It can be made to show a maximum and show a minimum of the parallel line transmittance at θ2.
このような方位角の範囲で極大と極小を示すならば、φ2の一方向のみではなく、このような方位角の範囲(±60゜の範囲)で光を散乱できるので、種々の環境下に対応することができ、明るい反射表示を広い範囲で実現できる。 If a maximum and a minimum are shown in such an azimuth range, light can be scattered not only in one direction of φ2 but also in such an azimuth range (range of ± 60 °). And a bright reflective display can be realized in a wide range.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ1±60°、かつ、φ2±60°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比を1.5以上とすることができる。 In order to solve the above problem, the present invention provides, in the liquid crystal device, an azimuth angle φ of the directional forward scattering film of φ1 ± 60 °, and φ2 ± 60 °, when the parallel line transmittance is specified. The ratio between the minimum value and the maximum value can be 1.5 or more.
平行線透過率の極大値と極小値の比を大きくすることで、指向性前方散乱フィルムに入射する際の散乱性を高くとることができ、指向性前方散乱フィルムを通過した後の散乱性を低く抑制できるので、表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示を得ることができる。 By increasing the ratio of the maximum value and the minimum value of the parallel line transmittance, it is possible to increase the scattering property when entering the directional forward scattering film, and to reduce the scattering property after passing through the directional forward scattering film. Since it can be suppressed low, it is possible to obtain a clear display with little blur (blurring) of the display.
本発明は前記課題を解決するために、平行線透過光の最大透過率を示す方位角φ1および平行線透過光の最小透過率を示す方位角φ2と直交する方向の極角を−40°〜+40°まで変化させた際の平行線透過率を、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向透過率以上とした。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention sets a polar angle in a direction orthogonal to the azimuth angle φ1 indicating the maximum transmittance of the parallel line transmitted light and the azimuth angle φ2 indicating the minimum transmittance of the parallel line transmitted light to −40 ° to The parallel line transmittance when changed to + 40 ° was equal to or higher than the normal direction transmittance of the directional forward scattering film.
このようにすることで、液晶装置の液晶パネルを横方向から観察しても表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な反射表示形態が得られる。 に す る By doing so, a clear reflective display mode with less blurring (blur) of display can be obtained even when the liquid crystal panel of the liquid crystal device is observed from the lateral direction.
本発明は前記課題を解決するために、前記極角θを−60°≦θ≦+60°の範囲とした際、平行線透過率T(φ,θ)を2%以上、50%以下とすることができる。 In order to solve the above problem, the present invention sets the parallel line transmittance T (φ, θ) to 2% or more and 50% or less when the polar angle θ is in a range of −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °. be able to.
この範囲においてT(φ,θ)を2%以上、50%以下とすることで明るく、表示のにじみ(ボケ)のない、鮮明な表示が得られる。 (4) By setting T (φ, θ) in the range of 2% or more and 50% or less in this range, a bright, clear display without blur (blurring) of the display can be obtained.
本発明は前記課題を解決するために、前記一方の基板の液晶層と前記他方の基板の液晶層側に液晶駆動用の電極が設けられてなることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized in that electrodes for driving liquid crystal are provided on the liquid crystal layer side of the one substrate and the liquid crystal layer side of the other substrate.
液晶層を挟む電極により液晶の配向状態を制御し、表示、非表示、中間調表示の切り替えを行うことができる。 (4) The orientation of the liquid crystal is controlled by the electrodes sandwiching the liquid crystal layer, and switching between display, non-display, and halftone display can be performed.
本発明は前記課題を解決するために、前記液晶装置において、前記一対の基板のどちから一方の液晶層側にカラーフィルタを設けてなるものでも良い。 According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the liquid crystal device, a color filter may be provided on one of the pair of substrates on one liquid crystal layer side.
カラーフィルタを設けることでカラー表示が可能となり、先のいずれかの構造を採用することで表示のにじみの少ない、鮮明なカラー表示を有するものが得られる。 (4) By providing a color filter, color display can be performed, and by adopting any of the above structures, a display having a clear color display with less blur of display can be obtained.
本発明は前記反射層または前記半透過反射層が微細な凸凹を有している場合には、入射光を強く散乱し、反射層または半透過反射層へと導くので、反射層または半透過反射層が微細な凸凹を有しているために生じるぎらつき感を緩和させることができ、さらに、反射層または半透過反射層による反射光は指向性前方散乱フィルムで強い散乱を受けないので表示のにじみの少ない、鮮明な表示を得ることができる。 When the reflective layer or the transflective layer has fine irregularities, the present invention strongly scatters incident light and guides the incident light to the reflective layer or transflective layer. The glare caused by the layer having fine irregularities can be reduced, and the reflected light by the reflective layer or the semi-transmissive reflective layer is not strongly scattered by the directional forward scattering film, so that the display is not scattered. A clear display with little bleeding can be obtained.
また、前記指向性散乱フィルムは最小透過率Tmin(φ2,θ2)を示す方位角側からの入射光を散乱かつ回折させる機能を有していることを特徴とする。 (5) The directional scattering film has a function of scattering and diffracting incident light from the azimuth side showing the minimum transmittance Tmin (φ2, θ2).
この手段によれば、入射光を散乱させながら、同時に回折もさせることができるので、入射光の正反射方向(表面反射方向)以外に明るい反射表示を得ることができる。また、液晶装置の観察側に透明な保護板、フロントライト照明装置の導光体、タッチキーのうち少なくとも1つが配置されている場合には、これらの表面または裏面で生じる表面反射があるので、反射表示が見にくくなる。しかし、本発明は指向性前方散乱フィルムが回折機能を有しているので、表面反射方向以外で明るく見やすい反射表示を得ることができる。 According to this means, since the incident light can be scattered and diffracted at the same time, a bright reflective display can be obtained in a direction other than the regular reflection direction (surface reflection direction) of the incident light. Further, when at least one of a transparent protective plate, a light guide of a front light illuminating device, and a touch key is disposed on the observation side of the liquid crystal device, there is surface reflection occurring on the front surface or the rear surface thereof, The reflection display becomes difficult to see. However, in the present invention, since the directional forward scattering film has a diffraction function, it is possible to obtain a bright and easy-to-see reflection display in directions other than the surface reflection direction.
本発明の電子機器は前記課題を解決するために、前記いずれかに記載の液晶装置を表示手段として備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the invention, an electronic apparatus includes any one of the above-described liquid crystal devices as a display unit.
前述の優れた表示形態の液晶装置を備えた電子機器であるならば、表示のにじみの少ない、鮮明な表示を有する表示形態を備えたものを得ることができる。 (4) If the electronic apparatus is provided with the above-described liquid crystal device having an excellent display mode, it is possible to obtain an electronic apparatus having a display mode with a clear display with less blur of display.
以上説明したように本発明の液晶装置によれば、指向性前方散乱フィルムを備えた反射型あるいは半透過反射型の液晶表示装置において、最小透過率を示す極角方向を採光側になるように、最大透過率を示す極角方向を観察方向側になるように指向性前方散乱フィルムを液晶パネルに配置してなることで、平行線透過光の最小透過率を示す場合の方位角φ2は入射角方向となり、平行線透過光の最大透過率を示す場合の方位角φ1は観察者方向になる。指向性前方散乱フィルムに対して入射された光は入射時に強く散乱されるが、液晶パネル内部の反射層または半透過反射層により反射されて指向性前方散乱フィルムを再度通過する光は散乱される量が少なくなるので、結果的に表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 As described above, according to the liquid crystal device of the present invention, in a reflective or transflective liquid crystal display device provided with a directional forward scattering film, the polar angle direction showing the minimum transmittance is set to the lighting side. By arranging the directional forward scattering film on the liquid crystal panel so that the polar angle direction showing the maximum transmittance is on the viewing direction side, the azimuth angle φ2 when the minimum transmittance of the parallel line transmitted light is incident The azimuth φ1 in the case of the angular direction and the maximum transmittance of the parallel line transmitted light is the direction of the observer. Light incident on the directional forward scattering film is strongly scattered at the time of incidence, but light that is reflected by the reflective layer or semi-transmissive reflective layer inside the liquid crystal panel and passes through the directional forward scattering film again is scattered. Since the amount is small, a clear display form with little blur (blurring) of the display is obtained as a result.
更に本発明において、平行線透過光の最大透過率をTmax(φ1,θ1)、平行線透過光の最小透過率をTmin(φ2,θ2)とした場合、φ1=φ2±180°の関係を満足させることでも表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 Further, in the present invention, when the maximum transmittance of the parallel line transmitted light is Tmax (φ1, θ1) and the minimum transmittance of the parallel line transmitted light is Tmin (φ2, θ2), the relationship of φ1 = φ2 ± 180 ° is satisfied. By doing so, it is possible to obtain a clear display mode with less blur (blur) of the display.
また、(Tmax/Tmin)≧2の関係にすること、極角θ1を、−40°≦θ1≦0°あるいは0°≦θ1≦40°の範囲とすること、θ1を、−30°≦θ1≦−10°あるいは10°≦θ1≦30°の範囲とすることでも表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 Further, the relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2 is satisfied, the polar angle θ1 is in a range of −40 ° ≦ θ1 ≦ 0 ° or 0 ° ≦ θ1 ≦ 40 °, and θ1 is −30 ° ≦ θ1. By setting the range of ≦ −10 ° or 10 ° ≦ θ1 ≦ 30 °, a clear display mode with less blur (blurring) of the display can be obtained.
更に本発明は、指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率をT(0,0)と定義すると、3%≦T(0,0)≦50%の関係を満足すること、あるいは、5%≦T(0,0)≦40%の関係を満足することによって表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 Further, according to the present invention, when the parallel line transmittance in the normal direction of the directional forward scattering film is defined as T (0,0), the relationship of 3% ≦ T (0,0) ≦ 50% is satisfied, or By satisfying the relationship of 5% ≦ T (0,0) ≦ 40%, a clear display mode with less blur (blurring) of the display can be obtained.
更に本発明において、φ1±60°かつφ2±60°の範囲で規定した場合、常にθ1において平行線透過率の極大を示し、θ2において平行線透過率の極小を示すこと、φ1±60°かつφ2±60°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比が1.5以上であることによっても表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 Further, in the present invention, when specified in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, always show the maximum of the parallel line transmittance at θ1, and show the minimum of the parallel line transmittance at θ2, φ1 ± 60 ° and When the angle is defined in the range of φ2 ± 60 °, a clear display mode with less blur (blurring) of the display can be obtained even when the ratio between the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance is 1.5 or more.
更に本発明において、φ1およびφ2と直交する方向の極角を−40°〜+40°まで変化させた際の平行線透過率を、前記指向性前方散乱フィルムの法線方向透過率以上とすること、極角θを−60°≦θ≦+60°の範囲とした際、透過率T(φ,θ)を2%以上、50%以下とすることによっても表示のにじみ(ボケ)の少ない鮮明な表示形態が得られる。 Further, in the present invention, the parallel line transmittance when the polar angle in the direction orthogonal to φ1 and φ2 is changed from −40 ° to + 40 ° is not less than the normal direction transmittance of the directional forward scattering film. When the polar angle? A display form is obtained.
更に、前述の種々構造の液晶装置を有する電子機器であるならば、表示のにじみ(ボケ)を有しない、鮮鋭な高品位の画像表示を行うことができる電子機器を提供することができる。 Further, if the electronic device has a liquid crystal device having the above-described various structures, it is possible to provide an electronic device which can display sharp and high-quality images without blur (blurring) of display.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(液晶装置の第1実施形態)
本発明による液晶装置の第1実施形態の液晶パネルについて、図1〜図3を参照して以下に説明する。図1は、本発明を単純マトリクス型の反射型液晶パネルに適用した第1実施形態を示した平面図であり、図2は図1に示した液晶パネルのA−A線に沿う部分断面図、図3は前記液晶表示装置に内蔵されたカラーフィルタ部分の拡大断面図である。この実施形態の液晶パネル10に、液晶駆動用IC、支持体などの付帯要素を装着することによって、最終製品としての液晶表示装置(液晶装置)が構成される。
(First Embodiment of Liquid Crystal Device)
A liquid crystal panel according to a first embodiment of the liquid crystal device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment in which the present invention is applied to a simple matrix type reflection type liquid crystal panel. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the liquid crystal panel shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged sectional view of a color filter portion incorporated in the liquid crystal display device. A liquid crystal display device (liquid crystal device) as a final product is configured by attaching ancillary elements such as a liquid crystal driving IC and a support to the
この実施形態の液晶パネル10は、平面視略矩形状、かつ環状のシール材12を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板ユニット13、14と、これらの間に前記シール材12とともに囲まれて挟持された液晶層15と、一方(図2の上側)の基板ユニット13の上面側に設けられた指向性前方散乱フィルム18と位相差板19と偏光板16を主体として構成されている。基板ユニット13、14のうち、基板ユニット13は観測者側に向いて設けられる表側(上側)の基板ユニットであり、基板ユニット14はその反対側、換言すると裏側(下側)に設けられる基板ユニットである。
The
前記上側の基板ユニット13は、例えばガラス等の透明材料からなる基板17と、基板17の表側(図2では上面側、観測者側)に順次設けられた指向性前方散乱フィルム18、位相差板19及び偏光板16と、基板17の裏側(換言すると液晶層15側)に順次形成されたカラーフィルタ層20、オーバーコート層21と、該オーバーコート層21において液晶層15側の面に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極層23を具備して構成されている。なお、実際の液晶装置においては、電極層23の液晶層15側と、後述する下基板側のストライプ状の電極層35の液晶層15側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図2ではこれらの配向膜を省略し説明も略するとともに、以下に順次説明する他の実施形態においても配向膜の図示と説明は省略する。また、図2および以下の各図に示す液晶装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶装置とは異なる厚さに調節して示してある。
The upper substrate unit 13 includes, for example, a
前記上基板側の駆動用の各電極層23は本実施形態ではITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネル10の表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。 In the present embodiment, the drive electrode layers 23 on the upper substrate side are formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) in a stripe shape in a plan view. The required number is formed according to the area and the number of pixels.
前記カラーフィルタ層20は、本実施形態では図3に拡大して示すように、上側の基板17の下面(換言すると液晶層15側の面)に、光遮断用のブラックマスク26、カラー表示用のRGBの各パターン27を形成することにより構成されている。また、RGBのパターン27を保護する透明な保護平坦化膜としてオーバーコート層21が被覆されている。
In the present embodiment, the
このようなブラックマスク26は例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚さ100〜200nm程度のクロム等の金属薄膜をパターニングして形成されている。RGBの各パターン27は、赤色パターン(R)、緑色パターン(G)、青色パターン(B)が、所望のパターン形状で配列され、例えば、所定の着色材を含有する感光性樹脂を使用した顔料分散法、各種印刷法、電着法、転写法、染色法等の種々の方法で形成されている。
The
一方、下側の基板ユニット14は、ガラスなどの透明材料あるいはその他の不透明材料からなる基板28と、基板28の表面側(図2では上面側、換言すると液晶層15側)に順次形成された反射層31、オーバーコート層33と、該オーバーコート層33の液晶層15側の面に形成されたストライプ状の駆動用の複数の電極層35とから構成されている。これらの電極層35においても先の電極層23と同様に液晶パネル10の表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。
On the other hand, the
次に、本実施形態の反射層31は、AgまたはAlなどの光反射性かつ導電性の優れた金属材料からなり、基板28上に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成されたものである。ただし、反射層31が導電材料からなることは必須ではなく、反射層31とは別に導電材料製の駆動用電極層を設け、反射層31と駆動電極を別個に設けた構造を採用して差し支えない。
Next, the
次に、上述の上側の基板ユニット13に付設されている指向性前方散乱フィルム18について以下に詳細に説明する。
Next, the directional
本実施形態において用いられる指向性前方散乱フィルム18とは、基本構造の面から見れば、特開2000−035506、特開2000−066026、特開2000−180607等に開示されている指向性を有する前方散乱フィルムを適宜用いることができる。例えば、特開2000−035506に開示されているように、相互に屈折率の異なる2種以上の光重合可能なモノマーまたはオリゴマーの混合物である樹脂シートに、紫外線を斜め方向から照射して特定の広い方向のみを効率良く散乱させる機能を持たせたもの、あるいは、特開2000−066026に開示されているオンラインホログラフィック拡散シートとして、ホログラム用感光材料にレーザを照射して部分的に屈折率の異なる領域を層構造となるように製造したものなどを適宜用いることができる。
The directional
ここで本実施形態において用いる指向性前方散乱フィルム18は、以下に説明する平行線透過率等の各種パラメータを液晶表示装置に好適な特定の位置関係としたものである。
Here, in the directional
まず、図4に示すように平面視矩形状の指向性前方散乱フィルム18を水平に設置するものとする。なお、図4では水平設置状態が説明し易いので水平設置状態で説明するが、指向性前方散乱フィルム18を設置する方向は水平方向に限らず、どの方向でも良く、要は以下に説明する光源Kと受光部Jと指向性前方散乱フィルム18の位置関係(後述の極角θ、方位角φ)を明確に定めることができれば良い。本実施形態では説明の際に方向の理解が容易な方向として指向性前方散乱フィルム18の水平方向設置を一例にして説明する。
First, as shown in FIG. 4, it is assumed that the directional
図4において、指向性前方散乱フィルム18の右斜め上方奥側から指向性前方散乱フィルム18の中央部の原点Oに向けて、光源Kからの入射光L1を入射する場合を想定する。そして、指向性前方散乱フィルム18の原点Oを通過させて指向性前方散乱フィルム18を透過して直進する透過光を光センサ等の受光部Jにて受光する測定系を想定する。
In FIG. 4, it is assumed that incident light L1 from the light source K is incident from the obliquely upper right side of the directional
ここで、指向性前方散乱フィルム18への入射光L1の方向を特定するため、図4に示すように0°、90°、180°、270°の座標軸によって指向性前方散乱フィルム18を矩形状に4等分して中央部の原点Oを通過する座標を想定し、(換言すると、指向性前方散乱フィルム18の各辺の中心を座標軸の一端が通過するように4等分し)、この指向性前方散乱フィルム18の表面上に垂直投影される入射光L1の水平方向回転角度(0°の座標軸からの右回りの角度を+、0°の座標軸から左回りの角度を−とする。)を方位角φと定義する。次に、0°の座標軸と180°の座標軸を含む垂直面(図4に符号M1で示す面)に水平投影される入射光L1の方向に対して指向性前方散乱フィルムの法線Hとのなす角度を入射光L1の極角θと定義する。換言すると、極角θとは水平設置した指向性前方散乱フィルム18に対する鉛直面内の入射光L1の入射角度を示し、方位角φとは入射光L1の水平面内回転角に相当する。
Here, in order to specify the direction of the incident light L1 to the directional
この状態において、例えば、入射光L1の極角を0°、方位角を0°とした場合は、入射光L1が指向性前方フィルム18に対して図5に示すように直角に入射する(法線Hの方向からの入射する)ことになり、指向性前方散乱フィルム18は図5の符号18に示す状態となり、極角θを+60°とした場合に光源Kと受光部Jと指向性前方フィルム18との位置関係は図5の符号18Aに示すように指向性前方散乱フィルム18を配置した状態となり、極角θを−60°とした場合に光源Kと受光部Jと指向性前方散乱フィルム18との位置関係は符号18Bに示すように指向性前方散乱フィルム18を配置した状態となることを意味する。
In this state, for example, when the polar angle of the incident light L1 is 0 ° and the azimuth is 0 °, the incident light L1 is incident on the
次に、指向性前方散乱フィルム18の一面側(図6(A)では左側)に設置された光源から発せられた入射光L1が図6(A)に示すように指向性前方散乱フィルム18を透過して指向性前方散乱フィルム18の他面側(図6(A)では右側)に抜ける場合、指向性前方散乱フィルム18の一面側(左側)において散乱する光を後方散乱光LRと称し、指向性前方散乱フィルム18を透過する光を前方散乱光と称することとする。そして、指向性前方散乱フィルム18を透過した前方散乱光に関し、入射光L1の進行方向に対して±2°以内の角度誤差で同じ方向に直進する前方散乱光L3の光強度について、入射光L1の光強度に対する割合を平行線透過率と定義し、更に、±2゜を越えて周囲側に斜めに拡散する前方散乱光LTの光強度について、入射光L1の光強度に対する割合を拡散透過率と定義し、透過光全体の入射光に対する割合を全光線透過率と定義する。以上の定義から、全光線透過率から拡散透過率を差し引いたものが平行線透過率であると定義することができる。以上の説明を更に理解し易くするために、図1にも入射光L1と方位角φと平行線透過光L3の関係を示した。
Next, as shown in FIG. 6A, the incident light L1 emitted from the light source provided on one surface side (the left side in FIG. 6A) of the directional
なお、光学の分野においてヘイズ(Haze)と称される透過率尺度も一般的には知られているが、ヘイズとは拡散透過率を全光線透過率で除算して%表示した値であり、本実施形態において用いる平行線透過率とは全く異なる概念の定義である。 In the field of optics, a transmittance scale called haze is also generally known. Haze is a value obtained by dividing a diffuse transmittance by a total light transmittance and expressing%. This is a definition of a concept completely different from the parallel line transmittance used in the present embodiment.
次に、先の極角θと方位角φを用いて平行線透過率の最大透過率を標記する場合、Tmax(φ1,θ1)と標記することと定義し、平行線透過率の最小透過率をTmin(φ2,θ2)と標記することと定義する。また、換言すると、指向性前方散乱フィルムの性質から、最大透過率を示す条件においては最も散乱が弱い条件であり、最小透過率を示す条件においては最も散乱が強い条件である。 Next, when the maximum transmittance of the parallel line transmittance is described using the polar angle θ and the azimuth angle φ, it is defined as Tmax (φ1, θ1), and the minimum transmittance of the parallel line transmittance is defined. Is defined as Tmin (φ2, θ2). In other words, from the property of the directional forward scattering film, the condition where the maximum transmittance is exhibited is the condition where the scattering is the weakest, and the condition where the transmittance is the minimum is the condition where the scattering is the strongest.
例えば、仮に極角θ=0°、方位角=0°の時に最大透過率を示す場合に、Tmax(0,0)と標記する。(これは、指向性前方散乱フィルムの法線方向に沿う平行線透過率が最大であることを意味する。換言すると、指向性前方散乱フィルムの法線Hの方向に沿う散乱が最も弱いことを意味する。)また、極角θ=10°、方位角=45°の時に最小透過率を示す場合に、Tmin(10,45)と標記し、この場合はこの方向の散乱が最も強いことを意味する。 For example, if the maximum transmittance is shown when the polar angle θ = 0 ° and the azimuth angle = 0 °, it is denoted as Tmax (0,0). (This means that the parallel line transmittance along the normal direction of the directional forward scattering film is the maximum. In other words, the scattering along the direction of the normal H of the directional forward scattering film is the weakest. In the case where the polarizer shows the minimum transmittance when the polar angle θ is 10 ° and the azimuth angle is 45 °, it is denoted as Tmin (10, 45). In this case, it is indicated that the scattering in this direction is the strongest. means.
以上の定義に基づき、液晶表示装置に適用して好ましい指向性前方散乱フィルム18の各特性について以下に説明する。
各 Based on the above definition, each characteristic of the directional
前述したように指向性前方散乱フィルム18において、平行線透過率が最大透過率を示す角度は、最も散乱が弱い角度であり、最小透過率を示す角度は、最も散乱が強い角度である。
As described above, in the directional
よって換言すると、図2に示すように反射型液晶表示装置においては、液晶パネル10に対する周囲光を入射光L1として利用し、反射層31にて反射した光を観察者が反射光として認識すると考えると、図4の座標軸において、光の入射時に散乱が強い方向(換言すると平行線透過率の低い方向)から液晶パネル10に入射光を入れ、観察者が反射光を観察する場合に散乱が弱い方向(換言すると平行線透過率の高い方向)から見れば、表示のにじみ(ボケ)の少ない状態を得ることができると考えられる。これは、本発明者らが知見した、指向性前方散乱フィルム18に対する入射時の1回目の散乱は表示のにじみ(ボケ)に影響が出にくいが、反射光として指向性前方散乱フィルム18を2回目に通過する際の散乱が表示のにじみ(ボケ)に影響が大きいという知見に基づくものである。
In other words, in other words, as shown in FIG. 2, in the reflective liquid crystal display device, it is considered that ambient light to the
即ち、本実施形態では入射光L1が1回目に指向前方性散乱フィルム18を通過する場合には光を散乱した方が、反射層31の正反射(ミラー反射)を防止して広い視野角で明るい表示を得ようとする目的のためには好ましく、更に、液晶装置の内部の反射層31で反射した光が2回目に指向性前方散乱フィルム18を通過する場合には散乱が少ない方が表示のにじみ(ボケ)を少なくする上で好ましいと考えられるからである。従って、指向性前方散乱フィルム18の特性において、最小透過率を示す極角と方位角、換言すると最も散乱が強い入射光の極角と方位角方向を液晶パネル10の採光側に向けること、換言すると観察者側と反対側に向けることが好ましく、平行線透過率が最大透過率を示す極角と方位角、換言すると最も散乱が弱い入射光角度と入射方向を液晶パネル10の観察者側に向けることが必要である。
That is, in the present embodiment, when the incident light L1 passes through the directional
ここで図6(B)に、本実施形態において用いる指向性前方散乱フィルム18の断面構造を示し、以上のような極角と方位角の状態について説明する。
Here, FIG. 6B shows a cross-sectional structure of the directional
本実施形態において用いる指向性前方散乱フィルム18の断面構造モデルは図6(B)に示すように、屈折率がn1の部分と屈折率がn2の部分が指向性前方散乱フィルム18の断面構造において所定の角度を有して斜め方向に層状に交互配置されてなる構造である。この構造の指向性前方散乱フィルム18に斜め方向から適切な極角を有して入射光L1が入射されるとすると、屈折率の異なる各層の境界部分において散乱されるとともに、散乱光の一部が液晶層15を通過して反射層31において反射されるとこの反射光R1が再度液晶層15を通過して指向性前方散乱フィルム18を先程の入射光L1とは異なる極角にて通過しようとするがここでの反射光R1は散乱の少ない状態で指向性前方散乱フィルム18を通過することができる。
As shown in FIG. 6B, the cross-sectional structure model of the directional
そして、このような関係を満足させるためには、方位角φ1とφ2の関係として、φ1=φ2±180°であることが最も好ましい。これは、φ2を入射角方向、φ1を観察方向とすることを意味し、実際の液晶装置で適用する場合にこれらの角度が180°異なる。この場合、液晶装置に入射された光は入射時に強く散乱され、反射層31で反射された光は散乱され難いので、表示のにじみ(ボケ)の無い鮮鋭な表示形態が得られる。ただし、前述のような所定の角度を有して斜め方向に層状に交互に屈折率の異なる層が配置される指向性前方散乱フィルム18が組織的に完全に均一ではないことを考慮すると、方位角φ1とφ2の関係としては、φ1=φ2±180°で理想的ではあるが、φ1=φ2±180°の関係を基にして、その角度から±10°程度ずれたものまで本発明では包含するものとする。この角度が±10゜を超えてずれたものでは表示のにじみ(ボケ)の無い鮮鋭な表示形態が得られ難くなる。
In order to satisfy such a relationship, it is most preferable that the relationship between the azimuth angles φ1 and φ2 is φ1 = φ2 ± 180 °. This means that φ2 is the incident angle direction and φ1 is the observation direction, and these angles differ by 180 ° when applied to an actual liquid crystal device. In this case, the light incident on the liquid crystal device is strongly scattered at the time of incidence, and the light reflected on the
次に、先の(Tmax/Tmin)の値が(Tmax/Tmin)≧2の関係を満足することが好ましい。この関係とすることで、入射時に十分な散乱が得られ、明るく鮮鋭な反射表示が得られる。また、この関係を満足させることで、従来から知られている等方性散乱フィルムを用いた場合よりも明るい反射表示を実現できる。 Next, it is preferable that the value of (Tmax / Tmin) satisfies the relationship of (Tmax / Tmin) ≧ 2. With this relationship, sufficient scattering is obtained at the time of incidence, and a bright and sharp reflective display is obtained. By satisfying this relationship, a brighter reflective display can be realized than in the case where a conventionally known isotropic scattering film is used.
次に、極角θ1とθ2を個々に見ると、等方性の散乱フィルムよりも明るい表示を得るためには、−40°≦θ1<0°、かつ、0°<θ2≦40°の範囲、より好ましくは−30°≦θ1≦−10°、かつ、10°≦θ2≦30°の範囲とすることが好ましい。 Next, looking at the polar angles θ1 and θ2 individually, in order to obtain a display brighter than the isotropic scattering film, the range of −40 ° ≦ θ1 <0 ° and 0 ° <θ2 ≦ 40 ° It is more preferable that -30 ° ≦ θ1 ≦ −10 ° and 10 ° ≦ θ2 ≦ 30 °.
次に、指向性前方散乱フィルム18の法線方向の(真正面)の平行線透過率をT(0,0)と定義すると、従来から知られている等方性の散乱フィルムよりも明るい表示を得るためには、θ1=θ2=20°の場合に、T(0,0)が3%以上、50%以下であることが好ましく、T(0,0)が5%以上、40%以下であることがより好ましい。T(0,0)が3%を下回ると、散乱が強すぎて表示がぼけることとなり、T(0,0)が40%を超えると正面の散乱が弱すぎてミラー反射に近くなる。
Next, when the parallel line transmittance in the normal direction (directly in front) of the directional
次に、指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ1±60°(φ2±60°)の範囲と規定した場合、常にθ1で平行線透過率の極大(最大)をとり、θ2で平行線透過率の極小値(最小値)をとるとともに、極大値(最大値)と極小値(最小値)の比を1.5以上とすることが好ましい。このような特徴を有しているならば、φ2の一方向のみならず、方位角で±60°までの光を散乱させることができるので、個々の環境下に対応することが容易になり、明るい表示を実現できる。 Next, when the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined as a range of φ1 ± 60 ° (φ2 ± 60 °), the maximum (maximum) of the parallel line transmittance is always taken at θ1, and the parallel line transmittance is taken at θ2. It is preferable to take the minimum value (minimum value) of the ratio and make the ratio of the maximum value (maximum value) to the minimum value (minimum value) 1.5 or more. With such a feature, not only one direction of φ2 but also light of azimuth up to ± 60 ° can be scattered, so that it is easy to cope with each environment, Bright display can be realized.
次に、最大透過率を示す方位角φ1および最小透過率を示す方位角φ2と直交する方向の極角θを−40°〜+40°まで変化させた場合、この範囲において平行線透過率が指向性前方散乱フィルムの法線方向の透過率と同等か、あるいは高ければ、液晶装置を横方向から観察しても表示のにじみ(ボケ)の無い鮮鋭な表示を得ることができる。即ち、T(0,0)≦T(φ1±90,θ)の関係を満足し、T(0,0)≦T(φ2±90,θ)の関係を満足するものとすることが好ましい。 Next, when the polar angle θ in a direction orthogonal to the azimuth angle φ1 indicating the maximum transmittance and the azimuth angle φ2 indicating the minimum transmittance is changed from −40 ° to + 40 °, the parallel line transmittance is directed in this range. When the transmittance is equal to or higher than the transmittance in the normal direction of the forward scattering film, a sharp display without blur (blurring) of the display can be obtained even when the liquid crystal device is observed from the lateral direction. That is, it is preferable that the relationship T (0,0) ≦ T (φ1 ± 90, θ) be satisfied, and the relationship T (0,0) ≦ T (φ2 ± 90, θ) be satisfied.
次に、極角θが−60°≦θ≦+60°の範囲において、平行線透過率T(φ,θ)が2%以上であり、50%以下であることが好ましい。即ち、2%≦T(φ,θ)≦50%、但し−60°≦θ≦+60°の関係を満足することが好ましい。 Next, when the polar angle θ is in the range of −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °, the parallel line transmittance T (φ, θ) is 2% or more, and preferably 50% or less. That is, it is preferable to satisfy the relationship of 2% ≦ T (φ, θ) ≦ 50%, provided that −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °.
このような関係とすることで、明るく、表示のにじみ(ボケ)の無い鮮鋭な表示を得ることができる。 (4) With such a relationship, it is possible to obtain a sharp display that is bright and has no display blur.
(液晶装置の第2実施形態)
図7に示すものは、本発明に係る液晶装置の第2実施形態の液晶パネル40を示す部分断面図である。
(Second embodiment of liquid crystal device)
FIG. 7 is a partial sectional view showing a
この実施形態の液晶パネル40は先の図1〜図3を基に説明した第1実施形態の液晶パネル10と同様に指向性前方散乱フィルム18を備えた反射型の単純マトリクス構造のものであり、基本的な構造は第1実施形態と同様であるので同一構成要素には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
The
本実施形態の液晶パネル40は対向された基板ユニット41と基板ユニット42の間にシール材12に囲まれて液晶層15を挟持して構成されている。前記上側の基板ユニット41は先の第1実施形態の基板ユニット13において、カラーフィルタ層20が省略されたもので、カラーフィルタ層20は対向側の下側の基板ユニット42の反射層31の上に積層されていて、この部分の構成が先の第1実施形態の構造と異なっている。即ち、図4に示す液晶パネル40は、先の第1実施形態では上側(観察者側)の基板ユニット13側に設けられていたカラーフィルタ層20を液晶層15の下側(観察者側と反対側)の基板ユニット42側に設けた構造である。カラーフィルタ層20の構造は第1実施形態の構造と同等であるが、カラーフィルタ層20が基板28の上面側に形成されているので、図3に示すカラーフィルタ層20の積層構造が図3の状態に対して上下逆とされている。
The
この第2実施形態の構造においても、指向性前方散乱フィルム18は先の第1実施形態の構造と同様に設けられているので、反射表示のにじみ(ボケ)に関して先の第1実施形態の構造と同等の効果を得ることができる。
Also in the structure of the second embodiment, since the directional
また、図4に示す液晶装置40では、反射層31の直上にカラーフィルタ層20が形成されているので、液晶装置40に入射された光が液晶層15を介して反射層31に至り、反射されてから直ちにカラーフィルタ32を通過するので、色ずれの問題が起こりにくい特徴を有する。
Further, in the
本実施形態では、反射層31はミラー(鏡面)状態であるが、1〜20μm程度の微細な凸凹を有していても構わない。
反射 In the present embodiment, the
(液晶装置の第3実施形態)
図8に示すものは、本発明に係る液晶装置の第3実施形態の液晶パネル50を示す断面図である。
(Third Embodiment of Liquid Crystal Device)
FIG. 8 is a sectional view showing a
この実施形態の液晶パネル50は先の図1〜図3を基に説明した第1実施形態の液晶パネル10に設けられていた反射層31に代えて、半透過反射層52を設けた基板ユニット55を備えた半透過反射型の単純マトリクス構造のものであって、その他の基本的な構造において第1実施形態と同様な部分には同一符号を付してそれら構成要素の説明を省略し、以下に異なる構成要素を主体に説明する。
The
なお、透過型として液晶表示装置を用いる場合に下側の基板28’はガラス等の透明基板からなることを必要とする。 When a liquid crystal display device is used as the transmission type, the lower substrate 28 'needs to be formed of a transparent substrate such as glass.
液晶パネル50において第1実施形態の構造と異なるのは、半透過反射層52が設けられた点であり、更に液晶パネル50の背後側(図8の下側)にはバックライトなどの光源60が配置されている点と、位相差板56、偏光板57が追加された点である。
The structure of the
半透過反射層52は、背後側(図8の下側)のバックライトなどの光源60が発した透過光を通過させるために十分な厚さの半透過反射層(例えば、数百オングストロームの膜厚の薄膜Alや薄膜Agなど)、あるいは、反射膜の一部に多数の微細な透孔を形成して光透過性を高めた構造など、半透過反射型の液晶表示装置に広く用いられているものを適宜採用することができる。
The
この第3実施形態の液晶装置では、バックライトなどの光源60からの透過光を利用する際には透過型の液晶表示形態をとり、光源からの光を利用しない場合は周囲光を用いた反射表示を行うことで反射型液晶表示装置として利用することができる。そして、反射型液晶表示装置としての表示形態を採用する場合、先の第1実施形態の場合と同様に、指向性前方散乱フィルム18の存在により、表示のにじみ(ボケ)を解消した鮮鋭な反射型の表示形態を得ることができる。
In the liquid crystal device according to the third embodiment, a transmissive liquid crystal display mode is used when light transmitted from a
なお、これまで説明した第1、第2、第3実施形態においては、単純マトリクス型の反射型液晶表示装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明を2端子型スイッチング素子あるいは3端子型スイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の反射型液晶表示装置あるいは半透過反射型液晶表示装置に適用しても良いのは勿論である。 In the first, second, and third embodiments described above, an example in which the present invention is applied to a simple matrix type reflection type liquid crystal display device has been described. Of course, the present invention may be applied to an active matrix type reflective liquid crystal display device or a transflective liquid crystal display device having a terminal type switching element.
それらのアクティブマトリクス型の液晶表示装置に適用した場合、図2、図7、図8に示すストライプ状の電極に代えて、一方の基板側に共通電極を設け、他方の基板側に多数の画素電極を画素毎に設け、各画素電極を個々に3端子型のスイッチング素子である薄膜トランジスタで駆動する型のTFT(薄膜トランジスタ)駆動型の構造、一方の基板側にストライプ状の電極を設け、他方の基板側に画素毎に画素電極を設け、これらの画素電極を個々に2端子型の線形素子である薄膜ダイオードで駆動する2端子型線形素子駆動型の液晶表示装置などに適用できるのは勿論であり、これらのいずれの型の液晶表示装置に対しても、本発明は液晶パネル上に指向性前記散乱フィルムを前述した特定の方向に配置するのみで適用可能であるので、極めて容易に種々の形態の液晶表示装置に適用することができる特徴を有する。 When applied to these active matrix type liquid crystal display devices, a common electrode is provided on one substrate side instead of the striped electrodes shown in FIGS. 2, 7, and 8, and a large number of pixels are provided on the other substrate side. An electrode is provided for each pixel, and a TFT (thin film transistor) driving type structure in which each pixel electrode is individually driven by a thin film transistor which is a three-terminal switching element, a stripe-shaped electrode is provided on one substrate side, and the other is provided. It is needless to say that the present invention can be applied to a two-terminal linear element driving type liquid crystal display device in which pixel electrodes are provided for each pixel on the substrate side, and these pixel electrodes are individually driven by a thin film diode which is a two-terminal linear element. The present invention can be applied to any of these types of liquid crystal display devices only by arranging the directional scattering film on the liquid crystal panel in the specific direction described above. It has a feature that can be very easily applied to a liquid crystal display device of various forms.
(液晶装置の第4実施形態)
図16に示すものは、本発明に係る液晶装置の第4実施形態の液晶パネルを示す断面図である。
(Fourth Embodiment of Liquid Crystal Device)
FIG. 16 is a sectional view showing a liquid crystal panel according to a fourth embodiment of the liquid crystal device according to the present invention.
この実施形態の液晶パネルは、平面視略矩形状、かつ環状のシール材12を介して互いにセルギャップをあけて対向するように貼り付けられた一対の平面視矩形状の基板17、18と、これらの間に前記シール材12とともに囲まれて挟持された液晶層15と、一方の基板17の上面側に設けられた指向性前方散乱フィルム18と位相差板19と偏光板16を主体として構成されている。
The liquid crystal panel according to this embodiment includes a pair of
前記上側の基板ユニットは、例えばガラス等の透明材料からなる基板17と、基板17の表側(図16では上面側、観測者側)に順次設けられた指向性前方散乱フィルム18、位相差板19及び偏光板16と、基板17の裏側(換言すると液晶層15側)に形成された液晶駆動用のストライプ状の複数の電極層23を具備して構成されている。なお、実際の液晶装置においては、電極層23の液晶層15側と、後述する下基板側のストライプ状の電極層35の液晶層15側に、各々配向膜が被覆形成されるが、図16ではこれらの配向膜を省略し説明も略する。下側基板28の液晶層15側には、順次凸凹を付与された反射層31カラーフィルタ層20、オーバーコート層33、電極層35が形成されている。また、図16に示す液晶装置の断面構造は、図示した場合に各層が見やすいように各層の厚さを実際の液晶装置とは異なる厚さに調節して示してある。
The upper substrate unit includes a
前記上基板側の駆動用の各電極層23は本実施形態ではITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)などの透明導電材料から平面視ストライプ状に形成されたもので、液晶パネルの表示領域と画素数に合わせて必要本数形成されている。 In the present embodiment, each of the drive electrode layers 23 on the upper substrate side is formed of a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide: indium tin oxide) in a stripe shape in a plan view. The required number is formed according to the number of pixels.
本実施形態の反射層31は、AgまたはAlなどの光反射性かつ導電性の優れた金属材料からなり、基板28上に凸凹をアクリル樹脂で形成またはフッ酸でガラス基板をエッチングした後に蒸着法あるいはスパッタ法などにより形成されたものである。この反射層31を駆動電極として採用しても差し支えない。
The
図16の実施形態の場合には、液晶装置の観察者1603側にフロントライト導光板1602とタッチキー入力装置1601を配置した。
In the case of the embodiment of FIG. 16, a front
フロントライト導光板1602やタッチキー入力装置1601の表面では、図16中に示したように表面反射L161、L162が存在するので、通常、この方向からは液晶装置を観察しない。本発明の液晶装置は、入射光L163を図6(b)に示したように回折散乱させる機能を有しているので、表面反射L161、L162に関係なく、観察者1603は明るい表示を得ることができる。
(4) On the surface of the front
さらに、光が入射時には強く散乱され、出射時には強く散乱されないので、クリアな表示が得られた。凸凹を有する反射層のぎらつき感を入射時の散乱で緩和させることができた。 (4) Further, since light is strongly scattered at the time of incidence and is not strongly scattered at the time of emission, a clear display is obtained. The glare of the reflective layer having irregularities could be reduced by scattering at the time of incidence.
(電子機器の実施形態)
次に、前記の第1〜第3の実施形態の液晶パネル10、40、50のいずれかを備えた電子機器の具体例について説明する。
(Embodiment of electronic device)
Next, a specific example of an electronic device including any one of the
図9(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。 FIG. 9A is a perspective view showing an example of a mobile phone.
図9(a)において、符号200は携帯電話本体を示し、符号201は前記の液晶パネル10、40、50のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
In FIG. 9A,
図9(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。 FIG. 9B is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer.
図9(b)において、符号300は情報処理装置、符号301はキーボードなどの入力部、符号303は情報処理装置本体、符号302は前記の液晶パネル10、40、50のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
9B,
図9(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。 FIG. 9C is a perspective view illustrating an example of a wristwatch-type electronic device.
図9(c)において、符号400は時計本体を示し、符号401は前記の液晶パネル10、40、50のいずれかを用いた液晶表示部を示している。
In FIG. 9C,
図9(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、前記の液晶パネル10、40、50のいずれかを用いた液晶表示部を備えたものであるので、表示にじみ(ボケ)を有しない鮮鋭な表示品質の優れたものとなる。
Each of the electronic devices shown in FIGS. 9A to 9C includes a liquid crystal display unit using any one of the
「試験例1」
透過型のホログラム技術で作成した指向性前方散乱フィルムを用いて透過率の測定試験を行った。
"Test Example 1"
A transmittance measurement test was performed using a directional forward scattering film created by a transmission hologram technique.
水平に設置した50×40mmの平面視長方形状の指向性前方散乱フィルムの表面中心部にハロゲンランプの光源(指向性前方散乱フィルムから300mm離れた位置に設置)から光を入射し、指向性前方散乱フィルムの裏面側にCCDからなる受光素子を有する受光部(指向性前方散乱フィルムから300mm離れた位置に設置)を、光源からの入射光に対して正視対向する方向に各々設置し、光源の極角と方位角を図4に示すように規定し、受光部において2度視野で平行線透過率を測定した。
Light from a light source of a halogen lamp (installed at a
光源の極角θ(指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度)を±60゜の範囲で調整し、極角の角度毎の平行線透過率(%)を測定した結果を図10に示す。また、方位角については、0゜、+30゜、+60°、+90°、+180°(いずれも図4に示す右回り方向)と、−30゜、−60°、−90°(いずれも図4に示す左回り方向)のいずれのデータについても計測し、図10にまとめて記載した。 Adjusting the polar angle θ of the light source (the incident angle of the incident light with respect to the normal line of the directional forward scattering film) in the range of ± 60 °, and measuring the parallel line transmittance (%) at each polar angle. It is shown in FIG. As for the azimuth angles, 0 °, + 30 °, + 60 °, + 90 °, and + 180 ° (all in the clockwise direction shown in FIG. 4), −30 °, −60 °, and −90 ° (in FIG. (Counterclockwise direction shown in Fig. 10) was measured and collectively shown in Fig. 10.
図10に示す結果から、0°と180°の場合の測定結果が全く同一曲線になり、平行線透過光の最大透過率Tmaxと最小透過率Tminとの関係は、(Tmax/Tmin)≒50:6≒8.33となり、本発明で望まれる2を超える値を示した。 From the results shown in FIG. 10, the measurement results at 0 ° and 180 ° are exactly the same curve, and the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of the parallel line transmitted light is (Tmax / Tmin) ≒ 50. : 6 ≒ 8.33, a value exceeding 2 desired in the present invention.
次に、透過型のホログラム技術で作成した別の指向性前方散乱フィルムを用いて同様の透過率の測定試験を行った結果を図11に示し、さらに別の透過型ホログラム技術で作成した指向性前方散乱フィルムを用いて同様の透過率の測定試験を行った結果を図12に示す。 Next, FIG. 11 shows the result of a similar transmittance measurement test performed using another directional forward scattering film created by a transmission type hologram technology. FIG. 12 shows the results of a similar transmittance measurement test performed using the forward scattering film.
図11に示す特性を見ると、平行線透過光の最大透過率Tmaxと最小透過率Tminとの関係は、(Tmax/Tmin)≒12:3≒4であり、本発明で望まれる2を超える値を示した。 Looking at the characteristics shown in FIG. 11, the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of the parallel line transmitted light is (Tmax / Tmin) ≒ 12: 3 ≒ 4, which exceeds 2 desired in the present invention. The value was shown.
図12に示す特性を見ると、平行線透過光の最大透過率Tmaxと最小透過率Tminとの関係は、(Tmax/Tmin)≒52:26≒2であり、本発明で望まれる値の2を示した。 Looking at the characteristics shown in FIG. 12, the relationship between the maximum transmittance Tmax and the minimum transmittance Tmin of the parallel line transmitted light is (Tmax / Tmin) ≒ 52: 26 ≒ 2, which is the desired value of 2 in the present invention. showed that.
また、図10と図11と図12に示すいずれの例の指向性前方散乱フィルムにおいても、±60°の範囲において、概ね、極大と極小の数値がほぼ同じ角度に存在することが明らかになった。例えば、図10に示す結果から、極大値は極角−30°の場合、極小値は極角+23゜の場合、図11に示す結果から、極大値は極角−20°の場合、極小値は極角+18゜の場合、図12に示す結果から、極大値は極角−30°の場合、極小値は極角+25゜の場合であった。 Further, in the directional forward scattering films of any of the examples shown in FIGS. 10, 11 and 12, it is clear that the maximum value and the minimum value generally exist at almost the same angle in the range of ± 60 °. Was. For example, from the results shown in FIG. 10, the local maximum value is a polar angle of −30 °, the local minimum value is a polar angle of + 23 °, and from the results shown in FIG. From the results shown in FIG. 12, when the polar angle was + 18 °, the maximum value was a case where the polar angle was −30 °, and the minimum value was a case where the polar angle was + 25 °.
次に、図10、図11、図12に示す例の指向性前方散乱フィルムにおいて、φが±90°の場合、いずれの例においても極角θが0の場合に一番透過率が低いことも判明した。また、図10、図11、図12に示す例の指向性前方散乱フィルムにおいて、全ての条件の場合の透過率においていずれも2〜50%の範囲に入っていることも明らかである。 Next, in the directional forward scattering films of the examples shown in FIGS. 10, 11 and 12, when φ is ± 90 °, the transmittance is lowest when the polar angle θ is 0 in any of the examples. Also turned out. It is also clear that in the directional forward scattering films of the examples shown in FIGS. 10, 11, and 12, the transmittance in all the conditions is in the range of 2 to 50%.
次に、極角θを固定して方位角φを変化させた際に、換言すると、指向性前方散乱フィルムのみを水平面内で回転させた場合に、指向性前方散乱フィルムの透過率を測定した結果を図13に示す。 Next, when the polar angle θ was fixed and the azimuth angle φ was changed, in other words, when only the directional forward scattering film was rotated in a horizontal plane, the transmittance of the directional forward scattering film was measured. FIG. 13 shows the results.
図13に示す結果によれば、θ=0°の条件では指向性前方散乱フィルムの法線方向に光を入射した状態を示すが、ほぼ一定の透過率を示し、θ=−20°、−40°、−60°の場合に方位角は0±90°の範囲で透過率が上側に凸の極大をとる曲線を示し、θ=+20°、+40°、+60°の場合に方位角0±90°の範囲で透過率が下側に凸(上側には凹)の極小をとる曲線を示す傾向を示した。このことから、本実施例で用いた指向性前方散乱フィルムは極角と方位角に応じて透過率の極大と極小を示すことが明瞭に示された。 According to the results shown in FIG. 13, under the condition of θ = 0 °, light is incident in the normal direction of the directional forward scattering film, but the transmittance is almost constant, and θ = −20 °, − In the case of 40 ° and −60 °, the azimuth shows a curve in which the transmittance takes the maximum convex upward in the range of 0 ± 90 °, and in the case of θ = + 20 °, + 40 ° and + 60 °, the azimuth is 0 ±. In the range of 90 °, the transmittance showed a tendency to show a curve in which the transmittance takes the minimum of convex downward (concave upward). From this, it was clearly shown that the directional forward scattering film used in the present example exhibited a maximum and a minimum transmittance in accordance with the polar angle and the azimuth angle.
なお、図13に示す透過率の関係を解析すると、負の極角θ(−20°、−40°、−60°)において方位角φ=±30°以内、即ち、φ=−30°〜+30゜の範囲において透過率の最大値が5%以内の変動に抑えられており、正の極角θ(+20°、+40°、+60°)において方位角φ=±30°以内、即ちφ=−30°〜+30゜の範囲において透過率の最小値が5%以内の変動に抑えられている。 When analyzing the relationship between the transmittances shown in FIG. 13, the azimuth angle φ is within ± 30 ° at a negative polar angle θ (−20 °, −40 °, −60 °), that is, φ = −30 ° or more. In the range of + 30 °, the maximum value of the transmittance is suppressed to within 5%, and the azimuth angle φ is within ± 30 ° at positive polar angles θ (+ 20 °, + 40 °, + 60 °), that is, φ = In the range of -30 ° to + 30 °, the minimum value of the transmittance is suppressed to within 5%.
図14は、従来の等方性前方散乱フィルム(大日本印刷(株)製商品名:IDS−16K)を用いて構成された液晶装置の試料において、極角と透過率の関係を方位角毎に測定した結果を示すものである。試験に際し、先の第1の試験例と同じ液晶装置を用い、異方性前方散乱フィルムを今回使用の等方性散乱フィルムに変更して測定した結果である。 FIG. 14 shows the relationship between polar angle and transmittance for each azimuth angle in a sample of a liquid crystal device configured using a conventional isotropic forward scattering film (trade name: IDS-16K, manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd.). 1 shows the measurement results. In the test, the results were obtained by using the same liquid crystal device as in the first test example, and changing the anisotropic forward scattering film to the isotropic scattering film used this time.
図14に示す結果から、平行線透過光の透過率はいずれの方位角でもほとんど変化が見られず、ほぼ1つの曲線に重なるとともに、極角が0°の場合を最大として極角を+領域か−領域に変化させても数%程度しか変化しないことが明らかである。この結果から、等方性前方散乱フィルムを液晶装置に用いても、本発明の効果が得られないことが明らかである。 From the results shown in FIG. 14, the transmittance of the parallel line transmitted light shows almost no change at any azimuth angle, almost overlaps with one curve, and the polar angle is maximized when the polar angle is 0 °. It is clear that even if it is changed to the minus region, it changes only about a few percent. From this result, it is clear that the effect of the present invention cannot be obtained even when the isotropic forward scattering film is used for a liquid crystal device.
「試験例2」
次に、先の試験の極角θ1と極角θ2を種々変化させた場合の反射型カラー液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。明るさとしては、従来品の等方性前方散乱フィルムを用いた反射型カラー液晶表示装置(先の図14に示す測定に用いた等方性散乱フィルムを用いた反射型カラー液晶表示装置)と比較し、従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表1に示した。
"Test Example 2"
Next, the brightness of the reflective type color liquid crystal display device when the polar angle θ1 and the polar angle θ2 in the previous test were variously changed was compared in an office under a fluorescent lamp lighting. As the brightness, a reflection type color liquid crystal display device using a conventional isotropic forward scattering film (a reflection type color liquid crystal display device using an isotropic scattering film used in the measurement shown in FIG. 14 described above) and In comparison, the following Table 1 shows that the image was recognized as brighter than the conventional reflective color liquid crystal display device, Δ was equivalent, and × was dark.
「表1」
θ1(°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 θ2(°) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
評価結果 × × × × × △ △ △ × θ1(°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2(°) 10 10 10 10 10 10 10 10 10
評価結果 × × × × △ 〇 〇 〇 ×
θ1(°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2(°) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 評価結果 × × × × △ 〇 〇 〇 × θ1(°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2(°) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 評価結果 × × × × △ 〇 〇 〇 × θ1(°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2(°) 40 40 40 40 40 40 40 40 40
評価結果 × × × × × △ △ △ ×
表1に示す測定結果から明らかなように、平行線透過光が最大となる場合の極角θ1が、−40°≦θ1≦0°の範囲、0°≦θ2≦40°の範囲であれば従来品と同程度の明るさを確保でき、−30°≦θ1≦−10°の範囲、10°≦θ2≦30°の範囲であれば従来品よりも明るさに優れている液晶表示装置が得られることがわかる。
"Table 1"
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 θ2 (°) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Evaluation result × × × × × △ △ △ × θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 -10 0
θ2 (°) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Evaluation result × × × × △ 〇 〇 〇 ×
θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 Evaluation result × × × × △ 〇 〇 〇 × θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Evaluation result × × × × △ 〇 〇 〇 × θ1 (°) -80 -70 -60 -50 -40 -30 -30 -20 -10 0
θ2 (°) 40 40 40 40 40 40 40 40 40
Evaluation result × × × × × △ △ △ ×
As is clear from the measurement results shown in Table 1, when the polar angle θ1 when the parallel ray transmitted light is the maximum is in the range of −40 ° ≦ θ1 ≦ 0 ° and in the range of 0 ° ≦ θ2 ≦ 40 °. A liquid crystal display device which can secure the same level of brightness as the conventional product, and which is superior in brightness to the conventional product as long as it is in the range of −30 ° ≦ θ1 ≦ −10 ° and in the range of 10 ° ≦ θ2 ≦ 30 °. It can be seen that it can be obtained.
「試験例3」
指向性前方散乱フィルムの法線方向の平行線透過率T(0,0)を種々の値に変えた指向性前方散乱フィルムを用意し、この指向性前方散乱フィルムを備えた液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。比較した従来品は先の試験例で用いたものと同じである。従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表2に示した。
"Test Example 3"
A directional forward scattering film in which the parallel line transmittance T (0,0) in the normal direction of the directional forward scattering film is changed to various values is prepared, and the brightness of a liquid crystal display device provided with the directional forward scattering film is adjusted. The results were compared in offices under fluorescent lighting. The compared conventional product is the same as that used in the previous test example. Table 2 below shows a case in which the image was recognized brighter than the conventional reflective color liquid crystal display device, a case in which the image was equivalent, and a case in which the image was dark.
「表2」
T(0,0) 3% 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
評価結果 △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ ×
表2に示す結果から明らかなように、3%≦T(0,0)≦60%、より好ましくは5%≦T(0,0)≦40%の範囲であれば、実際の使用環境下において従来よりも明るい反射型カラー液晶表示装置を提供できることが明らかである。
"Table 2"
T (0,0) 3% 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60%
Evaluation result △ 〇 〇 〇 〇 〇 △ ×
As is clear from the results shown in Table 2, in the range of 3% ≦ T (0,0) ≦ 60%, more preferably 5% ≦ T (0,0) ≦ 40%, under the actual use environment. It is clear that a reflective color liquid crystal display device that is brighter than in the prior art can be provided.
次に、図10、図11、図12に示す結果から、指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ1±60°かつφ2±60°の範囲で規定した場合、常にθ1において平行線透過率の極大を示し、θ2において平行線透過率の極小を示すことも明らかである。 Next, from the results shown in FIGS. 10, 11, and 12, when the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, the parallel line transmittance always becomes θ1. It is also evident that the peak shows a maximum and the parallel line transmittance shows a minimum at θ2.
「試験例4」
次に、透過型ホログラム技術で作成した指向性前方散乱フィルムを多数枚用意し、(Tmax/Tmin)の値を種々の値に調整した場合の反射型カラー表示装置の明るさを先の従来品の液晶表示装置と比較した結果を以下の表3に記載した。従来品の液晶表示装置に比べて2倍以上明るく認識できた場合は◎、従来品よりも明るく認識できたものは〇、同等の場合は△、暗い場合は×とした。
"Test Example 4"
Next, a large number of directional forward scattering films prepared by the transmission hologram technology are prepared, and the brightness of the reflection type color display device when the value of (Tmax / Tmin) is adjusted to various values is set to the value of the conventional product. Table 3 below shows the result of comparison with the liquid crystal display device. In the case where the recognition was more than twice as bright as the conventional liquid crystal display device, it was evaluated as 、, in the case where it was recognized as being brighter than the conventional product, in 〇, in the case of equivalent, in △, and in the case of dark, ×.
「表3」
Tmax/Tmin 10.0 5.0 3.0 2.0 1.8 1.5 1.0
評価結果 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 △ △
表3に示す結果から、先に説明した平行線透過率の極小値と極大値の比が2以上である場合に特に明るく認識できたことが明らかである。
"Table 3"
Tmax / Tmin 10.0 5.0 3.0 2.0 1.8 1.5 1.0
Evaluation result ◎ ◎ ◎ ◎ △ △ △
From the results shown in Table 3, it is clear that the recognition was particularly bright when the ratio between the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance described above was 2 or more.
「試験例5」
平行線透過率が最小値または最大値をとる時の方位角をφ2またはφ1とすると、φ2±60°、φ1±60°の範囲で極角θを変化させて測定した透過光特性の極大値と極小値の比を測定した。この比を変化させて反射型カラー液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。比較した従来品は先の試験例で用いたものと同じである。従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表4に示した。
"Test Example 5"
Assuming that the azimuth when the parallel line transmittance takes the minimum value or the maximum value is φ2 or φ1, the maximum value of the transmitted light characteristic measured by changing the polar angle θ in the range of φ2 ± 60 ° and φ1 ± 60 ° And the minimum value were measured. By changing this ratio, the brightness of the reflective type color liquid crystal display device was compared in an office under fluorescent lamp lighting. The compared conventional product is the same as that used in the previous test example. Table 4 below shows a case in which the image was recognized brighter than the conventional reflective color liquid crystal display device, a case in which the image was equivalent, and a case in which the image was dark.
「表4」
極大値/極小値 5.0 3.5 2.0 1.5 1.2 1.0
評価結果 〇 〇 〇 〇 △ △
表4に示す結果から、極大値/極小値の値は1.5以上が好ましいことが明らかになった。即ち、指向性前方散乱フィルムの方位角φをφ1±60°かつφ2±60°の範囲で規定した場合、平行線透過率の極小値と極大値の比が1.5以上であることが明らかである。
"Table 4"
Maximum value / Minimum value 5.0 3.5 2.0 1.5 1.5 1.2 1.0
Evaluation result 〇 〇 〇 〇 △ △
From the results shown in Table 4, it was clarified that the value of the maximum value / the minimum value is preferably 1.5 or more. That is, when the azimuth angle φ of the directional forward scattering film is defined in the range of φ1 ± 60 ° and φ2 ± 60 °, it is apparent that the ratio of the minimum value and the maximum value of the parallel line transmittance is 1.5 or more. It is.
「試験例6」
極角θを−60°≦θ≦+60°としたとき、平行線透過率Tの最大値と最小値を変化させて、反射型カラー液晶表示装置の明るさを蛍光灯点灯下のオフィスにおいて比較した。比較した従来品は先の試験例で用いたものと同じである。従来品の反射型カラー液晶表示装置よりも明るく認識できたものを〇、同等のものを△、暗いものを×として以下の表5に示した。
"Test Example 6"
When the polar angle θ is −60 ° ≦ θ ≦ + 60 °, the maximum value and the minimum value of the parallel line transmittance T are changed, and the brightness of the reflective color liquid crystal display device is compared in an office under fluorescent lamp lighting. did. The compared conventional product is the same as that used in the previous test example. In Table 5, the following items were indicated as Δ, those which were recognized brighter than the conventional reflection type color liquid crystal display device, Δ as those equivalent, and × as dark.
「表5」
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 1% 1% 1% 1% 1% 1%
評価結果 × × △ △ △ ×
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 2% 2% 2% 2% 2% 2%
評価結果 × 〇 〇 〇 〇 〇
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 5% 5% 5% 5% 5% 5%
評価結果 △ 〇 〇 〇 〇 〇
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 10% 10% 10% 10% 10% 10% 評価結果 △ 〇 〇 〇 〇 △
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 20% 20% 20% 20% 20% 20% 評価結果 × 〇 〇 △ △ ×
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 30% 30% 30% 30% 30% 30% 評価結果 × △ △ × × ×
最大透過率Tmax 60% 50% 40% 30% 20% 10%
最小透過率Tmin 40% 40% 40% 40% 40% 40% 評価結果 × × × × × ×
表5に示す結果から、最大値/最小値≧2を満足し、かつ、2%以上、50%以下の透過率が必要であることがわかる。
"Table 5"
Minimum transmittance Tmin 1% 1% 1% 1% 1% 1% 1%
Evaluation result × × △ △ △ ×
Minimum transmittance Tmin 2% 2% 2% 2% 2% 2%
Evaluation result × 〇 〇 〇 〇 〇
Evaluation result △ 〇 〇 〇 〇 〇
From the results shown in Table 5, it can be seen that the maximum value / minimum value ≧ 2 is required and that the transmittance is 2% or more and 50% or less.
θ・・・極角、
φ・・・方位角、
K・・・光源、
J・・・受光部、
LT・・・拡散透過光、
L3・・・平行線透過光、
Tmax(φ1,θ1)・・・最大透過率、
Tmin(φ2,θ2)・・・最小透過率、
10、40、50・・・液晶パネル、
15・・・液晶層、
17、28、28’・・・基板、
18・・・指向性前方散乱フィルム、
20・・・カラーフィルタ層、
23、35・・・電極層、
31・・・反射層、
52・・・半透過反射層、
200・・・携帯電話本体、
300・・・携帯型情報処理機器、
400・・・腕時計型電子機器。
θ: polar angle,
φ ... azimuth,
K: Light source,
J: light receiving section,
LT: diffuse transmission light,
L3: parallel line transmitted light,
Tmax (φ1, θ1): maximum transmittance,
Tmin (φ2, θ2): minimum transmittance,
10, 40, 50 ... liquid crystal panel,
15 ... Liquid crystal layer,
17, 28, 28 '... substrate,
18 ... directional forward scattering film,
20 ... color filter layer,
23, 35 ... electrode layer,
31 ... reflection layer,
52 ... transflective layer,
200 ... mobile phone body,
300 ··· Portable information processing equipment,
400: Wristwatch type electronic device.
Claims (20)
前記指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度を極角θnと定義し、前記指向性前方散乱フィルムの面内方向の入射光角度を方位角φmと定義し、平行線透過光の最大透過率をTmax(φ1,θ1)と定義し、平行線透過光の最小透過率をTmin(φ2,θ2)と定義した場合、最小透過率を示す極角と方位角の場合の入射光側を前記液晶パネルの採光側になるように、最大透過率を示す極角と方位角の場合の入射光側を前記液晶パネルの観察方向側になるように、前記指向性前方散乱フィルムを前記液晶パネルに配置してなることを特徴とする液晶装置。 A pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between these substrates, a reflective layer provided on the liquid crystal layer side of the one substrate, and a directivity provided on the side opposite to the liquid crystal layer side of the other substrate. A liquid crystal panel comprising a forward scattering film, and light is incident on the directional forward scattering film from a light source disposed on one surface side of the directional forward scattering film, and light is disposed on the other surface side of the directional forward scattering film. In the portion, of the total transmitted light transmitted through the directional forward scattering film, when observing parallel-line transmitted light except diffuse transmitted light,
The incident angle of the incident light with respect to the normal line of the directional forward scattering film is defined as a polar angle θn, the incident light angle in the in-plane direction of the directional forward scattering film is defined as an azimuth φm, and When the maximum transmittance is defined as Tmax (φ1, θ1) and the minimum transmittance of the parallel transmitted light is defined as Tmin (φ2, θ2), the incident light side at the polar angle and the azimuth indicating the minimum transmittance The directional forward scattering film so as to be on the daylighting side of the liquid crystal panel, so that the incident light side in the case of the polar angle and azimuth indicating the maximum transmittance is on the viewing direction side of the liquid crystal panel. A liquid crystal device characterized by being arranged on a panel.
前記指向性前方散乱フィルムに対してその一面側に配置した光源から光を入射し、前記指向性前方散乱フィルムの他面側に配置した受光部において、前記指向性前方散乱フィルムを透過した全透過光のうち、拡散透過光を除いた平行線透過光を観測した際、
前記指向性前方散乱フィルムの法線に対する入射光の入射角度を極角θnと定義し、前記指向性前方散乱フィルムの面内方向の入射光角度を方位角φmと定義し、平行線透過光の最大透過率をTmax(φ1,θ1)と定義し、平行線透過光の最小透過率をTmin(φ2,θ2)と定義した場合、最小透過率を示す極角と方位角の場合の入射光側を前記液晶パネルの採光側になるように、最大透過率を示す極角と方位角の場合の入射光側を前記液晶パネルの観察方向側になるように、前記指向性前方散乱フィルムを前記液晶パネルに配置してなることを特徴とする液晶装置。 A pair of substrates, a liquid crystal layer sandwiched between these substrates, a semi-transmissive reflective layer provided on the liquid crystal layer side of the one substrate, and a liquid crystal layer provided on the other substrate opposite to the liquid crystal layer side. Comprising a liquid crystal panel with a directional forward scattering film,
Light is incident on the directional forward scattering film from a light source disposed on one surface thereof, and is transmitted through the directional forward scattering film at a light receiving unit disposed on the other surface of the directional forward scattering film. When observing the parallel transmitted light excluding the diffuse transmitted light,
The incident angle of the incident light with respect to the normal line of the directional forward scattering film is defined as a polar angle θn, the incident light angle in the in-plane direction of the directional forward scattering film is defined as an azimuth φm, and When the maximum transmittance is defined as Tmax (φ1, θ1) and the minimum transmittance of the parallel transmitted light is defined as Tmin (φ2, θ2), the incident light side at the polar angle and the azimuth indicating the minimum transmittance The directional forward scattering film so as to be on the daylighting side of the liquid crystal panel, so that the incident light side in the case of the polar angle and azimuth indicating the maximum transmittance is on the viewing direction side of the liquid crystal panel. A liquid crystal device characterized by being arranged on a panel.
20. An electronic apparatus comprising the liquid crystal device according to claim 1 as display means.
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