JP2000147499A - Reflection type liquid crystal display device - Google Patents
Reflection type liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置を備えた
反射型液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type liquid crystal display device provided with a lighting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】反射型液晶表示装置は、低消費電力を長
所とし、携帯情報端末用ディスプレイ等として広く用い
られている。しかしながら、環境光を利用する反射型で
あるために、暗い場所では表示が見にくいという課題が
ある。2. Description of the Related Art Reflective liquid crystal display devices have the advantage of low power consumption and are widely used as displays for portable information terminals. However, since it is a reflection type using ambient light, there is a problem that it is difficult to see a display in a dark place.
【0003】この課題を解決するために、従来の反射型
液晶表示装置は、バックライトを備え付け、且つ、反射
板に半透過タイプのものを用いて構成し、明るい場所で
はバックライトを消して反射型液晶表示装置として用
い、暗い場所ではバックライトを点灯して透過型液晶表
示装置として用いる。しかしながら、半透過タイプの反
射板は、反射率も透過率も低いために、反射型で用いる
ときも透過型で用いるときも光の利用効率が悪い。In order to solve this problem, a conventional reflection type liquid crystal display device is provided with a backlight, and is configured by using a transflective type reflection plate. It is used as a transmission type liquid crystal display device, and a backlight is turned on in a dark place to be used as a transmission type liquid crystal display device. However, since the transflective type reflection plate has a low reflectance and a low transmittance, the light use efficiency is low both when used in the reflection type and when used in the transmission type.
【0004】更に、この方式では、透過型でも反射型で
も使用できる液晶表示モードを用いなければならない。
ところが、近年報告されている反射型カラー液晶表示装
置では、例えば、S. Fujiwara, et al., Proc. IDW'97,
pp.879(1997)に記載のように、光を透過しない反射板
が液晶パネルの内部に設けられており、透過型として使
用してバックライトで照明することは不可能である。Further, in this system, a liquid crystal display mode which can be used in a transmission type or a reflection type must be used.
However, in the reflection type color liquid crystal display device reported recently, for example, S. Fujiwara, et al., Proc. IDW'97,
As described in pp. 879 (1997), a reflection plate that does not transmit light is provided inside a liquid crystal panel, and it is impossible to use it as a transmission type and illuminate it with a backlight.
【0005】このような課題を解決する手段として、フ
ロントライトシステムが提案されている。フロントライ
トシステムは、C.-Y. Tai, Proc. SID 95, pp.375(199
5)に記載のように、表面に微細なプリズムを設けた導光
板の側面から光を入射する照明方法である。[0005] As means for solving such problems, a front light system has been proposed. The front light system is described in C.-Y. Tai, Proc. SID 95, pp. 375 (199
As described in 5), this is an illumination method in which light is incident from the side surface of a light guide plate provided with a fine prism on the surface.
【0006】このフロントライトシステムを採用すると
図3に示したような反射型液晶表示装置を構成を提案す
ることができる。When this front light system is adopted, a configuration of a reflection type liquid crystal display device as shown in FIG. 3 can be proposed.
【0007】表面に反射膜30とカラーフィルタ41と
平坦化膜42と下側透明電極51を形成した下側基板2
1と、裏面に上側透明電極52を形成した上側透明基板
22は、その周縁にシール61を介在させて対面してそ
の間にTN液晶60を封入し、上側透明基板22の表面
に位相板70と光拡散層80と偏光板90を形成してカ
ラーの反射型液晶パネルを構成するこの反射型液晶パネ
ルを照明する照明装置は、その表面に多数のプリズム部
11aが形成され、反射型液晶パネルの全面に対向する
ように配置された導光板17と、この導光板17の側端
面に設置した照明ランプ13と反射フィルム14からな
る光源ランプ装置を備える。A lower substrate 2 having a reflective film 30, a color filter 41, a planarizing film 42, and a lower transparent electrode 51 formed on the surface.
1 and the upper transparent substrate 22 having the upper transparent electrode 52 formed on the back surface, facing each other with a seal 61 interposed therebetween, sealing a TN liquid crystal 60 therebetween, and forming a phase plate 70 on the surface of the upper transparent substrate 22. The illumination device for illuminating the reflection type liquid crystal panel which forms the color reflection type liquid crystal panel by forming the light diffusion layer 80 and the polarizing plate 90 has a large number of prism portions 11a formed on the surface thereof. The light guide plate 17 includes a light guide plate 17 disposed so as to face the entire surface, and a light source lamp device including an illumination lamp 13 and a reflection film 14 installed on side end surfaces of the light guide plate 17.
【0008】導光板17に側端面から入射した照明光の
うち、この導光板17の表面のプリズム部11aに照射
される光路201の光は、この導光板17の裏面に向か
って導光板面に略垂直な方向に内部全反射する。この反
射光(光路202)は、導光板17の裏面から出射し、
その下側に設置された反射型液晶パネルを照明する。[0008] Of the illuminating light incident on the light guide plate 17 from the side end surface, the light on the light path 201 illuminating the prism portion 11a on the surface of the light guide plate 17 is directed toward the back surface of the light guide plate 17 on the light guide plate surface. Total internal reflection occurs in a substantially vertical direction. This reflected light (optical path 202) is emitted from the back surface of the light guide plate 17,
It illuminates the reflective liquid crystal panel installed below it.
【0009】反射型液晶パネルで反射した光(光路20
3)は、導光板17に裏面から再入射して表面に到達す
る。導光板17の表面における平坦部11bに対するプ
リズム部11aの割合を小さくしておけば、表面に到達
した殆どの光は、プリズム部11aに当たることなくそ
のまま出射される。このようなフロントライトシステム
によれば、暗い場所でも反射型液晶表示装置を用いるこ
とができる。The light reflected by the reflective liquid crystal panel (optical path 20)
3) re-enters the light guide plate 17 from the back surface and reaches the front surface. If the ratio of the prism portion 11a to the flat portion 11b on the surface of the light guide plate 17 is reduced, most of the light that reaches the surface is emitted without hitting the prism portion 11a. According to such a front light system, a reflective liquid crystal display device can be used even in a dark place.
【0010】一方、明るい場所ではライトを消して使用
する。環境光源16からの環境光(光路101)は、導
光板17を透過して反射型液晶パネルに照射され、この
反射型液晶パネルで反射した反射光は、導光板17を透
過して出射する(光路102)。このとき、前述したよ
うに、導光板17の表面における平坦部11bに対する
プリズム部11aの割合は非常に少ないために、このプ
リズム部11aの影響は少なく、導光板17を設置しな
い構成の通常の反射型液晶表示装置と同等の性能で機能
する。On the other hand, in a bright place, the light is turned off before use. The environment light (optical path 101) from the environment light source 16 passes through the light guide plate 17 and irradiates the reflective liquid crystal panel, and the reflected light reflected by the reflective liquid crystal panel passes through the light guide plate 17 and exits ( Optical path 102). At this time, as described above, since the ratio of the prism portion 11a to the flat portion 11b on the surface of the light guide plate 17 is very small, the influence of the prism portion 11a is small, and the normal reflection of the configuration without the light guide plate 17 is provided. It functions with the same performance as a liquid crystal display device.
【0011】一方、特開平5−158033号公報に
は、液晶表示素子の上側の透明基板を利用し、その側端
面から液晶側に全部反射するように照明光を導入する反
射型液晶表示装置が開示されているが、反射板側に偏光
板を持たない方式の液晶表示装置では、画像表示を行う
ことができない。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-158033 discloses a reflection type liquid crystal display device which utilizes a transparent substrate on the upper side of a liquid crystal display element and introduces illumination light so that the light is totally reflected from a side end face to a liquid crystal side. Although disclosed, an image cannot be displayed in a liquid crystal display device that does not have a polarizing plate on the reflection plate side.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】前記したようにフロン
トライトシステムを採用した反射型液晶表示装置は、導
光板17の裏面と反射型液晶パネルの間に間隙18が存
在するために、該部の界面での屈折率差に起因する界面
反射による多重反射が起ることによる表示画像のコント
ラストの低下という課題がある。As described above, in the reflection type liquid crystal display device employing the front light system, the gap 18 exists between the back surface of the light guide plate 17 and the reflection type liquid crystal panel. There is a problem in that the contrast of a displayed image is reduced due to multiple reflection caused by interface reflection caused by a difference in refractive index at the interface.
【0013】すなわち、環境光源16から発せられた光
路101に沿った入射光の一部は空気の間隙18の間で
多重反射を繰り返し、光路104,104’に沿って出
射する。また、反射膜30で反射された光102の一部
も同様に空気の間隙18で多重反射を繰り返した後に光
路104,104’の方向に出射する。この多重反射に
よって光路104,104’に沿った出射光は、正常な
光路102に沿った出射光に混合する。That is, a part of the incident light emitted from the environment light source 16 along the optical path 101 repeats multiple reflections between the air gaps 18 and exits along the optical paths 104 and 104 '. In addition, a part of the light 102 reflected by the reflection film 30 similarly emits in the direction of the optical paths 104 and 104 ′ after repeating multiple reflections in the air gap 18. The outgoing light along the optical paths 104 and 104 'is mixed with the outgoing light along the normal optical path 102 by the multiple reflection.
【0014】同様の多重反射は、照明ランプ13からの
入射光(光路202)と、それに対する反射光(光路2
03)に対しても起こり、光路204,204’に沿っ
た多重反射光が正常な光路203に沿った出射光に混じ
るためにコントラストが低下する。すなわち、導光板1
7に側端面から入射した照明光のうち、導光板17の表
面のプリズム部11aに照射された照明光(光路20
1)は全反射されて該導光板17の裏面から出射されて
反射型液晶パネルに入射するが(光路202)、このと
き、その一部の光は導光板17の裏面と反射型液晶パネ
ルの表面の間で多重反射して該導光板17の表面から出
射される(光路204,204’)。The same multiple reflection is performed by the incident light (light path 202) from the illumination lamp 13 and the reflected light (light path 2).
03), and the contrast is reduced because the multiple reflected light along the optical paths 204 and 204 'is mixed with the emitted light along the normal optical path 203. That is, the light guide plate 1
Of the illumination light incident on the prism portion 11a on the surface of the light guide plate 17 from the illumination light (optical path 20
1) is totally reflected and is emitted from the back surface of the light guide plate 17 and enters the reflection type liquid crystal panel (optical path 202). At this time, a part of the light is reflected by the back surface of the light guide plate 17 and the reflection type liquid crystal panel. The light is multiply reflected between the surfaces and emitted from the surface of the light guide plate 17 (optical paths 204 and 204 ').
【0015】また、反射型液晶パネルに入射後に該反射
型液晶パネルの反射板で反射された光の一部も、同様
に、導光板の裏面と反射型液晶パネルの表面の間で多重
反射される。Also, part of the light reflected by the reflector of the reflective liquid crystal panel after being incident on the reflective liquid crystal panel is similarly multiply reflected between the back surface of the light guide plate and the surface of the reflective liquid crystal panel. You.
【0016】これらの多重反射光が、反射型液晶パネル
による画像表示光に混じって観測されるために、表示画
像のコントラストが低下してしまう。Since these multiple reflected lights are observed mixedly with the image display light by the reflection type liquid crystal panel, the contrast of the displayed image is reduced.
【0017】これらの多重反射の原因は、導光板17と
液晶パネルの間に間隙18が存在することにあるので、
この間隙18を接着剤等で満たして消滅させることも考
えられる。しかしながら、照明ランプ13からの照明光
を反射型液晶パネルの全面に効率良く導くための導光板
17は、約2mm程度の分厚いものになって柔軟性に欠
けるために、固い部材である両者間に気泡が残留しない
ように均一に接着することは困難である。The cause of these multiple reflections is that a gap 18 exists between the light guide plate 17 and the liquid crystal panel.
It is also conceivable to fill the gap 18 with an adhesive or the like to make it disappear. However, since the light guide plate 17 for efficiently guiding the illumination light from the illumination lamp 13 to the entire surface of the reflection type liquid crystal panel becomes thick about 2 mm and lacks flexibility, the light guide plate 17 is a hard member. It is difficult to adhere uniformly so that no air bubbles remain.
【0018】本発明の目的は、前記課題を解決し、高コ
ントラストの画像表示が可能な照明装置を備えた反射型
液晶表示装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a reflection type liquid crystal display device provided with an illumination device capable of displaying a high-contrast image.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】本発明は、照明光は、反
射型液晶パネルの側端面から入射し、この反射型液晶パ
ネルの表面にこの反射型液晶パネルの表面の部材と屈折
率が概略等しい粘着剤で貼り付けた該反射型液晶パネル
の表面の部材と屈折率が略等しいフィルムに設けた光反
射手段で該反射型液晶パネル側に向けて反射させるよう
にしたものである。According to the present invention, illumination light is incident from a side end face of a reflection type liquid crystal panel, and the surface of the reflection type liquid crystal panel has a refractive index substantially equal to that of a member on the surface of the reflection type liquid crystal panel. Light is reflected toward the reflective liquid crystal panel by light reflecting means provided on a film having a refractive index substantially equal to a member on the surface of the reflective liquid crystal panel adhered with the same adhesive.
【0020】反射型液晶パネルとフィルムが屈折率が概
略等しい粘着剤で貼り合わせてあるために、この反射型
液晶パネルの側端面から入射した光は、反射型液晶パネ
ルの表面およびフィルムの界面で反射されることなくフ
ィルム内部に透過してフィルム表面の光反射手段に照射
される。光反射手段に照射された光は、反射されて反射
型液晶パネル面に対して略垂直な方向に光路をかえ、反
射型液晶パネルに入射する。Since the reflective liquid crystal panel and the film are bonded with an adhesive having substantially the same refractive index, the light incident from the side end face of the reflective liquid crystal panel is reflected at the interface between the reflective liquid crystal panel surface and the film. The light is transmitted through the inside of the film without being reflected, and is irradiated on the light reflecting means on the film surface. The light applied to the light reflecting means is reflected, changes the optical path in a direction substantially perpendicular to the reflective liquid crystal panel surface, and enters the reflective liquid crystal panel.
【0021】反射型液晶パネルの反射板で反射された光
は、再びフィルムに入射するが、フィルム表面における
光反射手段の平坦部に対する割合が非常に少ないため
に、殆ど光反射手段に当たることなく、そのままフィル
ムの表面から出射する。The light reflected by the reflection plate of the reflection type liquid crystal panel enters the film again. However, since the ratio of the light reflection means to the flat portion on the film surface is very small, the light hardly hits the light reflection means. The light exits from the surface of the film as it is.
【0022】このように光反射手段で反射された光の光
路は、反射型液晶パネルに入射する環境光の光路と略等
しいために、環境光を用いた表示(反射モード)でも、
ライトを点灯した場合(フロントライトモード)でも良
好な表示が可能となる。Since the optical path of the light reflected by the light reflecting means is substantially equal to the optical path of the ambient light incident on the reflection type liquid crystal panel, even in the display using the ambient light (reflection mode),
Good display is possible even when the light is turned on (front light mode).
【0023】フィルムと反射型液晶パネルは屈折率が略
等しい粘着剤で張り合わせてあるので、フィルムの裏面
および反射型液晶パネル表面での反射は殆どなく、従来
技術の課題であった多重反射による表示画像のコントラ
ストの低下は起こらない。Since the film and the reflective liquid crystal panel are adhered to each other with an adhesive having substantially the same refractive index, there is almost no reflection on the back surface of the film and on the surface of the reflective liquid crystal panel. No reduction in image contrast occurs.
【0024】また、導光板を薄いフィルム状として反射
型液晶パネルと容易に密着させることができるようにし
たが、照明光は、このフィルムに較べてはるかに厚く、
前記従来技術で用いられている導光板と同等の厚さの液
晶パネルの側端面から入射させるために、高い効率を得
ることが可能である。Further, the light guide plate is formed in a thin film shape so that it can be easily adhered to the reflection type liquid crystal panel. However, the illumination light is much thicker than this film.
Since the light is incident from the side end surface of the liquid crystal panel having the same thickness as the light guide plate used in the above-described conventional technology, high efficiency can be obtained.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図1および図2は、本発明の第1の実
施形態を示すフロントライトシステムを採用した反射型
液晶表示装置で、図1は縦断斜視図、図2は縦断側面図
である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a reflective liquid crystal display device employing a front light system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a vertical perspective view, and FIG. 2 is a vertical side view.
【0026】下側基板21上には、反射膜30と、カラ
ーフィルタ41と、平坦化膜42と、下側透明電極51
を順次に設ける。On the lower substrate 21, a reflection film 30, a color filter 41, a flattening film 42, and a lower transparent electrode 51 are formed.
Are sequentially provided.
【0027】上側透明基板22上には、上側透明電極5
2を形成し、対向する下側透明電極51と上側透明電極
52の間のシール61に囲まれた領域にTN液晶60を
封入する。図1では、下側基板21と上側透明基板22
の間の2辺にシール61を図示しているが、実際には4
辺に設けてTN液晶60が漏れないようにしている。An upper transparent electrode 5 is provided on the upper transparent substrate 22.
2 is formed, and a TN liquid crystal 60 is sealed in a region surrounded by a seal 61 between the opposing lower transparent electrode 51 and upper transparent electrode 52. In FIG. 1, a lower substrate 21 and an upper transparent substrate 22 are shown.
The seal 61 is shown on the two sides between
It is provided on the side to prevent the TN liquid crystal 60 from leaking.
【0028】上側透明基板22の表面には、位相板70
と、光拡散層80と、偏光板90と、粘着層12と、導
光フィルム11を順次に設ける。A phase plate 70 is provided on the surface of the upper transparent substrate 22.
, A light diffusion layer 80, a polarizing plate 90, an adhesive layer 12, and a light guide film 11 are sequentially provided.
【0029】照明ランプ装置は、上側透明基板22の側
端面から照明光を入射するように、照明ランプ13をこ
の上側透明基板22の端面に沿って設置する。照明ラン
プ13で発生した光を効率良く上側透明基板22へ入射
するために、照明ランプ13を囲んで反射フィルム(リ
フレクタ)14を設置する。照明光を入射する上側透明
基板22の端部は、下側基板21の端部よりも外側に突
出させた突出端部22aに形成し、照明ランプ13は、
この突出端部22aに沿って配置し、この照明ランプ1
3を覆うようにした反射フィルム14は、両端部を上側
透明基板22の突出端部22aにおける上下面に密着す
るように取り付けて光漏れを防止する。In the illumination lamp device, the illumination lamp 13 is installed along the end face of the upper transparent substrate 22 so that the illumination light enters from the side end face of the upper transparent substrate 22. In order for the light generated by the illumination lamp 13 to efficiently enter the upper transparent substrate 22, a reflection film (reflector) 14 is provided around the illumination lamp 13. The end of the upper transparent substrate 22 on which the illumination light is incident is formed on a protruding end 22a that protrudes outward from the end of the lower substrate 21.
The illumination lamp 1 is disposed along the protruding end 22a.
The reflective film 14 that covers the third transparent film 3 is attached so that both end portions are in close contact with the upper and lower surfaces of the protruding end portion 22 a of the upper transparent substrate 22 to prevent light leakage.
【0030】偏光板90の吸収軸と、位相板70のリタ
ーデーションと光学軸と、TN液晶のツイスト角とリタ
ーデーションは、下側透明電極51と上側透明電極52
の間にオン状態の電圧が印加されているときに無彩色な
明表示となり、オフ状態の電圧が印加されているときに
無彩色な暗表示状態となるように選ぶ。これにより、従
来のカラー液晶表示装置と同様に、カラーフィルタ41
と組み合わせることによってカラー表示を可能にする。The absorption axis of the polarizing plate 90, the retardation and the optical axis of the phase plate 70, the twist angle and the retardation of the TN liquid crystal are determined by the lower transparent electrode 51 and the upper transparent electrode 52.
Are selected such that an achromatic bright display is obtained when an on-state voltage is applied during the period, and an achromatic dark display state is obtained when an off-state voltage is applied. As a result, the color filter 41 is formed similarly to the conventional color liquid crystal display device.
Enables color display by combining with.
【0031】光拡散層80は、反射板30で鏡面反射さ
れた反射光に適度な拡散性を付与し、良好な明表示を実
現するように設ける。この光拡散層80を省略すると、
明表示状態のときの鏡となってしまい、良好な表示を実
現することができない。尚、光拡散層80には、後方散
乱の少ない部材を選ぶ。The light diffusing layer 80 is provided so as to provide an appropriate diffusivity to the light reflected specularly by the reflecting plate 30 and to realize a good bright display. If the light diffusion layer 80 is omitted,
It becomes a mirror in the bright display state, and good display cannot be realized. The light diffusion layer 80 is made of a member that has little backscattering.
【0032】導光フィルム11の表面には、上側透明基
板22の側端面から入射された照明光が照射されたとき
に、照射された照明光を導光フィルム11の裏面に向け
て反射させるための複数のプリズム部11aを設ける。
このプリズム部11aは、照明ランプ13からの照明光
が入射する上側透明基板22の側端面と平行に形成した
複数の溝によって構成し、照明ランプ13からの距離が
遠いほど、プリズムとして機能する部分の面積が大きく
なるようにしてある。仮に、総ての溝の形状を同一にす
ると、プリズム部11aに照射される照明光の強度が照
明ランプ13に近いほど強いために、不均一な照明にな
ってしまう。そこで、この実施形態では、前述のよう
に、照明ランプ13からの距離に対応して溝の形状を変
えることによって、均一な照明を実現するようにしてい
る。When the illumination light incident from the side end surface of the upper transparent substrate 22 is applied to the front surface of the light guide film 11, the illumination light is reflected toward the back surface of the light guide film 11. Are provided.
The prism portion 11a is constituted by a plurality of grooves formed in parallel with the side end surface of the upper transparent substrate 22 on which the illumination light from the illumination lamp 13 is incident, and a portion that functions as a prism as the distance from the illumination lamp 13 increases. Is designed to have a large area. If the shapes of all the grooves are the same, the intensity of the illumination light applied to the prism portion 11a increases as the intensity approaches the illumination lamp 13, resulting in uneven illumination. Therefore, in this embodiment, as described above, uniform illumination is realized by changing the shape of the groove in accordance with the distance from the illumination lamp 13.
【0033】この実施形態における反射型液晶表示装置
の作用について、図2を用いて詳細に説明する。The operation of the reflection type liquid crystal display device according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
【0034】明るい場所で使用するときには、照明ラン
プ13を点灯せずに、環境光源16からの照明により表
示する。室内の天井灯や屋外の太陽のような環境光源1
6からの環境光が光路101に沿って入射される。入射
した環境光は、導光フィルム11、粘着層12、偏光板
90、光拡散層80、位相板70、上側透明基板22、
上側透明電極52、TN液晶60、下側透明電極51、
平坦化層42、カラーフィルタ41の順に透過して反射
板30に入射し、ここで反射される。When used in a bright place, the display is made by the illumination from the environmental light source 16 without turning on the illumination lamp 13. Environmental light source 1 such as indoor ceiling light or outdoor sun
The ambient light from 6 is incident along the optical path 101. The incident environmental light is transmitted through the light guide film 11, the adhesive layer 12, the polarizing plate 90, the light diffusion layer 80, the phase plate 70, the upper transparent substrate 22,
An upper transparent electrode 52, a TN liquid crystal 60, a lower transparent electrode 51,
The light passes through the planarization layer 42 and the color filter 41 in this order, enters the reflector 30, and is reflected there.
【0035】反射板30で反射した光は、光路102に
沿って、逆に、カラーフィルタ41、平坦化層42、下
側透明電極51、TN液晶60、上側透明電極52、上
側透明基板22、位相板70、光拡散層80、偏光板9
0、粘着層12の順に透過して導光フィルム11の表面
から出射する。使用者は、この光を表示画像として観測
する。The light reflected by the reflection plate 30 travels along the optical path 102 and, conversely, the color filter 41, the flattening layer 42, the lower transparent electrode 51, the TN liquid crystal 60, the upper transparent electrode 52, the upper transparent substrate 22, Phase plate 70, light diffusion layer 80, polarizing plate 9
0, and the light passes through the adhesive layer 12 in this order and exits from the surface of the light guide film 11. The user observes this light as a display image.
【0036】導光フィルム11の表面におけるプリズム
部11aの割合は、平坦部11bに較べて非常に小さい
ので、光路103,102に沿う殆どの光は平坦部11
bを透過して出射するために、プリズム部11aによる
屈折や反射の影響は殆ど受けない。ここで、厳密にいう
と、光拡散層80を透過する際に、散乱のために光路が
変わるが、この光路の変化は、コントラストを低下させ
ないように構成したこの実施形態の作用には殆ど影響し
ないので、簡単のために、光路は変わらないものとして
説明する。Since the ratio of the prism portion 11a on the surface of the light guide film 11 is much smaller than that of the flat portion 11b, most of the light along the optical paths 103 and 102 is almost flat.
Since the light is transmitted through b, the light is hardly affected by refraction or reflection by the prism portion 11a. Here, strictly speaking, when the light passes through the light diffusion layer 80, the light path changes due to scattering. However, the change in the light path hardly affects the operation of this embodiment configured so as not to lower the contrast. For simplicity, the description will be made on the assumption that the optical path does not change.
【0037】一方、暗い場所では照明ランプ13を点灯
して用いる。照明ランプ13から発した照明光は、上側
透明基板22の突出端部22aの側端面から入射し、そ
の一部は、例えば光路201に沿って、位相板70、光
拡散層80、偏光板90、粘着層12、導光フィルム1
1の順に透過し、導光フィルム11の表面において、プ
リズム部11aに照射される。この光路201の照明光
は、プリズム部11aによって反射されて光路を光路2
02に変え、粘着層12、偏光板90、光拡散層80、
位相板70、上側透明基板22、上側透明電極52、T
N液晶60、下側透明電極51、平坦化層42、カラー
フィルタ41の順に透過して反射板30に入射し、ここ
で反射される。この光路202は、環境光の光路101
と略平行であるので、光路203に沿った反射光を観測
することによって、環境光源16を用いた場合、すなわ
ち反射モードの表示と同等の表示が実現する。On the other hand, in a dark place, the illumination lamp 13 is turned on and used. Illumination light emitted from the illumination lamp 13 enters from the side end surface of the protruding end portion 22 a of the upper transparent substrate 22, and a part thereof is, for example, along the optical path 201, the phase plate 70, the light diffusion layer 80, and the polarizing plate 90. , Adhesive layer 12, light guide film 1
The light is transmitted in the order of 1, and is irradiated on the prism portion 11a on the surface of the light guide film 11. The illumination light in the optical path 201 is reflected by the prism portion 11a and passes through the optical path to the optical path 2.
02, the adhesive layer 12, the polarizing plate 90, the light diffusion layer 80,
Phase plate 70, upper transparent substrate 22, upper transparent electrode 52, T
The N liquid crystal 60, the lower transparent electrode 51, the planarizing layer 42, and the color filter 41 are transmitted in this order, enter the reflector 30, and are reflected there. The optical path 202 is the optical path 101 of the ambient light.
Therefore, by observing the reflected light along the optical path 203, a display equivalent to the display using the environmental light source 16, that is, the display in the reflection mode is realized.
【0038】光路201の照明光は偏光板90を透過す
る際に、その一部が吸収されて直線偏光となる。この照
明光が、プリズム部11aで反射されて光路を光路20
2に変え、粘着層12を透過するときに偏光状態が変化
しなければ、その直線偏光は偏光板90の透過軸と平行
であるために、吸収されることなくこの偏光板90を透
過する。しかしながら、偏光状態が変化していると、光
路202の照明光の一部も偏光板90によって吸収され
てしまい、表示に使用する照明光の強度が減少してしま
う。この実施形態においては、偏光状態を変化させない
ために、導光フィルム11には、光学的に等方な部材
(複屈折のないポリマーフィルム)を用いた。When the illumination light in the optical path 201 passes through the polarizing plate 90, a part thereof is absorbed and becomes linearly polarized light. This illumination light is reflected by the prism portion 11a and passes through the optical path to the optical path 20.
If the polarization state does not change when transmitting through the adhesive layer 12, the linearly polarized light is transmitted through the polarizing plate 90 without being absorbed because it is parallel to the transmission axis of the polarizing plate 90. However, if the polarization state changes, part of the illumination light in the optical path 202 is also absorbed by the polarizing plate 90, and the intensity of the illumination light used for display decreases. In this embodiment, an optically isotropic member (a polymer film having no birefringence) is used for the light guide film 11 so as not to change the polarization state.
【0039】また、プリズム部11aで反射された照明
光は、このプリズム部11aの溝の方向に偏光するため
に、偏光板90の透過軸とプリズム部11aの溝の方向
を平行に用いることにより、効率を最も高くすることが
できる。The illumination light reflected by the prism part 11a is polarized in the direction of the groove of the prism part 11a, so that the transmission axis of the polarizing plate 90 and the direction of the groove of the prism part 11a are used in parallel. , The efficiency can be maximized.
【0040】この実施形態では、導光フィルム11と偏
光板90を該導光フィルム11および偏光板90と略等
しい屈折率の粘着層12で接着しているために、従来装
置のような多重反射は起こらず、従って、高いコントラ
ストの画像表示を実現することができる。しかも、この
実施形態では、照明ランプ13からの照明光の入射は、
1mmの厚さの上側透明基板22の側端面から行うよう
にしているので、導光フィルム11は、粘着剤12で偏
光板90に貼り付けるときの作業性を考慮して200μ
mの厚さにして柔軟性を高めているので、気泡を残留さ
せることなく容易に均一に接着することができる。In this embodiment, since the light guide film 11 and the polarizing plate 90 are adhered by the adhesive layer 12 having a refractive index substantially equal to that of the light guide film 11 and the polarizing plate 90, multiple reflection as in the conventional apparatus is performed. Does not occur, so that a high-contrast image display can be realized. Moreover, in this embodiment, the incidence of illumination light from the illumination lamp 13 is
Since the light guide film 11 is formed from the side end surface of the upper transparent substrate 22 having a thickness of 1 mm, the light guide film 11 has a thickness of 200 μm in consideration of workability when the light guide film 11 is attached to the polarizing plate 90 with the adhesive 12.
Since the thickness is m to enhance flexibility, it is possible to easily and uniformly adhere without leaving bubbles.
【0041】以上に説明したように、この実施形態によ
れば、照明ランプ13の点灯時も非点灯時も良好なコン
トラストの画像表示を実現することができるフロントラ
イトシステムの反射型液晶表示装置を提供することがで
きる。As described above, according to this embodiment, a reflection type liquid crystal display device of a front light system capable of realizing an image display with good contrast both when the illumination lamp 13 is lit and when it is not lit. Can be provided.
【0042】因に、この実施形態において、照明ランプ
13には、通常の液晶表示装置のバックライトに用いて
いる冷陰極管を用いた。反射フィルム14は、フィルム
の表面に銀の薄膜を形成したものを用いた。導光フィル
ム11は、金型で形成したプリズム形状をフィルムに転
写して作製した。In this embodiment, a cold cathode tube used for a backlight of a normal liquid crystal display device is used as the illumination lamp 13. The reflection film 14 used was a film in which a silver thin film was formed on the surface of the film. The light guide film 11 was produced by transferring a prism shape formed by a mold to a film.
【0043】TN液晶60のツイスト角は75°で、液
晶材料には屈折率異方性が0.8の材料を選び、厚さを
3μmとした。The twist angle of the TN liquid crystal 60 was 75 °, a material having a refractive index anisotropy of 0.8 was selected as the liquid crystal material, and the thickness was 3 μm.
【0044】偏光板90の吸収軸は、TN液晶60の上
側透明基板側の配向方向と平行にした。The absorption axis of the polarizing plate 90 was parallel to the alignment direction of the TN liquid crystal 60 on the upper transparent substrate side.
【0045】位相板70は、光学軸が偏光板90の吸収
軸と45°の角度をなすように設置し、そのリターデー
ションは550nmの波長に対して、135nmとし
た。The phase plate 70 was set so that the optical axis was at an angle of 45 ° with the absorption axis of the polarizing plate 90, and the retardation was 135 nm for a wavelength of 550 nm.
【0046】このように、TN液晶60と偏光板90と
位相板70を選ぶことによって、無彩色の明表示および
暗表示を実現することができるために、カラーフィルタ
41と組み合わせることによって良好な反射型カラー表
示を実現することができる。As described above, by selecting the TN liquid crystal 60, the polarizing plate 90, and the phase plate 70, an achromatic bright display and a dark display can be realized. A type color display can be realized.
【0047】カラーフィルタ41は、通常のバックライ
ト付きカラー液晶表示装置に用いられているものよりも
淡色のものを用いた。具体的には、透過率が70%のカ
ラーフィルタを用いた。平坦化膜42は、カラーフィル
タ表面の凹凸を平坦にし、TN液晶の厚さを均一にする
ために用いた。As the color filter 41, a color filter having a lighter color than that used in an ordinary color liquid crystal display device with a backlight is used. Specifically, a color filter having a transmittance of 70% was used. The flattening film 42 was used to flatten the unevenness of the surface of the color filter and to make the thickness of the TN liquid crystal uniform.
【0048】光拡散層80は、粘着剤にポリマーのビー
ズを分散させたものを用いた。As the light diffusion layer 80, a material in which polymer beads are dispersed in an adhesive is used.
【0049】下側基板21および上側透明基板22に
は、厚さ1mmのガラス板を用いた。As the lower substrate 21 and the upper transparent substrate 22, a glass plate having a thickness of 1 mm was used.
【0050】反射膜30は下側基板21の表面にアルミ
膜を形成して作製した。The reflection film 30 was formed by forming an aluminum film on the surface of the lower substrate 21.
【0051】なお、TN液晶60の代わりにツイスト角
が200°から300°程度のSTN液晶を用いれば、
精細度の高い表示が可能である。また、TN液晶を用い
ても、以下に説明する第2の実施例のように、TFTを
用いれば精細度の高い表示が可能である。When an STN liquid crystal having a twist angle of about 200 ° to 300 ° is used instead of the TN liquid crystal 60,
High-definition display is possible. Further, even if a TN liquid crystal is used, a high-definition display can be performed by using a TFT as in the second embodiment described below.
【0052】図4は、本発明の第2の実施形態を示す縦
断側面図である。下側基板21上には、画素毎にTFT
53および下側拡散反射電極54を形成し、TFT53
によって下側拡散反射電極54の電位を制御する。FIG. 4 is a vertical sectional side view showing a second embodiment of the present invention. On the lower substrate 21, a TFT is provided for each pixel.
53 and a lower diffuse reflection electrode 54 are formed,
Controls the potential of the lower diffuse reflection electrode 54.
【0053】上側透明基板22上には、上側透明電極5
2を形成し、対向する下側拡散反射電極54と上側透明
電極52の間のシール61に囲まれた領域にゲストホス
ト(GH)液晶62を封入している。このゲストホスト
液晶62は、微量の二色性色素を添加した液晶で、上側
透明電極52と下側拡散反射電極54の間に電圧を印加
たときには透明になり、印加しないときには光を吸収す
るように機能する。An upper transparent electrode 5 is provided on the upper transparent substrate 22.
2 is formed, and a guest host (GH) liquid crystal 62 is sealed in a region surrounded by a seal 61 between the opposing lower diffuse reflection electrode 54 and upper transparent electrode 52. The guest-host liquid crystal 62 is a liquid crystal to which a trace amount of dichroic dye is added. The guest-host liquid crystal 62 becomes transparent when a voltage is applied between the upper transparent electrode 52 and the lower diffuse reflection electrode 54, and absorbs light when no voltage is applied. To work.
【0054】上側透明基板22の表面には、粘着層12
によって導光フィルム11を接着して設置する。この上
側透明基板22の側端面から照明光を入射するように照
明ランプ13を設置し、光を効率良くこの上側透明基板
22へ入射するように、この照明ランプ13を囲んで反
射フィルム14を設置する。The surface of the upper transparent substrate 22 has an adhesive layer 12
The light guide film 11 is adhered and installed. The illumination lamp 13 is installed so that the illumination light is incident from the side end surface of the upper transparent substrate 22, and the reflection film 14 is installed surrounding the illumination lamp 13 so that the light is efficiently incident on the upper transparent substrate 22. I do.
【0055】下側拡散反射電極54は、鏡面反射ではな
く、反射光に適度な拡散性を付与するように機能するの
で、良好な明表示を実現することができる。The lower diffuse reflection electrode 54 functions not to provide specular reflection but to impart appropriate diffusivity to the reflected light, so that good bright display can be realized.
【0056】この実施形態において、照明ランプ13に
は、通常の液晶表示装置のバックライトに用いている冷
陰極管を用いた。反射フィルム14は、フィルムの表面
に銀の薄膜を形成したものを用いた。導光フィルム11
は、金型に形成したプリズム形状をフィルムに転写して
作製した。In this embodiment, a cold-cathode tube used for a backlight of a normal liquid crystal display device is used as the illumination lamp 13. The reflection film 14 used was a film in which a silver thin film was formed on the surface of the film. Light guide film 11
Was manufactured by transferring a prism shape formed in a mold to a film.
【0057】GH液晶62は、ネマチック液晶に少量の
二色性色素とカイラル剤を添加したものを用いた。二色
性色素には黒色のものを用いたことにより、無彩色の明
表示と暗表示を実現することができ、第1の実施形態と
同様にカラーフィルタ41と組み合わせることによって
良好な反射型カラー表示を実現することができる。The GH liquid crystal 62 was obtained by adding a small amount of a dichroic dye and a chiral agent to a nematic liquid crystal. By using a black dichroic dye, an achromatic bright display and a dark display can be realized, and by combining with the color filter 41 as in the first embodiment, a good reflection type color display can be realized. Display can be realized.
【0058】カラーフィルタ41は、通常のバックライ
ト付きカラー液晶表示装置に用いているものよりも淡色
のものを用いた。具体的には透過率が70%のカラーフ
ィルタを用いた。As the color filter 41, a color filter having a lighter color than that used in an ordinary color liquid crystal display device with a backlight is used. Specifically, a color filter having a transmittance of 70% was used.
【0059】下側基板21および上側透明基板22に
は、厚さ1mmのガラス板を用いた。As the lower substrate 21 and the upper transparent substrate 22, a glass plate having a thickness of 1 mm was used.
【0060】TFT53は、アモルファスシリコンを用
いて下側基板21上に作製した。The TFT 53 was formed on the lower substrate 21 using amorphous silicon.
【0061】下側拡散反射電極54は、凹凸形状を形成
したレジスト上にアルミ膜を形成することによって作製
した。TFT53の電極と下側拡散反射電極54は、前
記レジストに設けたスルーホールを介して接続した。The lower diffuse reflection electrode 54 was manufactured by forming an aluminum film on a resist having an uneven shape. The electrode of the TFT 53 and the lower diffuse reflection electrode 54 were connected via a through hole provided in the resist.
【0062】この実施形態のように、GH液晶や拡散反
射板と組み合わせた場合においても、第1の実施形態と
同様の作用により、点灯時も非点灯時も良好なコントラ
ストの画像表示を実現することができる。As in this embodiment, even when combined with a GH liquid crystal or a diffuse reflector, the same operation as in the first embodiment realizes an image display with good contrast both when lit and when not lit. be able to.
【0063】なお、この実施形態ではGH液晶を用いた
が、第1の実施形態と同様に、TN液晶を用いても同等
の効果を得ることができる。Although the GH liquid crystal is used in this embodiment, the same effect can be obtained by using the TN liquid crystal as in the first embodiment.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明によれば、高コントラストの画像
表示が可能な照明装置を備えた反射型液晶表示装置を容
易に実現することができる。According to the present invention, it is possible to easily realize a reflection type liquid crystal display device having an illumination device capable of displaying a high contrast image.
【図1】本発明の第1の実施形態を示す反射型液晶表示
装置の縦断斜視図である。FIG. 1 is a vertical perspective view of a reflective liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施形態における反射型液晶表
示装置の縦断側面図である。FIG. 2 is a vertical sectional side view of the reflective liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
【図3】フロントライトシステムを採用した反射型液晶
表示装置の縦断側面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional side view of a reflection type liquid crystal display device employing a front light system.
【図4】本発明の第2の実施形態を示す反射型液晶表示
装置の縦断側面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional side view of a reflective liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
11…導光フィルム、11a…プリズム部、11b…平
坦部、12…粘着層、13…ランプ、14…反射フィル
ム、16…環境光源、21…下側基板、22…上側透明
基板、22a…突出端部、41…カラーフィルタ、42
…平坦化膜、51…下側透明電極、52…上側透明電
極、53…TFT、54…下側拡散反射電極、60…T
N液晶、61…シール、62…GH液晶、70…位相
板、80…光拡散層、90…偏光板、101…環境光の
入射光路、102…環境光の反射光路、104…環境光
の多重反射の光路、201…フロントライトの導光光
路、202…フロントライトの入射光路、203…フロ
ントライトの反射光路、204…フロントライトの多重
反射の光路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Light guide film, 11a ... Prism part, 11b ... Flat part, 12 ... Adhesive layer, 13 ... Lamp, 14 ... Reflective film, 16 ... Environmental light source, 21 ... Lower substrate, 22 ... Upper transparent substrate, 22a ... Projection End, 41 ... Color filter, 42
... flattening film, 51 ... lower transparent electrode, 52 ... upper transparent electrode, 53 ... TFT, 54 ... lower diffuse reflection electrode, 60 ... T
N liquid crystal, 61 seal, 62 GH liquid crystal, 70 phase plate, 80 light diffusion layer, 90 polarizing plate, 101 incident light path of ambient light, 102 reflected optical path of ambient light, 104 multiplex of ambient light Reflection light path, 201: Front light guide light path, 202: Front light incidence light path, 203: Front light reflection light path, 204: Front light multiple reflection light path.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舟幡 一行 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 矢野 周治 大阪府茨木市下穂積一丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 梅本 清司 大阪府茨木市下穂積一丁目1番2号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 檜山 郁夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 2H091 FA16Z FA21X FA42X FD06 LA30 2H092 GA19 HA05 NA01 PA08 PA11 PA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuyuki Funabata 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shuji Yano 1-chome Shimohozumi, Ibaraki City, Osaka Prefecture 1-2 1-2 Nitto Denko Corporation (72) Inventor Seiji Umemoto 1-2-1, Shimohozumi, Ibaraki-shi, Osaka Prefecture Nitto Denko Corporation (72) Inventor Ikuo Hiyama 7-1-1 Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 F term in Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (Reference) 2H091 FA16Z FA21X FA42X FD06 LA30 2H092 GA19 HA05 NA01 PA08 PA11 PA12
Claims (8)
と、前記透明な電極に対向する透明な電極を備えた透明
な上側基板と、前記下側基板と前記上側基板の間に挟持
した液晶とを備え、前記上側基板の前記液晶に接する面
と反対側の面から入射し、前記下側基板に設けた前記反
射板で反射し、再び前記上側基板の前記液晶に接する面
と反対側の面から出射する光で表示するように構成した
反射型液晶パネルと、この反射型液晶パネルを照明する
照明装置を備えた反射型液晶表示装置において、前記照
明装置は、前記反射型液晶パネルの端面側に配置され、
この反射型液晶パネルの端部から照明光を入射する照明
ランプ装置と、前記反射型液晶パネルの表面に、この反
射型液晶パネルの表面の部材と屈折率が略等しい粘着剤
で貼り付けた該反射型液晶パネルの表面の部材と屈折率
が略等しいフィルムを備え、このフィルムの前記粘着剤
に接する面と反対側の面に、前記照明ランプ装置から反
射型液晶パネルに入射されて該反射型液晶パネルの表面
に出射する照明光を該反射型液晶パネル側に向けて反射
させる光反射手段を設けたことを特徴とする反射型液晶
表示装置。1. A lower substrate having a transparent electrode and a reflector, a transparent upper substrate having a transparent electrode opposed to the transparent electrode, and a lower substrate and a lower substrate provided between the lower substrate and the upper substrate. And a liquid crystal interposed therebetween, and enters from the surface of the upper substrate opposite to the surface in contact with the liquid crystal, is reflected by the reflector provided on the lower substrate, and again comes into contact with the liquid crystal of the upper substrate. In a reflective liquid crystal display device including a reflective liquid crystal panel configured to display with light emitted from the opposite surface and an illumination device for illuminating the reflective liquid crystal panel, the illumination device includes the reflective liquid crystal. It is arranged on the end face side of the panel,
An illumination lamp device for irradiating illumination light from an end of the reflective liquid crystal panel; and an adhesive having a refractive index substantially equal to that of a member on the surface of the reflective liquid crystal panel attached to the surface of the reflective liquid crystal panel. A film having a refractive index substantially equal to that of a member on the surface of the reflection type liquid crystal panel is provided. A reflection type liquid crystal display device comprising a light reflection means for reflecting illumination light emitted to the surface of the liquid crystal panel toward the reflection type liquid crystal panel.
反射する電極を備えたことを特徴とする反射型液晶表示
装置。2. A reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein said lower substrate includes an electrode for reflecting light.
は、前記反射型液晶パネルの端部において、前記上側基
板の端部を前記下側基板の端部よりも外側に突出させ、
前記照明ランプ装置は、光源を前記上側基板の端部に沿
って配置し、この光源を覆うようにしたリフレクタを前
記上側基板の前記突出した端部における上下面に密着さ
せるように設けたことを特徴とする反射型液晶表示装
置。3. The illuminating device according to claim 1, wherein the end of the reflective liquid crystal panel has an end of the upper substrate projecting outside an end of the lower substrate.
In the illumination lamp device, a light source is arranged along an end of the upper substrate, and a reflector that covers the light source is provided so as to be in close contact with upper and lower surfaces of the protruding end of the upper substrate. Characteristic reflection type liquid crystal display device.
板の前記液晶に接する面と反対側の面に少なくとも1枚
の複屈折性を有する複屈折性フィルムを設置し、更にこ
の複屈折性フィルムの前記上側基板に接する面と反対側
の面に偏光板を設置したことを特徴とする反射型液晶表
示装置。4. The method according to claim 1, wherein at least one birefringent film having birefringence is provided on a surface of said upper substrate opposite to a surface in contact with said liquid crystal. A reflective liquid crystal display device, wherein a polarizing plate is provided on a surface of the refractive film opposite to a surface in contact with the upper substrate.
て反射された光が前記偏光板に到達したときには、この
偏光板の透過軸と略平行な直線偏光となるようにしたこ
とを特徴とする反射型液晶表示装置。5. The apparatus according to claim 4, wherein when the light reflected by said light reflecting means reaches said polarizing plate, the light becomes linearly polarized light substantially parallel to the transmission axis of said polarizing plate. Reflective liquid crystal display.
は、光学的に等方的な部材で構成したことを特徴とする
反射型液晶表示装置。6. A reflection type liquid crystal display device according to claim 5, wherein said birefringent film is made of an optically isotropic member.
ズムであり、前記偏光板の透過軸は、前記プリズムの長
手方向に平行であることを特徴とする反射型液晶表示装
置。7. The reflection type liquid crystal display device according to claim 6, wherein said light reflecting means is a prism, and a transmission axis of said polarizing plate is parallel to a longitudinal direction of said prism.
は、二色性色素が添加されていることを特徴とする反射
型液晶表示装置。8. A reflection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein said liquid crystal is added with a dichroic dye.
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