JP2004144985A

JP2004144985A - Liquid crystal display and electronic device

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Publication number: JP2004144985A
Application number: JP2002309582A
Authority: JP
Inventors: Hayato Kurasawa; 倉澤　隼人
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP4122926B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display whose visual angle characteristics are improved and which is nearly free from coloring and has excellent visibility. <P>SOLUTION: In the liquid crystal display having a liquid crystal layer interposed between upper and lower substrates opposed to each other and provided with an upper polarizing plate and a lower reflection polarizing layer on the upper and the lower sides of the liquid crystal layer, respectively, the lower reflection polarizing layer 6 has a dielectric lamination film 40 formed by laminating a plurality of dielectric films on an inclined surface of a cross sectional triangle wave like protrusion 42 and the dielectric lamination film 40 is formed so that the film thicknesses in the ridge line part and the trough line part of the protrusion are different from each other. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及び電子機器に関し、特に、液晶表示装置の反射偏光層の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型液晶表示装置はバックライト等の光源を持たないために消費電力が小さく、従来から種々の携帯電子機器や装置の付属的な表示部等に多用されている。ところが、自然光や照明光などの外光を利用して表示するため、暗い場所では表示を視認することが難しいという問題があった。そこで、明るい場所では通常の反射型液晶表示装置と同様に外光を利用するが、暗い場所では内部の光源により表示を視認可能にした形態の液晶表示装置が提案されている。つまり、この液晶表示装置は反射型と透過型を兼ね備えた表示方式を採用しており、周囲の明るさに応じて反射モード、透過モードのいずれかの表示方式に切り替えることにより消費電力を低減しつつ周囲が暗い場合でも明瞭な表示が行うことができるようにしたものである。以下、本明細書ではこの種の液晶表示装置のことを「半透過反射型液晶表示装置」という。半透過反射型液晶表示装置に用いる半透過反射板としては、例えば光透過用の開口部を設けた金属膜、あるいは例えば膜厚の調整によって入射光の一部を反射し、一部を透過する膜、いわゆるハーフミラーなどが従来から用いられている。
【０００３】
また、従来から、プリズムの表面に形成した誘電体多層膜を半透膜とし、入射光を互いに偏光方向が直交する２つの直線偏光に分離する偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　Ｂｅａｍ　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ，以下、ＰＢＳと略記する）が知られている。そして、これを複数個アレイ状に配置したＰＢＳアレイを反射型偏光板として用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。また、このＰＢＳアレイを液晶パネルとバックライトとの間に配置した液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献２）。この液晶表示装置によれば、バックライトから射出された光のうち、ＰＢＳアレイによって分離された一方の直線偏光を液晶パネルに向けて射出させる一方、他方の直線偏光を反射させてバックライト側に戻し、再度光源光として利用することで光の利用効率の高い液晶表示装置を実現することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−１９２０８号公報
【特許文献２】
特開平７−６４０８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示装置の半透過反射板として、上記のＰＢＳアレイを用いることができる。
すなわち、液晶層とバックライトとの間にＰＢＳアレイを備えておけば、上基板の上方から入射した外光が液晶層を透過しつつその偏光状態を変えてＰＢＳアレイに到達し、このＰＢＳアレイにて一方の直線偏光が反射されて上基板側へ戻る一方、他方の直線偏光が下側に透過することで反射モードの明暗表示を行うことができる。また、バックライトから射出された光のうち、一方の直線偏光がＰＢＳアレイを透過して表示に寄与し、この直線偏光が液晶層を透過しつつその偏光状態を変えることで透過モードの明暗表示を行うことができる。
この液晶表示装置によれば、外光またはバックライトの光を表示に利用するにあたり、円偏光から直線偏光への変換あるいは直線偏光から円偏光への変換が生じないため、この変換に伴う光損失がなく、比較的明るい表示が可能である。
【０００６】
しかしながら、誘電体多層膜を有するＰＢＳアレイを用いた半透過反射板の原理は誘電体多層膜における多重反射干渉によるものであり、反射板の光学特性（分光特性、偏光特性）は、光の入射角度及び観察方向に大きく依存するという特徴を有しているため、この半透過反射板を具備した液晶表示装置は、反射モードの表示において視角により表示色が異なって見えるという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、視角特性が改善され、色付きが少なく、視認性に優れる液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、上記目的を達成するために、互いに対向する上基板と下基板との間に液晶層が挟持され、前記液晶層の上側に上偏光層が備えられ、前記液晶層の下側に下反射偏光層が備えられた液晶表示装置であって、前記下反射偏光層が、断面三角波状をなす複数の凸条の斜面上に複数の誘電体膜が積層されてなる誘電体積層膜を有し、前記誘電体積層膜が、前記凸条の稜線部と前記凸条の谷線部とで、異なる膜厚に形成されたことを特徴としている。
すなわち、本発明の液晶表示装置は、断面三角波状の凸条の斜面に形成された誘電体積層膜を有する下反射偏光層（いわゆるＰＢＳアレイ型反射偏光層）を半透過反射層として備えた半透過反射型の液晶表示装置である。そして、上記誘電体積層膜が、前記凸条の斜面に沿って連続的に膜厚が変化するように形成されたものである。この構成によれば、前記斜面上における膜厚の変化によって誘電体積層膜の反射特性にある程度のばらつきを持たせることができるので、視角により反射光が色付いて見える現象が緩和される。これにより、表示の視角依存が小さく、色付きの少ない表示が得られる。
【０００９】
本発明の液晶表示装置においては、前記凸条の稜線部における誘電体積層膜の膜厚が、前記凸条の谷線部における誘電体積層膜の膜厚の１．１倍以上又は０．９倍以下とされることが好ましい。
上記誘電体積層膜のそれぞれの部位における膜厚の比を上記範囲とすることで、視角による表示光の色付きを低減し、高品位の表示を得ることができる。前記膜厚の比が、１．１倍未満、又は０．９倍を越える場合には、凸条の稜線部と谷線部とにおける膜厚の差が小さすぎるために、視角による表示光の色付きが生じ易くなる。
【００１０】
本発明の液晶表示装置においては、前記凸条の稜線部における誘電体積層膜の膜厚が、前記凸条の谷線部における誘電体積層膜の膜厚の１．２倍以上、又は０．８倍以下とされることがより好ましい。
上記構成によれば、より効果的に表示光の色付きを防止することができ、特に視認性に優れる液晶表示装置を提供することができる。
【００１１】
本発明の液晶表示装置においては、前記誘電体積層膜の層数が９層以下であることが好ましい。
また前記誘電体積層膜の層数が７層以下であることがより好ましい。
上記誘電体積層膜は、ＰＢＳアレイとしての反射特性、偏光特性が得られる範囲において、透過率を高めるに可能な限り薄くすることが好ましく、本発明に係る液晶表示装置に適用される誘電体積層膜では、その層数を１０層以上とする必要はない。
【００１２】
本発明の液晶表示装置は、前記誘電体積層膜を構成する誘電体膜のうち、少なくとも１層の誘電体膜の膜厚が１５ｎｍ以下とされた構成とすることが好ましい。
上記構成によれば、表示光の色付きをさらに効果的に抑制し、視角特性、視認性に特に優れる液晶表示装置を構成することができる。
【００１３】
次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶表示装置を備えたことを特徴としている。係る構成によれば、視認性の視角依存が小さく、また色付きも少ない表示が得られ、視認性に優れる表示部を備えた電子機器を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面構造図である。本実施の形態の液晶表示装置は、パッシブマトリクス方式の半透過反射型カラー液晶表示装置の例である。なお、以下の各図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
【００１５】
本実施の形態の液晶表示装置は、図１に示すように、下基板２と上基板３とが対向配置され、これら基板２，３間の空間にＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ　Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶からなる液晶層４が挟持された液晶セルを有している。
ガラスや樹脂等の透明基板からなる下基板２の内面側には、後述する下反射偏光層６が形成され、この下反射偏光層６上にインジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ，　以下、ＩＴＯと略記する）等の透明導電膜からなるストライプ状の走査電極８が図示横方向に延在し、この走査電極８を覆うようにポリイミド等からなる配向膜９が積層されている。また、下基板２の外面側には下偏光板２０が設けられている。さらに、下偏光板の外面側には、光源、リフレクタ、導光板、反射板等を有するバックライトが設けられている。
【００１６】
一方、ガラスや樹脂等の透明基板からなる上基板３の内面側には、下基板２の走査電極８と直交するようにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色材層が紙面に垂直な方向に延在してこの順番に繰り返し配列しており、カラーフィルターを構成している。そして、カラーフィルターの色材層による凹凸を平坦化するための平坦化膜１２が積層されている。そして、平坦化膜１２上に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるストライプ状の信号電極１４が紙面に垂直な方向に延在しており、この走査電極１４上にポリイミド等からなる配向膜１５が積層形成されている。また、上基板３の外面側には、前方散乱板１６と、位相差板１７と、上偏光板１３がこの順に設けられている。
【００１７】
図２は、図１に示す下反射偏光層６を拡大して示す部分断面図であり、図３は、図２に示す凸条４２のうち、１つの凸条４２を拡大して示す部分断面図である。
下反射偏光層６は、図２に示すように、下基板上に形成されたアクリル等の透明樹脂からなる基材層４４と、複数の誘電体膜が積層されてなる誘電体積層膜４０と、この誘電体積層膜４０を保護し、下反射偏光層６の図示上面側を平坦化するために形成されたアクリル等からなる透明の樹脂層４５と、から構成されている。基材層４４は、２つの斜面を有する三角柱状の複数の凸条４２を有しており、これら複数の凸条４２が連続して周期的に形成されることにより断面三角波状をなしている。
【００１８】
誘電体積層膜４０は、図３に示すように、屈折率の異なる２種の材料からなる誘電体膜４１が凸条４２の斜面に沿って形成されたものである。本実施の形態の場合、例えばＴｉＯ_２膜とＳｉＯ_２膜とが合わせて７層交互に積層されている。１層の誘電体膜４１の膜厚は１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度であり、誘電体積層膜の総膜厚は３００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とされている。凸条４２の高さは０．５μｍ〜３μｍである。また、凸条４２，４２間のピッチは１μｍ〜６μｍ程度とされている。誘電体膜４１の材料としては、上記ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２の他、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｓｉ等を用いることができる。
そして、本実施形態に係る誘電体積層膜４０は、図３に示すように、凸条４２の斜面に沿ってその膜厚が徐々に変化して形成されており、凸条４２の谷線部における誘電体積層膜４０の膜厚ａと、凸条４２の稜線部における誘電体積層膜４０の膜厚ｂとが異なるように形成されている。このときの膜厚の変化の割合が凸条４２の斜面に沿って一定である必要はない。この構成により、誘電体積層膜４０の反射特性にある程度のばらつきを与えることができ、従来視角により敏感に変化していた誘電体積層膜の分光特性、偏光特性が互いに補償されるようすることができる。その結果、本発明に係る液晶表示装置では、色味の少ない反射特性、及び透過特性を得られるようになっている。
【００１９】
上記構成を備えた下反射偏光層６は、図２に示すように凸条４２が紙面と垂直に延在するように配置されている場合には、図示上方から自然光Ｌを入射させると、その一部を反射し、一部を透過するとともにその偏光を分離する機能を有しており、具体的には、図２に示すように、反射光Ｌｒは紙面と垂直な直線偏光となり、透過光Ｌｔは紙面と平行な直線偏光となる。
【００２０】
本実施形態の液晶表示装置では、前記凸条４２の谷線部における膜厚ａと稜線部おける膜厚ｂとの比ａ／ｂが、１．１以上、又は０．９以下となるように誘電体積層膜４０の各部の膜厚を調整することが好ましく、より好ましくは、前記比ａ／ｂは、１．２以上、又は０．８以下とするのがよい。すなわち、誘電体積層膜４０の面内における膜厚の変位幅が最大で１０％以上とされることが好ましく、２０％以上とされることがより好ましい。
上記誘電体積層膜４０の膜厚の差が大きくなるほど、誘電体積層膜４０の反射特性のばらつきを大きくすることができ、表示の色付きや視角依存をより効果的に低減することができるが、誘電体膜４１を部位により極端に厚く（又は薄く）すると製造が困難になるため、前記膜厚の変位幅は５０％以下とするのがよい。
【００２１】
このように、上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置によれば、下反射偏光層６を構成する誘電体積層膜４０の膜厚を面内で部分的に異ならせて形成することで、誘電体積層膜４０の反射特性にある程度のばらつきを持たせているので、表示に色味が付いたり、視角により表示が色付いて見えるのを防止することができ、視認性に優れる表示を得ることができる。
【００２２】
尚、本実施の形態では、本発明を半透過反射型のパッシブマトリクス型液晶表示装置に適用した構成について説明したが、本発明は、反射型の液晶表示装置や、アクティブマトリクス型の液晶表示装置にも問題なく適用することができるのは勿論である。
【００２３】
以下、図１に示す本実施形態の液晶表示装置の動作原理について図４を参照して説明する。
以下に本構成の液晶表示装置の動作原理について説明する。図４は、本発明を半透過型の液晶表示装置に適用した場合の動作原理を説明するための説明図であり、図４（ａ）は透過モード、図４（ｂ）は反射モードの光の経路を示している。これらの図には、本発明の液晶表示装置の構成要素のうち、説明に必要な構成要素のみを示しており、液晶５３を挟んで上下に上偏光板５４と下反射偏光層５１が設けられ、この下反射偏光層５１の外側に下基板５０が配置され、下基板５０の外面側に下偏光層５５が形成されている。下偏光層５５の外側（図示下面側）には、照明装置５８が設けられ、この照明装置５８の外面側に反射板５９が設けられている。
【００２４】
前記上偏光板５４は紙面に垂直な方向の透過軸を有しており、下偏光層５５は、紙面に平行な透過軸を有している。また、上記下反射偏光層５１は、半透過反射型の反射偏光層とされており、紙面に垂直な方向の透過軸とこの透過軸と直交する反射軸を有している。そして、透過軸に平行な偏光はその大部分を透過させ、残りの成分を反射させるが、反射軸に平行な偏光では全体のうち大部分の光を反射させ、一部の光を透過させるようになっている。すなわち、下反射偏光層５１は、その反射軸に平行な偏光に対しても半透過反射型とされている。上記下反射偏光層５１は、図４に示す反射偏光層４４と同様の構成であり、透過軸が図４の紙面に垂直となるよう配置されている。つまり、図４に示す反射偏光層４４の溝が、図４の紙面に平行となるように配置されている。
【００２５】
以下、図４（ａ）に示す透過モードで表示を行う場合について説明する。
本発明の液晶表示装置では、透過モードの表示を照明装置５８から出射された光を利用して行うようになっている。照明装置５８から出射された光は、紙面に平行な透過軸を有する下偏光層５５により紙面に平行な偏光へ変換され、その後下基板５０を透過して下反射偏光層５１に入射する。この下反射偏光層５１は、上述のように紙面に垂直な透過軸を有しており、下偏光層５５により紙面に平行な偏光とされた光の一部は反射されて照明装置５８側へ戻される反射光６１とされ、一部は透過されて液晶５３に入射する透過光６０とされる。
【００２６】
次いで、液晶５３に入射した前記透過光６０は、液晶５３に電圧が印加された状態（オン状態）であれば、液晶５３による作用をほとんど受けずに上偏光板５４に到達し、紙面に垂直な透過軸を有する上偏光板５４に吸収され、画素が暗表示される。一方、液晶５３に電圧が印加されない状態（オフ状態）であれば、前記液晶５３に入射した透過光６０は、液晶５３の旋光作用により紙面に垂直な偏光へと変換され、上偏光板５４に到達する。そして、上偏光板５４の透過軸と平行な偏光であるこの光は、上偏光板５４を透過し、画素が明表示されるようになっている。
【００２７】
ここで、下反射偏光層５１の裏面側（下基板５０側）で反射された反射光６０に着目すると、この反射光６０は、下基板５０、下偏光層５５を透過して照明装置５８へと戻り、照明装置５８外面側に設けられた反射板５９により反射され、再び下偏光層５５へ向かう光として再利用される。そして、この光は再び下反射偏光層５１へ到達し、一部は透過されて液晶５３に入射し、一部は反射されて照明装置５８側へ戻される。このように下反射偏光層５１で反射された光は、下反射偏光層５１と反射板５９の間で反射を繰り返すうちに下反射偏光層５１を透過し、表示に寄与する光として利用される。従って、本発明の液晶表示装置においては、照明装置５８から出射された光のうち、下偏光層５５を透過した光を最大限に利用することができ、明るい表示を得ることができる。
【００２８】
次に、図４（ｂ）に示す反射モードで表示を行う場合について説明する。
図４（ｂ）に示すように、上偏光板５４の上方から入射した光は、まず、紙面に垂直な透過軸を有する上偏光板５４により紙面に垂直な偏光に変換されて液晶５３に入射する。次いで、液晶がオン状態であれば、この入射光は液晶５３による作用をほとんど受けずに下反射偏光層５１に到達する。そして下反射偏光層５１は、紙面に垂直な透過軸と、紙面に平行な反射軸を有しているので、この下反射偏光層５１に到達した光は下反射偏光層５１を透過する。その後、下基板５０を透過して、紙面に平行な透過軸を有する下偏光層５５により吸収され、画素が暗表示される。
【００２９】
一方、液晶５３がオフ状態であれば、液晶５３に入射した光は、液晶５３の旋光作用により紙面に平行な偏光へ変換され、下反射偏光層５１へ到達する。そして、紙面に平行な反射軸を有する下反射偏光層５１によりその一部が反射されて反射光６３とされ、一部は透過されて透過光６２とされる。再度液晶５３へ入射した前記反射光６３は、液晶５３の旋光作用により再び紙面に垂直な偏光へ変換されて上偏光板５４を透過し、画素が明表示される。また、下反射偏光層５１を透過した透過光６２は、下基板５０及び下偏光層５５を透過して照明装置５８へ出射される。照明装置５８には反射板５９が設けられているので、この透過光６２の一部は反射板５９で反射されて下基板５０側へ戻るが、この光が液層５３に入射すると、明表示された画素はより明るくなるので、この下反射偏光層５１を透過した光が表示に悪影響を与えることはない。
【００３０】
（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、下反射偏光層６が表示領域内で全面に設けられている構成について説明したが、本発明に係る液晶表示装置としては、前記下反射偏光層が、前記下基板の内面側に部分的に設けられ、前記下反射偏光層の下側に、下偏光層が設けられた構成も適用することもできる。この構成を本発明の第２の実施形態として図５を参照して以下に説明する。
図５に示す液晶表示装置が、図１に示す半透過反射型の液晶表示装置と異なる点は、バックライト５から出射された光を透過させるための開口部１０が設けられた下反射偏光層３６を備えた点のみであり、その他の構成は図１に示す液晶表示装置と共通である。従って、図５に示す構成要素のうち、図１と共通のものには同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３１】
図５に示す本実施形態の液晶表示装置に備えられた下反射偏光層３６はそれぞれのドットに対応する複数の開口部１０が形成されている以外は、図１に示す下反射偏光層６と同様の構成とされ、図２及び図３に示す構造の誘電体積層膜が凸条の斜面に沿って形成された構造を備えている。
従って、本実施形態に係る下反射偏光層３６においても、誘電体積層膜４０の膜厚が、凸条４２の稜線部と谷線部とにおいて互いに異なるように形成されているので、下反射偏光層３６の反射特性にある程度のばらつきが付与され、表示に色味が付いたり、視角により表示が色付いて見えるのを防止することができる。
【００３２】
本実施形態の液晶表示装置によっても、図１に示す第１の実施形態の液晶表示装置と同様に、透過モードと反射モードを切り替えた表示を行うことができる。以下に、図５に示す本実施形態の液晶表示装置の動作原理について図６を参照して説明する。
図６は、本発明に係る半透過反射型の液晶表示装置の動作原理を説明するための説明図であり、この図に示す液晶表示装置は、液晶５３の上下に上偏光板５４及び下反射偏光層５１を備え、下反射偏光層５１の下側に下基板５０と下偏光層５５が配置され、下偏光層５５の外面側に、照明装置５８及び反射板５９を備えて構成されている。そして、本構成の液表表示装置には、下反射偏光層５１に、照明装置５８から出射された光を透過させるための開口部５７が設けられており、それ以外は図４に示すものと同様の構成である。尚、図６に示す構成要素のうち、図４と同一の符号が付された構成要素は、図４と同一のものとし、その詳細な説明は省略する。
【００３３】
図６に示す液晶表示装置において、透過モードの表示を行う場合には、図６（ａ）に示すように、照明装置５８から出射された光は、下偏光層５５により紙面に平行な偏光へ変換されて下基板５０を透過し、次いで、その一部が開口部５７を通過して液晶５３に入射して表示に利用されるようになっている。液晶５３に入射した光は、液晶５３がオン状態であれば、液晶５３による作用をほとんど受けずに上偏光板５４に到達し、紙面に垂直な透過軸を有する上偏光板５４に吸収され、画素は暗表示される。一方、液晶５３がオフ状態であれば、液晶の旋光作用により紙面に平行な偏光から紙面に垂直な偏光へ変換され、上偏光板５４を透過して画素が明表示されるようになっている。
【００３４】
また、上記下反射偏光層５１の開口部５７に入射せず、下反射偏光層５１の下面側で反射された光は、照明装置５８側へ戻され、照明装置５８外面側の反射板５９により反射されて再び下反射偏光層５１へ入射する光となる。このようにして下反射偏光層５１と反射板５９との間で反射を繰り返すうち、開口部５７へ入射し、表示に利用されるようになっている。従って、本構成によれば、透過モードにおいて明るい表示が得られ、視認性に優れた液晶表示装置を提供することができる。
【００３５】
図６に示す液晶表示装置において反射モードの表示を行う場合には、図６（ｂ）に示すように、上偏光板５４の上方から入射した外光が、上偏光板５４により紙面に垂直な偏光へ変換され、液晶５３へ入射する。ここで、液晶５３がオン状態であれば、入射した光は液晶５３による作用をほとんど受けずに下反射偏光層５１へ到達し、紙面に垂直な透過軸を有する下反射偏光層５１を透過されて下偏光層５５へ到達する。そして、紙面に平行な透過軸を有する下偏光層５５に吸収される。このようにして画素が暗表示される。
一方、液晶５３がオフ状態の場合には、入射した光は液晶５３の旋光作用により紙面に平行な偏光へ変換されて下反射偏光層５１に到達し、この紙面に垂直な透過軸（紙面に平行な反射軸）を有する下反射偏光層５１により反射されて液晶５３側へ向かう光とされ、液晶５３の旋光作用により再び紙面に垂直な偏光へ変換されて、紙面に垂直な透過軸を有する上偏光板５４を透過し、上方へ出射される。このようにして画素が明表示される。
【００３６】
（電子機器）
図７は、本発明に係る液晶表示装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高品位のカラー表示を提供することができる。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
本例では、図１に示す構成を基本構成とするとともに、図３に示す誘電体積層膜４０の膜厚ａ、ｂを種々に変更して５種類（表２に示すサンプル１〜５）の液晶表示装置を作製し、その視認性について評価した。
【００３８】
本実施例の各サンプルを作製するに際して、下反射偏光層６は、以下の工程により作製した。
まず、ラミネート法により下基板２上に４５°〜５５°の傾斜角（下基板２の主面と、凸条４２の斜面との成す角度）のプリズムアレイを形成した。次いで、ＲＦイオンプレーティング法（スパッタ法もしくは真空蒸着法でもよい）により誘電体膜４１を複数積層して誘電体積層膜４０を形成した。この時、基板温度、雰囲気ガス流量等の作製条件を調節することでプリズムアレイの凸条４２の稜線部と谷線部とで誘電体積層膜４０の膜厚が異なるように成膜した。
本実施例では、誘電体積層膜４０の基本構成を、表１に示す膜構成、及び膜厚比率とし、凸条４２の谷線部における膜厚ａと、稜線部における膜厚ｂとが表２に示す組み合わせとなるようにした。
次に、上記誘電体積層膜４０上をアクリル樹脂によりオーバーコートして樹脂層４５を形成して表面が平坦化された下反射偏光層６を得た。
そして、上記工程により下反射偏光層６が形成された下基板２を公知の液晶パネルの製造工程に供することで図１に示す構成の、サンプル１〜５の液晶表示装置を作製した。
【００３９】
次に、上記工程により得られたサンプル１〜５の液晶表示装置を動作させ、反射モードの白表示について目視観察して色付き及び視角特性について評価した。その結果を表２に併記する。
表２に示すように、凸条４２の谷線部における誘電体積層膜４０の膜厚ａと、稜線部における膜厚ｂとの比ａ／ｂが、１．１以上又は０．９以下の範囲とされたサンプル１，４，５の液晶表示装置では、色付きが少なく、また視角依存性も小さくなっており、良好な反射表示が得られることが確認された。特に、膜厚比ａ／ｂが、１．２以上、又は０．８以下とされたサンプル１，５の液晶表示装置は、白表示の色付き及び視角依存性がより良好であった。
これに対して、前記比ａ／ｂが、０．９を越えて１．１未満の範囲内にあるサンプル２，３の液晶表示装置では、白表示が色付いて見え、また視角により色付きが顕著になる傾向にあった。
【００４０】
【表１】

【００４１】
【表２】

【００４２】
（実施例２）
次に、図１に示す液晶表示装置において、下反射偏光層６の誘電体積層膜４０を構成する各誘電体膜４１の膜厚を種々に変えたサンプルを作製して、その反射表示の視認性を検証した。本例において作製した液晶表示装置は、上記実施例１と同様に図１に示す基本構成を備え、誘電体積層膜４０の層構成を表３に示す構成としたものである。また、各サンプルにおいて、凸条４２の谷線部における誘電体積層膜４０の膜厚ａ、及び稜線部における膜厚ｂは、表４に示す組み合わせとした。尚、各サンプルの作製方法は上記実施例１と同様である。
【００４３】
次に、上記工程により得られた層構成１〜３のサンプルの液晶表示装置を動作させ、反射モードの白表示について目視観察して色付き及び視角特性について評価した。その結果を表４に併記する。
表４に示すように、本実施例のサンプルにおいては、凸条４２の谷線部における誘電体積層膜４０の膜厚ａと、稜線部における膜厚ｂとの比ａ／ｂはいずれも０．８以下とされており、いずれも色付きが小さく、また視角依存性も小さくなっており良好な反射表示が得られていたが、表３に示す層厚構成３のサンプルでは、特に色付きが皆無で、視角依存性もほぼない極めて良好な表示を実現していた。
この層厚構成３のサンプルは誘電体積層膜４０の第２層が１０．１ｎｍとされたものであるが、同じく第２層が２１．６ｎｍと薄くされた層構成２のサンプルに比しても極めて良好な表示が得られており、このことから誘電体積層膜を構成する誘電体膜４１のうち少なくとも１層を１５ｎｍ以下の膜厚とするならば、表示の色付き及び視角特性を著しく改善できることが示唆される。
【００４４】
【表３】

【００４５】
【表４】

【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態である半透過反射型液晶表示装置の部分断面構造を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す下反射偏光層を拡大して示す部分断面図である。
【図３】図３は、図２に示す凸条の１つを拡大して示す部分断面図である。
【図４】図４は、図１に示す液晶表示装置の動作を説明するための説明図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態である半透過反射型液晶表示装置の部分断面構造を示す図である。
【図６】図６は、図５に示す液晶表示装置の動作を説明するための説明図である。
【図７】図７は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
１　液晶表示装置、２　下基板、３　上基板、４　液晶層、５　バックライト、６，３６　下反射偏光層、１１　カラーフィルタ、１３　上偏光板（上偏光層）、１６　前方散乱板、２０　下偏光板（下偏光層）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device and an electronic apparatus, and more particularly, to a configuration of a reflective polarizing layer of a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
Reflection type liquid crystal display devices have low power consumption because they do not have a light source such as a backlight, and have been widely used in various portable electronic devices and display units attached to devices. However, since display is performed using external light such as natural light or illumination light, there is a problem that it is difficult to visually recognize the display in a dark place. Therefore, there has been proposed a liquid crystal display device in which external light is used in a bright place as in a normal reflective liquid crystal display device, but in a dark place, the display can be visually recognized by an internal light source. In other words, this liquid crystal display device employs a display method having both a reflective type and a transmissive type, and reduces power consumption by switching to a reflective mode or a transmissive mode according to the surrounding brightness. In addition, a clear display can be performed even when the surroundings are dark. Hereinafter, in this specification, this type of liquid crystal display device is referred to as a “semi-transmissive reflective liquid crystal display device”. The transflective plate used in the transflective liquid crystal display device is, for example, a metal film provided with an opening for light transmission, or reflects a part of incident light and adjusts the film thickness to transmit a part of the incident light. A film, a so-called half mirror, or the like has been conventionally used.
[0003]
Conventionally, a dielectric multilayer film formed on the surface of a prism is formed as a semi-permeable film, and a polarized beam splitter (hereinafter, abbreviated as PBS) for separating incident light into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other. Is known). Then, it has been proposed to use a PBS array in which a plurality of these are arranged in an array as a reflective polarizing plate (for example, Patent Document 1). Further, a liquid crystal display device in which the PBS array is disposed between a liquid crystal panel and a backlight has been proposed (for example, Patent Document 2). According to this liquid crystal display device, of the light emitted from the backlight, one linearly polarized light separated by the PBS array is emitted toward the liquid crystal panel, while the other linearly polarized light is reflected toward the backlight. By returning the light to the light source again, a liquid crystal display device with high light use efficiency can be realized.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-19208
[Patent Document 2]
JP-A-7-64085
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned PBS array can be used as the transflective plate of the liquid crystal display device.
That is, if a PBS array is provided between the liquid crystal layer and the backlight, external light incident from above the upper substrate changes its polarization state while passing through the liquid crystal layer and reaches the PBS array. In this case, one linearly polarized light is reflected and returns to the upper substrate side, while the other linearly polarized light is transmitted to the lower side, so that bright and dark display in a reflection mode can be performed. Also, of the light emitted from the backlight, one of the linearly polarized light passes through the PBS array and contributes to the display, and this linearly polarized light transmits through the liquid crystal layer and changes its polarization state, thereby displaying a light-dark display in a transmission mode. It can be performed.
According to this liquid crystal display device, when external light or backlight light is used for display, conversion from circularly polarized light to linearly polarized light or conversion from linearly polarized light to circularly polarized light does not occur. And a relatively bright display is possible.
[0006]
However, the principle of a transflective plate using a PBS array having a dielectric multilayer film is based on multiple reflection interference in the dielectric multilayer film, and the optical characteristics (spectral characteristics and polarization characteristics) of the reflective plate depend on the incidence of light. The liquid crystal display device provided with the transflective plate has a problem that the display color looks different depending on the viewing angle in the display in the reflection mode because the liquid crystal display device has a feature that it largely depends on the angle and the observation direction. Was.
[0007]
The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a liquid crystal display device having improved viewing angle characteristics, less coloring, and excellent visibility.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal layer sandwiched between an upper substrate and a lower substrate facing each other, an upper polarizing layer provided above the liquid crystal layer, A liquid crystal display device provided with a lower reflective polarizing layer on the lower side, wherein the lower reflective polarizing layer is formed by laminating a plurality of dielectric films on slopes of a plurality of convex stripes having a triangular cross section. And a dielectric laminate film having different thicknesses at the ridges of the ridges and the valleys of the ridges.
That is, the liquid crystal display device of the present invention includes a lower reflective polarizing layer (a so-called PBS array type reflective polarizing layer) having a dielectric laminated film formed on the slope of the ridge having a triangular cross section as a transflective layer. This is a transflective liquid crystal display device. The dielectric laminate film is formed so that the film thickness changes continuously along the slope of the ridge. According to this configuration, the reflection characteristics of the dielectric laminated film can be given a certain degree of variation by the change in the film thickness on the slope, so that the phenomenon that the reflected light appears colored depending on the viewing angle is reduced. As a result, a display with little viewing angle dependence and little coloring can be obtained.
[0009]
In the liquid crystal display device of the present invention, the thickness of the dielectric laminated film at the ridge portion of the ridge is 1.1 times or more or 0.9 times or more the thickness of the dielectric laminated film at the valley line of the ridge. It is preferable that the number be twice or less.
By setting the ratio of the film thickness in each part of the dielectric laminated film to the above range, coloring of display light due to a viewing angle can be reduced, and high-quality display can be obtained. When the ratio of the film thickness is less than 1.1 times or more than 0.9 times, the difference in film thickness between the ridge portion and the valley line portion of the ridge is too small, so that the display light is different from the viewing angle. Coloring is likely to occur.
[0010]
In the liquid crystal display device according to the present invention, the thickness of the dielectric laminated film at the ridge of the ridge is at least 1.2 times the thickness of the dielectric laminated film at the valley of the ridge, or 0.1. More preferably, it is 8 times or less.
According to the above configuration, it is possible to more effectively prevent coloring of display light, and to provide a liquid crystal display device having particularly excellent visibility.
[0011]
In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the number of layers of the dielectric laminated film is nine or less.
More preferably, the number of layers of the dielectric laminated film is seven or less.
The dielectric laminate film is preferably made as thin as possible to increase the transmittance within a range where the reflection characteristics and polarization characteristics of the PBS array can be obtained, and the dielectric laminate film applied to the liquid crystal display device according to the present invention. In the film, the number of layers does not need to be 10 or more.
[0012]
In the liquid crystal display device according to the present invention, it is preferable that at least one of the dielectric films constituting the dielectric laminated film has a thickness of 15 nm or less.
According to the above configuration, it is possible to configure a liquid crystal display device that more effectively suppresses coloring of display light and is particularly excellent in viewing angle characteristics and visibility.
[0013]
Next, an electronic apparatus of the present invention includes the above-described liquid crystal display device of the present invention. According to such a configuration, it is possible to provide an electronic device including a display portion which is less dependent on the viewing angle of visibility and has less coloring, and has an excellent visibility.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a sectional structural view showing the configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. The liquid crystal display device of this embodiment is an example of a passive matrix type transflective color liquid crystal display device. In each of the following drawings, the thickness of each component, the ratio of dimensions, and the like are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
[0015]
As shown in FIG. 1, in the liquid crystal display device of the present embodiment, a lower substrate 2 and an upper substrate 3 are arranged to face each other, and a liquid crystal layer made of STN (Super Twisted Nematic) liquid crystal is provided in a space between the

substrates

2 and 3. 4 has a sandwiched liquid crystal cell.
A lower reflective polarizing layer 6, which will be described later, is formed on the inner surface side of the lower substrate 2 made of a transparent substrate such as glass or resin, and indium tin oxide (hereinafter, referred to as ITO) is formed on the lower reflective polarizing layer 6. A scanning electrode 8 made of a transparent conductive film (not shown) extends in the horizontal direction in the figure, and an alignment film 9 made of polyimide or the like is laminated so as to cover the scanning electrode 8. On the outer surface side of the lower substrate 2, a lower polarizing plate 20 is provided. Further, on the outer surface side of the lower polarizing plate, a backlight having a light source, a reflector, a light guide plate, a reflection plate, and the like is provided.
[0016]
On the other hand, R (red), G (green), and B (blue) color material layers are provided on the inner surface side of the upper substrate 3 made of a transparent substrate such as glass or resin so as to be orthogonal to the scanning electrodes 8 of the lower substrate 2. Extend in a direction perpendicular to the plane of the drawing and are repeatedly arranged in this order to form a color filter. Then, a flattening film 12 for flattening unevenness due to the color material layer of the color filter is laminated. A striped signal electrode 14 made of a transparent conductive film such as ITO extends on the flattening film 12 in a direction perpendicular to the plane of the drawing, and an alignment film 15 made of polyimide or the like is formed on the scanning electrode 14. It is formed by lamination. On the outer surface side of the upper substrate 3, a forward scattering plate 16, a phase difference plate 17, and an upper polarizing plate 13 are provided in this order.
[0017]
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of the lower reflective polarizing layer 6 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged partial cross-sectional view of one of the ridges 42 shown in FIG. FIG.
As shown in FIG. 2, the lower reflective polarizing layer 6 includes a base layer 44 made of a transparent resin such as acrylic formed on a lower substrate, and a dielectric laminated film 40 formed by laminating a plurality of dielectric films. And a transparent resin layer 45 made of acrylic or the like formed for protecting the dielectric laminated film 40 and flattening the upper surface of the lower reflective polarizing layer 6 in the drawing. The base layer 44 has a plurality of ridges 42 having a triangular prism shape having two slopes, and the plurality of ridges 42 are continuously and periodically formed to form a triangular waveform in cross section. .
[0018]
As shown in FIG. 3, the dielectric laminated film 40 is formed by forming a dielectric film 41 made of two kinds of materials having different refractive indexes along the slope of the ridge 42. In the case of the present embodiment, for example, TiO ₂ Film and SiO ₂ Seven layers are alternately laminated with the film. The thickness of one dielectric film 41 is about 10 nm to 100 nm, and the total thickness of the dielectric laminated film is about 300 nm to 1000 nm. The height of the ridge 42 is 0.5 μm to 3 μm. The pitch between the ridges 42 is about 1 μm to 6 μm. The material of the dielectric film 41 is TiO ₂ , SiO ₂ Other than Ta ₂ O ₅ , Si or the like can be used.
As shown in FIG. 3, the dielectric laminated film 40 according to the present embodiment is formed such that the film thickness gradually changes along the slope of the ridge 42, and the valley line portion of the ridge 42 is formed. Is formed so that the film thickness a of the dielectric laminated film 40 is different from the film thickness b of the dielectric laminated film 40 at the ridge of the ridge 42. At this time, the rate of change of the film thickness does not need to be constant along the slope of the ridge 42. With this configuration, it is possible to give a certain degree of variation to the reflection characteristics of the dielectric laminated film 40, and it is possible to mutually compensate the spectral characteristics and the polarization characteristics of the dielectric laminated film, which have conventionally changed more sensitively with the viewing angle. it can. As a result, in the liquid crystal display device according to the present invention, it is possible to obtain a reflection characteristic and a transmission characteristic with less color.
[0019]
When the lower reflective polarizing layer 6 having the above configuration is arranged so that the ridges 42 extend perpendicular to the paper surface as shown in FIG. It has a function of reflecting a part, transmitting a part, and separating the polarized light. Specifically, as shown in FIG. 2, the reflected light Lr becomes linearly polarized light perpendicular to the paper surface, Lt is linearly polarized light parallel to the paper surface.
[0020]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, the ratio a / b of the film thickness a at the valley line portion of the ridge 42 to the film thickness b at the ridge line portion is 1.1 or more, or 0.9 or less. It is preferable to adjust the thickness of each part of the dielectric laminate film 40, and more preferably, the ratio a / b is set to 1.2 or more or 0.8 or less. That is, the displacement width of the film thickness in the plane of the dielectric laminated film 40 is preferably at most 10% or more, more preferably 20% or more.
As the difference in the thickness of the dielectric laminate film 40 increases, the variation in the reflection characteristics of the dielectric laminate film 40 can be increased, and the coloring of display and the dependence on the viewing angle can be reduced more effectively. If the dielectric film 41 is extremely thick (or thin) depending on the part, manufacturing becomes difficult. Therefore, the displacement width of the film thickness is preferably set to 50% or less.
[0021]
As described above, according to the liquid crystal display device of the present embodiment having the above configuration, the thickness of the dielectric laminated film 40 constituting the lower reflective polarizing layer 6 is formed by partially varying the thickness in the plane. Since the reflection characteristics of the dielectric laminated film 40 have a certain degree of variation, it is possible to prevent the display from being tinted or the display from being colored due to the viewing angle, and to obtain a display with excellent visibility. be able to.
[0022]
In this embodiment, a configuration in which the present invention is applied to a transflective passive matrix liquid crystal display device has been described. However, the present invention is directed to a reflective liquid crystal display device or an active matrix liquid crystal display device. Of course, it can be applied without any problem.
[0023]
Hereinafter, the operation principle of the liquid crystal display device of the present embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
Hereinafter, the operation principle of the liquid crystal display device having this configuration will be described. 4A and 4B are explanatory diagrams for explaining the operation principle when the present invention is applied to a transflective liquid crystal display device. FIG. 4A shows light in a transmission mode, and FIG. 4B shows light in a reflection mode. Is shown. In these drawings, among the components of the liquid crystal display device of the present invention, only the components necessary for the description are shown. An upper polarizing plate 54 and a lower reflective polarizing layer 51 are provided above and below the liquid crystal 53. The lower substrate 50 is disposed outside the lower reflective polarizing layer 51, and the lower polarizing layer 55 is formed on the outer surface side of the lower substrate 50. An illumination device 58 is provided outside the lower polarizing layer 55 (the lower surface side in the figure), and a reflection plate 59 is provided on the outer surface side of the illumination device 58.
[0024]
The upper polarizing plate 54 has a transmission axis in a direction perpendicular to the paper surface, and the lower polarizing layer 55 has a transmission axis parallel to the paper surface. The lower reflective polarizing layer 51 is a transflective reflective polarizing layer, and has a transmission axis in a direction perpendicular to the paper surface and a reflection axis orthogonal to the transmission axis. Polarized light parallel to the transmission axis transmits most of the light and reflects the remaining components, while polarized light parallel to the reflection axis reflects most of the light and transmits some light. It has become. That is, the lower reflective polarizing layer 51 is of a transflective type even for polarized light parallel to its reflection axis. The lower reflective polarizing layer 51 has the same configuration as the reflective polarizing layer 44 shown in FIG. 4, and is arranged such that the transmission axis is perpendicular to the paper surface of FIG. That is, the grooves of the reflective polarizing layer 44 shown in FIG. 4 are arranged so as to be parallel to the plane of FIG.
[0025]
Hereinafter, a case where display is performed in the transmission mode shown in FIG. 4A will be described.
In the liquid crystal display device of the present invention, transmission mode display is performed using light emitted from the illumination device 58. The light emitted from the illumination device 58 is converted into polarized light parallel to the paper surface by the lower polarizing layer 55 having a transmission axis parallel to the paper surface, and then passes through the lower substrate 50 and enters the lower reflective polarizing layer 51. The lower reflective polarizing layer 51 has a transmission axis perpendicular to the paper surface as described above, and a part of the light polarized in parallel to the paper surface by the lower polarizing layer 55 is reflected to the illumination device 58 side. The reflected light 61 is returned, and a part thereof is transmitted light 60 which is transmitted and enters the liquid crystal 53.
[0026]
Next, when the voltage is applied to the liquid crystal 53 (on state), the transmitted light 60 that has entered the liquid crystal 53 reaches the upper polarizing plate 54 with little effect from the liquid crystal 53 and is perpendicular to the plane of the paper. The pixel is absorbed by the upper polarizing plate 54 having a proper transmission axis, and the pixel is displayed dark. On the other hand, when no voltage is applied to the liquid crystal 53 (off state), the transmitted light 60 incident on the liquid crystal 53 is converted into polarized light perpendicular to the paper by the optical rotation of the liquid crystal 53, and is transmitted to the upper polarizing plate 54. To reach. Then, this light, which is polarized light parallel to the transmission axis of the upper polarizing plate 54, passes through the upper polarizing plate 54 so that pixels are displayed brightly.
[0027]
Here, focusing on the reflected light 60 reflected on the back surface side (the lower substrate 50 side) of the lower reflective polarizing layer 51, the reflected light 60 transmits through the lower substrate 50 and the lower polarizing layer 55 to the illumination device 58. Then, the light is reflected by the reflector 59 provided on the outer surface side of the illumination device 58 and is reused as light traveling toward the lower polarizing layer 55 again. Then, this light reaches the lower reflective polarizing layer 51 again, a part of the light is transmitted and enters the liquid crystal 53, and a part of the light is reflected and returned to the lighting device 58 side. The light reflected by the lower reflective polarizing layer 51 as described above is transmitted through the lower reflective polarizing layer 51 while being repeatedly reflected between the lower reflective polarizing layer 51 and the reflector 59, and is used as light contributing to display. . Therefore, in the liquid crystal display device of the present invention, of the light emitted from the illumination device 58, the light transmitted through the lower polarizing layer 55 can be used to the maximum, and a bright display can be obtained.
[0028]
Next, a case where display is performed in the reflection mode shown in FIG. 4B will be described.
As shown in FIG. 4B, light incident from above the upper polarizing plate 54 is first converted into polarized light perpendicular to the paper surface by the upper polarizing plate 54 having a transmission axis perpendicular to the paper surface, and is incident on the liquid crystal 53. I do. Next, when the liquid crystal is in the ON state, the incident light reaches the lower reflective polarizing layer 51 with little effect from the liquid crystal 53. Since the lower reflective polarization layer 51 has a transmission axis perpendicular to the paper surface and a reflection axis parallel to the paper surface, light reaching the lower reflection polarization layer 51 is transmitted through the lower reflection polarization layer 51. Thereafter, the light passes through the lower substrate 50 and is absorbed by the lower polarizing layer 55 having a transmission axis parallel to the paper surface, and the pixels are darkly displayed.
[0029]
On the other hand, when the liquid crystal 53 is in the off state, the light incident on the liquid crystal 53 is converted into polarized light parallel to the paper by the optical rotation of the liquid crystal 53, and reaches the lower reflective polarizing layer 51. Then, a part of the light is reflected by the lower reflective polarizing layer 51 having a reflection axis parallel to the paper surface to be reflected light 63, and a part thereof is transmitted to be transmitted light 62. The reflected light 63 that has re-entered the liquid crystal 53 is again converted into polarized light perpendicular to the plane of the drawing by the optical rotation of the liquid crystal 53 and transmitted through the upper polarizing plate 54, so that pixels are displayed brightly. The transmitted light 62 transmitted through the lower reflective polarizing layer 51 is transmitted through the lower substrate 50 and the lower polarizing layer 55 and emitted to the illumination device 58. Since the illumination device 58 is provided with the reflection plate 59, a part of the transmitted light 62 is reflected by the reflection plate 59 and returns to the lower substrate 50 side. Since the lightened pixel becomes brighter, the light transmitted through the lower reflective polarizing layer 51 does not adversely affect the display.
[0030]
(Second embodiment)
In the first embodiment, the configuration in which the lower reflective polarizing layer 6 is provided on the entire surface in the display area has been described. However, in the liquid crystal display device according to the present invention, the lower reflective polarizing layer includes the lower substrate. It is also possible to apply a configuration in which a lower polarizing layer is provided below the lower reflective polarizing layer, partially provided on the inner surface side of the lower reflective polarizing layer. This configuration will be described below as a second embodiment of the present invention with reference to FIG.
The liquid crystal display device shown in FIG. 5 is different from the transflective liquid crystal display device shown in FIG. 1 in that a lower reflective polarizing layer provided with an opening 10 for transmitting light emitted from the backlight 5 is provided. 36, and the other configuration is common to the liquid crystal display device shown in FIG. Therefore, among the constituent elements shown in FIG. 5, those common to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0031]
The lower reflective polarizing layer 36 provided in the liquid crystal display device of the present embodiment shown in FIG. 5 has the same structure as the lower reflective polarizing layer 6 shown in FIG. 1 except that a plurality of openings 10 corresponding to the respective dots are formed. It has a similar configuration, and has a structure in which the dielectric laminated film having the structure shown in FIGS. 2 and 3 is formed along the slope of the ridge.
Therefore, also in the lower reflection polarization layer 36 according to the present embodiment, the dielectric laminate film 40 is formed so that the film thickness of the dielectric laminated film 40 is different from each other at the ridge portion and the valley line portion of the ridge 42. A certain degree of variation is imparted to the reflection characteristics of the layer 36, so that it is possible to prevent the display from being tinted or the display from being colored by the viewing angle.
[0032]
According to the liquid crystal display device of the present embodiment, similarly to the liquid crystal display device of the first embodiment shown in FIG. 1, a display in which the transmission mode and the reflection mode are switched can be performed. Hereinafter, the operating principle of the liquid crystal display device of the present embodiment shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is an explanatory view for explaining the operation principle of the transflective liquid crystal display device according to the present invention. The liquid crystal display device shown in FIG. A lower substrate 50 and a lower polarizing layer 55 are disposed below the lower reflective polarizing layer 51, and an illumination device 58 and a reflector 59 are provided on the outer surface side of the lower polarizing layer 55. . In the liquid table display device of this configuration, the lower reflective polarizing layer 51 is provided with an opening 57 for transmitting light emitted from the illumination device 58, and the other portions are the same as those shown in FIG. It has a similar configuration. Note that among the components shown in FIG. 6, components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 4 are the same as those in FIG. 4, and detailed descriptions thereof will be omitted.
[0033]
In the case of performing transmission mode display in the liquid crystal display device shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6A, light emitted from the illumination device 58 is converted into polarized light parallel to the paper by the lower polarizing layer 55. The light is converted and transmitted through the lower substrate 50, and then a part of the light passes through the opening 57 and enters the liquid crystal 53 to be used for display. The light that has entered the liquid crystal 53 reaches the upper polarizing plate 54 with little effect of the liquid crystal 53 when the liquid crystal 53 is in the on state, and is absorbed by the upper polarizing plate 54 having a transmission axis perpendicular to the plane of the paper. Pixels are darkly displayed. On the other hand, when the liquid crystal 53 is in the off state, the polarized light parallel to the plane of the paper is converted to a polarized light perpendicular to the plane of the paper by the optical rotation of the liquid crystal, and the pixels are transmitted through the upper polarizer 54 so that the pixels are brightly displayed. .
[0034]
Further, the light that does not enter the opening 57 of the lower reflective polarizing layer 51 and is reflected on the lower surface side of the lower reflective polarizing layer 51 is returned to the lighting device 58 side, and is reflected by the reflecting plate 59 on the outer surface side of the lighting device 58. The light is reflected and again enters the lower reflection polarizing layer 51. In this way, while the reflection is repeated between the lower reflective polarizing layer 51 and the reflecting plate 59, the light enters the opening 57 and is used for display. Therefore, according to this configuration, a bright display can be obtained in the transmission mode, and a liquid crystal display device excellent in visibility can be provided.
[0035]
When displaying in the reflection mode in the liquid crystal display device shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6B, external light incident from above the upper polarizing plate 54 is perpendicular to the paper surface by the upper polarizing plate 54. The light is converted into polarized light and enters the liquid crystal 53. Here, when the liquid crystal 53 is in the ON state, the incident light reaches the lower reflective polarizing layer 51 without being substantially affected by the liquid crystal 53, and is transmitted through the lower reflective polarizing layer 51 having a transmission axis perpendicular to the paper surface. And reaches the lower polarizing layer 55. Then, the light is absorbed by the lower polarizing layer 55 having a transmission axis parallel to the paper surface. Thus, the pixels are darkly displayed.
On the other hand, when the liquid crystal 53 is in the off state, the incident light is converted into polarized light parallel to the plane of the drawing by the optical rotation of the liquid crystal 53 and reaches the lower reflective polarizing layer 51, and the transmission axis perpendicular to the plane of the drawing (the plane of the drawing). The light is reflected by the lower reflective polarizing layer 51 having a parallel reflection axis) and is directed toward the liquid crystal 53 side, and is again converted into polarized light perpendicular to the paper by the optical rotation of the liquid crystal 53, and has a transmission axis perpendicular to the paper. The light passes through the upper polarizing plate 54 and is emitted upward. In this way, the pixels are brightly displayed.
[0036]
(Electronics)
FIG. 7 is a perspective view of a mobile phone, which is an example of an electronic device including a liquid crystal display device according to the present invention in a display unit. 1301, a plurality of operation buttons 1302, an earpiece 1303, and a mouthpiece 1304 are provided.
The liquid crystal display device of the above embodiment is not limited to the above-mentioned mobile phone, but may be an electronic book, a personal computer, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, and an electronic organizer. , A calculator, a word processor, a workstation, a video phone, a POS terminal, a device equipped with a touch panel, etc., can be suitably used as image display means, and any electronic device can provide high-quality color display. .
[0037]
【Example】
(Example 1)
In this example, the configuration shown in FIG. 1 is used as a basic configuration, and the thicknesses a and b of the dielectric laminated film 40 shown in FIG. A liquid crystal display device was manufactured and its visibility was evaluated.
[0038]
In producing each sample of this example, the lower reflective polarizing layer 6 was produced by the following steps.
First, a prism array having an inclination angle of 45 ° to 55 ° (the angle between the main surface of the lower substrate 2 and the slope of the ridge 42) was formed on the lower substrate 2 by a lamination method. Next, a plurality of dielectric films 41 were laminated by RF ion plating (sputtering or vacuum deposition) to form a dielectric laminated film 40. At this time, by adjusting the manufacturing conditions such as the substrate temperature and the flow rate of the atmosphere gas, the dielectric laminated film 40 was formed such that the film thickness of the dielectric laminated film 40 was different between the ridge line portion and the valley line portion of the ridge 42 of the prism array.
In this embodiment, the basic configuration of the dielectric laminated film 40 is the film configuration and the film thickness ratio shown in Table 1, and the film thickness a at the valley line portion and the film thickness b at the ridge line portion of the ridge 42 are shown in Table 1. The combination shown in FIG.
Next, a resin layer 45 was formed by overcoating the dielectric laminate film 40 with an acrylic resin to obtain the lower reflective polarizing layer 6 having a flattened surface.
Then, the lower substrate 2 on which the lower reflective polarizing layer 6 was formed by the above process was subjected to a known liquid crystal panel manufacturing process, thereby manufacturing liquid crystal display devices of Samples 1 to 5 having the configuration shown in FIG.
[0039]
Next, the liquid crystal display devices of Samples 1 to 5 obtained in the above steps were operated, and the white display in the reflection mode was visually observed to evaluate the coloring and the viewing angle characteristics. The results are also shown in Table 2.
As shown in Table 2, the ratio a / b of the film thickness a of the dielectric laminated film 40 at the valley line portion of the ridge 42 to the film thickness b at the ridge line portion is 1.1 or more and 0.9 or less. In the liquid crystal display devices of

Samples

1, 4, and 5, which were included in the range, the coloring was small and the viewing angle dependency was small, and it was confirmed that a good reflective display was obtained. In particular, in the liquid crystal display devices of Samples 1 and 5 in which the film thickness ratio a / b was 1.2 or more or 0.8 or less, the white display was more colored and the viewing angle dependence was better.
On the other hand, in the liquid crystal display devices of

Samples

2 and 3 in which the ratio a / b is in the range of more than 0.9 and less than 1.1, white display appears to be colored, and coloring is remarkable due to the viewing angle. Tended to be.
[0040]
[Table 1]

[0041]
[Table 2]

[0042]
(Example 2)
Next, in the liquid crystal display device shown in FIG. 1, samples in which the thickness of each dielectric film 41 constituting the dielectric laminated film 40 of the lower reflective polarizing layer 6 was changed variously were produced, and the reflection display was visually confirmed. Was verified. The liquid crystal display device manufactured in this example has the basic configuration shown in FIG. 1 similarly to the first embodiment, and has the layer configuration of the dielectric laminated film 40 shown in Table 3. In each sample, the film thickness a of the dielectric laminated film 40 at the valley line portion of the ridge 42 and the film thickness b at the ridge line portion were combinations shown in Table 4. The method for producing each sample is the same as in Example 1 above.
[0043]
Next, the liquid crystal display devices of the samples having the layer configurations 1 to 3 obtained by the above steps were operated, and the white display in the reflection mode was visually observed to evaluate the coloring and the viewing angle characteristics. The results are shown in Table 4.
As shown in Table 4, in the sample of this example, the ratio a / b of the film thickness a of the dielectric laminated film 40 at the valley line portion of the ridge 42 to the film thickness b at the ridge line portion was 0. .8 or less, all of which had a small coloring and a small viewing angle dependency, so that a good reflective display was obtained. Thus, an extremely favorable display having almost no viewing angle dependence was realized.
The sample of the layer thickness configuration 3 has the second layer of the dielectric laminated film 40 of 10.1 nm, which is the same as the sample of the layer configuration 2 in which the second layer is thinned to 21.6 nm. Also, a very good display is obtained. From this, if at least one of the dielectric films 41 constituting the dielectric laminated film has a thickness of 15 nm or less, the coloring of the display and the viewing angle characteristics are remarkably improved. It is suggested that it can be done.
[0044]
[Table 3]

[0045]
[Table 4]

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of a transflective liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view showing a lower reflective polarizing layer shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged partial sectional view showing one of the ridges shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining an operation of the liquid crystal display device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a diagram showing a partial cross-sectional structure of a transflective liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the operation of the liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view illustrating an example of an electronic apparatus according to the invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 liquid crystal display device, 2 lower substrate, 3 upper substrate, 4 liquid crystal layer, 5 backlight, 6,36 lower reflective polarizing layer, 11 color filter, 13 upper polarizing plate (upper polarizing layer), 16 forward scattering plate, 20 lower Polarizing plate (lower polarizing layer)

Claims

A liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate facing each other, an upper polarizing layer is provided above the liquid crystal layer, and a lower reflective polarizing layer is provided below the liquid crystal layer. So,
The lower reflective polarizing layer has a dielectric laminated film formed by laminating a plurality of dielectric films on the slopes of a plurality of ridges having a triangular cross section,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the dielectric laminate film is formed to have different thicknesses at the ridges of the ridges and the valleys of the ridges.

The film thickness of the dielectric laminate film at the ridge portion of the ridge is 1.1 times or more or 0.9 times or less the film thickness of the dielectric laminate film at the valley line of the ridge. The liquid crystal display device according to claim 1.

The thickness of the dielectric laminate film at the ridge portion of the ridge is 1.2 times or more, or 0.8 times or less the thickness of the dielectric laminate film at the valley of the ridge. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein

4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the number of layers of the dielectric laminated film is nine or less. 5.

The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the number of layers of the dielectric laminated film is seven or less.

6. The liquid crystal display according to claim 1, wherein at least one of the dielectric films constituting the dielectric laminated film has a thickness of 15 nm or less. apparatus.

An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to claim 1.