JP2001209048A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】多様化する電子機器の操作を
円滑にし、かつ画像を主体とした大容量の情報を扱うた
めに、マン−マシン・インターフェイスの重要性が増し
ている。薄型、計量、低消費電力を特徴とする液晶表示
装置は電子機器の形態を大きく変更することなしに搭載
可能であるため、これらのインターフェイスに最適であ
る。本発明の属する技術分野は、液晶表示装置の中でも
特に消費電力が低く薄型軽量な反射型液晶表示装置であ
る。The importance of a man-machine interface is increasing in order to facilitate the operation of diversified electronic devices and to handle a large amount of information mainly including images. A liquid crystal display device characterized by its thinness, weighing, and low power consumption can be mounted without greatly changing the form of an electronic device, and thus is most suitable for these interfaces. The technical field to which the present invention pertains is a thin and lightweight reflective liquid crystal display device which consumes low power especially among liquid crystal display devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】バックライトを光源とする透過型液晶表
示装置は、外部から入射する光の表面反射によりコント
ラスト比が低下し、表色範囲が縮小する。特に、晴天時
の屋外等の明るい環境下ではバックライトよりも外部か
ら入射する光の光量が多いため、コントラスト比が著し
く低下し、使用者が表示をほとんど認識できないほど視
認性が低下する。2. Description of the Related Art In a transmission type liquid crystal display device using a backlight as a light source, the contrast ratio is reduced due to surface reflection of light incident from the outside, and the color specification range is reduced. In particular, in a bright environment such as outdoors in fine weather, the amount of light incident from the outside is larger than that of the backlight, so that the contrast ratio is significantly reduced, and the visibility is reduced so that the user can hardly recognize the display.
【０００３】これに対して、反射型液晶表示装置は反射
板を用いて外部から入射する光を利用して表示を行う。
そのため、周囲の環境によらず一定のコントラスト比と
表色範囲が得られる。特に、屋外等の明るい環境下で
は、透過型液晶表示装置よりも良好な視認性の表示が得
られる。On the other hand, a reflection type liquid crystal display device performs display by using light incident from outside using a reflection plate.
For this reason, a constant contrast ratio and a specific color range can be obtained regardless of the surrounding environment. In particular, in a bright environment such as outdoors, a display with better visibility than the transmissive liquid crystal display device can be obtained.
【０００４】しかし、照明の弱い屋内等の暗い環境下で
は入射光量が減少するため、反射型液晶表示装置は表示
が暗くなり視認性が低下する。仮に印刷物と同等の、あ
るいはそれ以上の反射率とコントラスト比の反射型液晶
表示装置が実現したとしても、より暗い環境下で表示が
暗くなることは避けられない。従って、反射型液晶表示
装置には、暗い環境下での明るさの低下を補う為の補助
光源が必須である。However, in a dark environment such as indoors where the illumination is weak, the amount of incident light is reduced, so that the display of the reflection type liquid crystal display device becomes dark and the visibility is reduced. Even if a reflective liquid crystal display device having a reflectance and a contrast ratio equal to or higher than that of a printed matter is realized, it is inevitable that the display becomes dark in a darker environment. Therefore, an auxiliary light source for compensating for a decrease in brightness in a dark environment is essential for the reflective liquid crystal display device.
【０００５】補助光源には、例えば特開平１０−２６８
３０８号公報や特開平１０−２６８３０６号公報に記載
されているフロントライトがある。フロントライトは冷
陰極管等の光源と導光板から構成されている。光源は反
射型液晶表示装置の表示部の側面に配置されており、こ
こで発生した光は導光板に入る。導光板は表示部を覆う
ように分布しており、光は導光板の上面で反射されて表
示部を照明する。あるいはまた、特開平１０−２１３７
９９号公報では平面状の補助光源が表示部全面を覆うよ
うに配置され、表示部を直接照明している。補助光源は
例えばエレクトロルミネッセンス素子であり、電極に透
明電極を用いるため補助光源を通して表示部を見ること
ができる。The auxiliary light source is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-268.
There is a front light described in Japanese Patent Publication No. 308 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-268306. The front light includes a light source such as a cold cathode tube and a light guide plate. The light source is arranged on the side of the display unit of the reflection type liquid crystal display device, and the light generated here enters the light guide plate. The light guide plate is distributed so as to cover the display unit, and light is reflected on the upper surface of the light guide plate to illuminate the display unit. Alternatively, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2137
In Japanese Patent Publication No. 99, a planar auxiliary light source is arranged so as to cover the entire display unit, and directly illuminates the display unit. The auxiliary light source is, for example, an electroluminescence element, and the display unit can be viewed through the auxiliary light source because a transparent electrode is used as the electrode.
【０００６】また、反射型カラー液晶表示装置ではカラ
ー表示のためにカラーフィルタを用いるが、補助光源を
使用しない場合の明るさを向上するために色素の含有量
の少ない淡色カラーフィルタを用いる。淡色カラーフィ
ルタは通常のカラーフィルタよりも透過光量が多く明る
いが、色純度が低く鮮やかな色が表示できないという特
徴を有する。In a reflection type color liquid crystal display device, a color filter is used for color display. In order to improve brightness when no auxiliary light source is used, a light color filter having a small pigment content is used. The light-color filter has a large amount of transmitted light and is brighter than a normal color filter, but has a characteristic that color purity is low and a vivid color cannot be displayed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来技
術において淡色カラーフィルタを使用する場合には、通
常のカラーフィルタのような鮮やかな色が表示できな
い。また、表色範囲がカラーフィルタだけで決定される
場合には、淡色カラーフィルタを用いた液晶表示装置の
表色範囲は通常のカラーフィルタを用いた液晶表示装置
よりも狭くなる。As described above, when a light-color filter is used in the prior art, a bright color cannot be displayed as in a normal color filter. When the color specification range is determined only by the color filters, the color specification range of the liquid crystal display device using the light color filter is narrower than that of the liquid crystal display device using the ordinary color filters.
【０００８】明るい環境下では表面反射により透過型カ
ラー液晶表示装置の表色範囲が狭まるため、反射型カラ
ー液晶表示装置の方がより鮮やかな色表示ができる場合
もあるが、暗い環境下では表色範囲が主にカラーフィル
タで決定されるため、反射型カラー液晶表示装置の表色
範囲は透過型カラー液晶表示装置よりも狭くなる。In a bright environment, the color range of a transmissive color liquid crystal display device is narrowed by surface reflection, so that a reflective color liquid crystal display device can sometimes provide more vivid color display. Since the color range is mainly determined by the color filters, the color range of the reflective color liquid crystal display device is narrower than that of the transmissive color liquid crystal display device.
【０００９】また、明るさも低下する。従来の反射型カ
ラー液晶表示装置では、明るさはフロントライトを点燈
することにより補うことができるが、表色範囲は拡大で
きない。Further, the brightness is also reduced. In a conventional reflective color liquid crystal display device, the brightness can be compensated by turning on a front light, but the color specification range cannot be expanded.
【００１０】また、フロントライトを構成する導光板は
表示部の上面に位置しており、フロントライトを点燈し
た場合にも、これを点燈しないで外光を利用して反射表
示を行った場合にも界面反射が生じる。これにより、反
射表示時にもコントラスト比の低下と表色範囲の狭化が
生じる。Further, the light guide plate constituting the front light is located on the upper surface of the display unit, and even when the front light is turned on, reflection display is performed by using outside light without turning on the front light. In some cases, interface reflection also occurs. As a result, a decrease in the contrast ratio and a reduction in the color specification range also occur during reflective display.
【００１１】一方、補助光源を点燈することにより、表
示の明るさだけではなく表色範囲も透過型液晶表示装置
並みに拡大すれば、屋外と屋内の両方の環境での表示特
性を向上できる。また、補助光源の表面反射を減少する
ことにより、両環境での表示特性を向上できる。本発明
が解決しようとする課題は、補助光源を備える反射型の
液晶表示装置において、表示品質の向上を図ることにあ
る。On the other hand, by turning on the auxiliary light source, not only the brightness of the display but also the color specification range can be expanded to the same level as the transmissive liquid crystal display device, so that the display characteristics in both outdoor and indoor environments can be improved. . Also, by reducing the surface reflection of the auxiliary light source, display characteristics in both environments can be improved. An object of the present invention is to improve display quality in a reflective liquid crystal display device having an auxiliary light source.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明による液晶表示装置は、補助光源からの光を表
示部前面側へ導く際に、表示部を構成する複数の画素の
うち少なくとも一部の画素毎に、表示部の基板平面に対
して平行な方向を含む予め定めた角度範囲内の方向に沿
って、補助光源からの光を通過させることを特徴とす
る。In order to solve the above-mentioned problems, a liquid crystal display device according to the present invention provides at least one of a plurality of pixels constituting a display unit when guiding light from an auxiliary light source to the front side of the display unit. For each of some pixels, light from the auxiliary light source is transmitted along a direction within a predetermined angle range including a direction parallel to the substrate plane of the display unit.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】本発明による反射型液晶表示装置
は、例えば、補助光源を点燈時の表色範囲の拡大し、補
助光源の表面反射を減少させることにより、表示品質の
向上を図るもので、補助光源からの光（以下では補助光
源光と呼ぶ）を基板平面に対しほぼ平行の光路を少なく
とも通過して表示部へ導く導光光学系を備える。また、
導光光学系が補助光源光を集光するための集光手段を備
える構成としても良い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The reflection type liquid crystal display device according to the present invention improves display quality by, for example, expanding the color specification range when the auxiliary light source is turned on and reducing the surface reflection of the auxiliary light source. A light guide optical system that guides light from an auxiliary light source (hereinafter, referred to as auxiliary light source light) to a display unit at least through an optical path substantially parallel to a substrate plane. Also,
The light guide optical system may be provided with a condensing unit for condensing the auxiliary light source light.
【００１４】集光手段には例えばマイクロレンズアレイ
を用いる。導光光学系には、例えば以下のような構成を
設ける。すなわち、補助光源と集光手段に近接する側の
基板（第二の基板）外側には、第二の位相板と第二の偏
光板を積層し、第二の基板の表示部の１画素内に入射部
傾斜反射板と出射部傾斜反射板を配置する。入射部傾斜
反射板と出射部傾斜反射板の反射面は基板平面に対して
４０度から５５度傾ける。入射部傾斜反射板の反射面の
傾き角は、補助光源光の出射角度に合わせて、これを基
板平面方向に反射するように決定する。入射部傾斜反射
板と出射部傾斜反射板の間に淡色カラーフィルタと画素
反射板を配置する。淡色カラーフィルタの厚さと幅は、
例えばそれぞれ２０μｍ、１００μｍとする。また、各
画素毎に入射部傾斜反射板と出射部傾斜反射板の間を横
断する補助光源光の方向は、基板表面と平行あるいは該
平行な方向を含む予め定めた角度範囲であればよく、具
体的には、入射部傾斜反射板で反射され、これら２つの
反射板の間に配置されるカラーフィルタに入射された補
助光源光が、出射部傾斜反射板に到達可能な方向であれ
ば良い。For example, a microlens array is used as the light collecting means. The light guide optical system is provided with, for example, the following configuration. That is, a second phase plate and a second polarizing plate are laminated on the outer side of the substrate (second substrate) on the side close to the auxiliary light source and the light condensing means, and the inside of one pixel of the display portion of the second substrate is formed. A tilted reflecting plate for the incident portion and a tilted reflecting plate for the output portion are arranged at the same position. The reflecting surfaces of the incident-portion inclined reflection plate and the emission-portion inclined reflection plate are inclined from 40 degrees to 55 degrees with respect to the substrate plane. The inclination angle of the reflecting surface of the incident-portion inclined reflecting plate is determined so as to reflect the auxiliary light source light in the plane direction of the substrate in accordance with the emission angle of the auxiliary light source light. A light-color filter and a pixel reflector are arranged between the incident-portion inclined reflector and the output-portion inclined reflector. The thickness and width of the light color filter are
For example, they are 20 μm and 100 μm, respectively. Further, the direction of the auxiliary light source light that traverses between the incident-portion inclined reflector and the output-portion inclined reflector for each pixel may be parallel to the substrate surface or a predetermined angle range including the direction parallel thereto. The auxiliary light source may be any direction as long as the auxiliary light source light reflected by the incident-portion inclined reflection plate and incident on the color filter disposed between these two reflection plates can reach the emission-portion inclined reflection plate.
【００１５】液晶層はネマチック液晶からなり、第一の
基板と第二の基板によって挟持されている。第一の基板
の外側には第一の位相板と第一の偏光板を積層する。The liquid crystal layer is made of a nematic liquid crystal and is sandwiched between a first substrate and a second substrate. A first phase plate and a first polarizing plate are stacked outside the first substrate.
【００１６】外光を利用して表示する場合には、通常の
単偏光板型液晶表示装置と同様、画素反射板で入射光を
反射して表示を行う。この時、光は淡色カラーフィルタ
を主に基板法線方向から２回通過する。In the case of using external light for display, the display is performed by reflecting incident light on a pixel reflector, as in a normal single polarizer type liquid crystal display device. At this time, the light passes twice through the light color filter mainly from the normal direction of the substrate.
【００１７】補助光源点燈時には、補助光源光をマイク
ロレンズで入射部傾斜反射板に集光する。補助光源光
は、第二の位相板と第二の偏光板を通過した後に入射部
傾斜反射板に入射する。入射部傾斜反射板は補助光源光
の光路を約９０度回転し、基板平面に対して平行にし、
かつ出射部傾斜反射板に向かうようにする。出射部傾斜
反射板に到達するまでの間に、補助光源光は淡色カラー
フィルタを基板平面方向から１回通過する。出射部傾斜
反射板は補助光源光の光路を約９０度回転し、基板法線
に対して平行にする。以後、補助光源光は液晶層と第一
の位相板と第一の偏光板を通過して使用者に向かう。When the auxiliary light source is turned on, the auxiliary light source light is condensed by the microlens on the inclined reflector at the entrance. The auxiliary light source light passes through the second phase plate and the second polarizer, and then enters the incident-portion inclined reflector. The incident part inclined reflector rotates the optical path of the auxiliary light source light by about 90 degrees, and makes it parallel to the substrate plane.
In addition, the light is directed toward the emission portion inclined reflection plate. The auxiliary light source light passes through the light color filter once from the substrate plane direction before reaching the emission part inclined reflection plate. The emission-portion inclined reflector rotates the optical path of the auxiliary light source light by about 90 degrees and makes it parallel to the substrate normal. Thereafter, the auxiliary light source light passes through the liquid crystal layer, the first phase plate, and the first polarizer, and travels toward the user.
【００１８】液晶層は、ネマチック液晶をホモジニアス
配向、ホメオトロピック配向、ハイブリッド配向、捻じ
れ配向等としたものの他にも、スメクチック液晶であっ
てもよい。あるいはまた、２色性色素を添加したゲスト
ホスト液晶や、高分子と液晶分子の混合系であってもよ
い。The liquid crystal layer may be a smectic liquid crystal in addition to a nematic liquid crystal having a homogeneous alignment, a homeotropic alignment, a hybrid alignment, a twist alignment, or the like. Alternatively, a guest-host liquid crystal to which a dichroic dye is added, or a mixed system of a polymer and liquid crystal molecules may be used.
【００１９】本発明の液晶表示装置によれば、外光を利
用して表示する場合、外光が淡色カラーフィルタを基板
平面法線方向に２回通過した後利用者へ向かう。補助光
源点燈時には淡色カラーフィルタを基板平面方向に１回
通過する。淡色カラーフィルタの厚さと幅がそれぞれ２
０μｍ、１００μｍとすると、光が淡色カラーフィルタ
を通過する距離は、反射表示時には約４０μｍ、補助光
源点燈時には約１００μｍである。反射表示時には淡色
カラーフィルタを通過する距離がより短いため、色純度
は低いが、より明るい表示が得られる。補助光源点燈時
には淡色カラーフィルタを通過する距離がより長いた
め、色純度のより高い表示が得られる。補助光源は液晶
表示装置の背後に位置し、入射部傾斜反射板と出射部傾
斜反射板を通じて液晶表示装置の背後より光を照射す
る。液晶表示装置と使用者の間に余分な構成要素を新た
に配置しないため、補助光源に起因する界面反射は全く
生じない。そのため、従来の補助光源を搭載した反射型
液晶表示装置に比べて、補助光源点燈時、反射表示時共
より高い表示特性が得られる。According to the liquid crystal display device of the present invention, in the case of displaying using external light, the external light passes through the light color filter twice in the direction of the normal to the substrate plane, and then travels to the user. When the auxiliary light source is turned on, the light passes through the light color filter once in the plane direction of the substrate. The thickness and width of the light color filter are each 2
Assuming 0 μm and 100 μm, the distance that the light passes through the light color filter is about 40 μm during reflective display and about 100 μm when the auxiliary light source is turned on. During reflective display, the distance through the light color filter is shorter, so that although the color purity is low, a brighter display can be obtained. When the auxiliary light source is lit, the distance through the light color filter is longer, so that a display with higher color purity can be obtained. The auxiliary light source is located behind the liquid crystal display device, and emits light from behind the liquid crystal display device through the incident portion inclined reflection plate and the emission portion inclined reflection plate. Since no extra components are newly arranged between the liquid crystal display device and the user, no interface reflection due to the auxiliary light source occurs. For this reason, higher display characteristics can be obtained both when the auxiliary light source is turned on and when the reflective display is performed, as compared with the conventional reflection type liquid crystal display device equipped with the auxiliary light source.
【００２０】補助光源点燈時には出射部傾斜反射板が実
質的な開口部であり、その一画素に占める面積比は例え
ば１５％以下である。しかし、マイクロレンズにより補
助光源からの光を補助光源入射部に集光して、一画素全
体に相当する面積からの補助光源光を集光するため、実
質的な開口率は１００％に近い。そのため、補助光源点
燈時には従来の透過型液晶表示装置並みの明るい表示が
得られる。When the auxiliary light source is turned on, the emission inclined reflector is a substantial opening, and the area ratio of one pixel to the pixel is, for example, 15% or less. However, since the light from the auxiliary light source is condensed on the auxiliary light source incident portion by the microlens and the auxiliary light source light is condensed from an area corresponding to one entire pixel, the substantial aperture ratio is close to 100%. Therefore, when the auxiliary light source is turned on, a bright display comparable to that of a conventional transmissive liquid crystal display device can be obtained.
【００２１】出射部傾斜反射板が一画素に占める面積比
は、例えば前述のように１５％以下である。そのため、
反射電極が一画素に占める面積比を大きな値、例えば７
０％程度にすることができる。これにより、反射表示時
にも明るい表示が得られる。The area ratio occupied by one pixel by the emission-portion inclined reflector is, for example, 15% or less as described above. for that reason,
The area ratio of the reflective electrode to one pixel is set to a large value, for example, 7
It can be about 0%. Thereby, a bright display can be obtained even during the reflection display.
【００２２】本発明の実施の形態を、具体例を用いてよ
り詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.
【００２３】「実施形態１」本実施形態の液晶表示装置
要部の断面構成を図１に示す。本実施形態の液晶表示装
置は、第一の基板１１、液晶層１３、第二の基板１２お
よび補助光源３１から概略構成され、第一の基板１１お
よび第二の基板１２は液晶層１３を挟持し、補助光源３
１は第二の基板１２の背後（図面下側）に配置されてい
る。Embodiment 1 FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a main part of a liquid crystal display device of the present embodiment. The liquid crystal display device of the present embodiment includes a first substrate 11, a liquid crystal layer 13, a second substrate 12, and an auxiliary light source 31. The first substrate 11 and the second substrate 12 sandwich the liquid crystal layer 13. And the auxiliary light source 3
1 is disposed behind the second substrate 12 (lower side in the drawing).
【００２４】第一の基板１１の液晶層１３に近接する側
には、薄膜トランジスタ１９と第一の配向膜２３を有す
る。薄膜トランジスタ１９は逆スタガ型であり、走査配
線１４と信号配線１５は画素電極１７に接続されてい
る。走査配線１４と信号配線１５は第一の絶縁層２５で
絶縁されている。走査配線１４と信号配線１５は第一の
基板１１に近接する側に反射防止層１６を有する。On the side of the first substrate 11 close to the liquid crystal layer 13, a thin film transistor 19 and a first alignment film 23 are provided. The thin film transistor 19 is of an inverted stagger type, and the scanning wiring 14 and the signal wiring 15 are connected to the pixel electrode 17. The scanning wiring 14 and the signal wiring 15 are insulated by a first insulating layer 25. The scanning wiring 14 and the signal wiring 15 have an antireflection layer 16 on the side close to the first substrate 11.
【００２５】第二の基板１２は液晶層１３に近接する側
に、傾斜層２２、画素反射板５１、入射部傾斜反射板５
２、出射部傾斜反射板５３、カラーフィルタ２０、第二
の絶縁層２６、共通電極１８および第二の配向膜２４を
有する。The second substrate 12 has an inclined layer 22, a pixel reflector 51, and an incident part inclined reflector 5 on the side close to the liquid crystal layer 13.
2. It has a light emitting section inclined reflector 53, a color filter 20, a second insulating layer 26, a common electrode 18, and a second alignment film 24.
【００２６】第一の基板１１はホウケイサンガラス製で
あり、厚さは０．７ｍｍである。走査配線１４と信号配
線１５はクロム製であり、反射防止層１６は酸化クロム
製である。第一の絶縁層２５は窒化シリコン製であり、
膜厚は１μｍである。画素電極１７はIndium Tin Oxide
(ITO)製であり、層厚は０．２μｍである。第一の配向
膜２３は日産化学工業株式会社製のサンエバーを用い
た。サンエバーは加熱後にポリイミド系の有機高分子に
なる。その層厚は０．２μｍとした。The first substrate 11 is made of borosilicate glass and has a thickness of 0.7 mm. The scanning wiring 14 and the signal wiring 15 are made of chrome, and the antireflection layer 16 is made of chromium oxide. The first insulating layer 25 is made of silicon nitride,
The thickness is 1 μm. The pixel electrode 17 is made of Indium Tin Oxide
(ITO), and the layer thickness is 0.2 μm. As the first alignment film 23, Sun Ever manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used. The sun ever becomes a polyimide organic polymer after heating. The layer thickness was 0.2 μm.
【００２７】第二の基板１２は第一の基板１１と同様に
ホウケイサンガラス製であり、厚さは０．７ｍｍであ
る。傾斜層２２はアクリル樹脂製であり、信号配線１５
に対して平行かつ同間隔に、ストライプ状に分布する。
その断面は少なくとも一辺が傾斜している形状であり、
具体的には例えば、高さは１５μｍ、底辺の長さは３５
μｍ、頂辺の長さは５μｍの台形状である。画素反射板
５１と入射部傾斜反射板５２と出射部傾斜反射板５３は
いずれもアルミニウム製であり、層厚は０．２μｍであ
り、画素反射板５１は第二の基板１２上の傾斜層２２の
存在しない部分に分布し、入射部傾斜反射板５２と出射
部傾斜反射板５３は何れも傾斜層２２の斜面の片側に分
布する。The second substrate 12, like the first substrate 11, is made of borosilicate glass and has a thickness of 0.7 mm. The inclined layer 22 is made of an acrylic resin.
Are distributed in the form of stripes in parallel with and at the same interval with respect to.
The cross section is a shape where at least one side is inclined,
Specifically, for example, the height is 15 μm, and the length of the base is 35 μm.
μm and the length of the top side is 5 μm. The pixel reflection plate 51, the incident-portion inclined reflection plate 52, and the emission-portion inclined reflection plate 53 are all made of aluminum, have a layer thickness of 0.2 μm, and have a pixel thickness of 0.2 μm. , And the incident-portion inclined reflection plate 52 and the emission-portion inclined reflection plate 53 are both distributed on one side of the slope of the inclined layer 22.
【００２８】カラーフィルタ２０は２つの傾斜層２２の
間を埋めるようにして分布する。第二の絶縁層２６はア
クリル系またはエポキシ系の透明な有機高分子からな
り、層厚は約１μｍである。共通電極１８はＩＴＯ製で
あり、その層厚は０．２μｍである。第二の配向膜２４
は第一の配向膜２３と同じ日産化学工業株式会社製のサ
ンエバーであり、その層厚は０．２μｍである。The color filters 20 are distributed so as to fill the space between the two inclined layers 22. The second insulating layer 26 is made of an acrylic or epoxy transparent organic polymer, and has a thickness of about 1 μm. The common electrode 18 is made of ITO and has a layer thickness of 0.2 μm. Second alignment film 24
Is the same Sun Ever manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. as the first alignment film 23, and has a layer thickness of 0.2 μm.
【００２９】反射板のうち、画素反射板５１は、主に反
射表示時において外部から入射した光を使用者側に反射
する役割を果たす。反射板のうち、傾斜層２２の斜面に
分布した反射板は、その集光手段に面した側が入射部傾
斜反射板５２として機能し、液晶層１３に面した側が出
射部傾斜反射板５３として機能する。この様に、１つの
傾斜構造の両面を反射板として利用することにより、構
造を簡略化できる。Among the reflection plates, the pixel reflection plate 51 mainly plays a role of reflecting light incident from the outside to the user side during reflective display. Of the reflectors, the reflectors distributed on the slope of the inclined layer 22 have the side facing the condensing means functioning as the incident part inclined reflector 52 and the side facing the liquid crystal layer 13 functioning as the emission part inclined reflector 53. I do. In this way, the structure can be simplified by using both surfaces of one inclined structure as the reflector.
【００３０】図２は基板法線方向から見た本実施形態の
液晶表示装置の透視図であり、走査配線１４と、信号配
線１５と、画素電極１７と、出射部傾斜反射板５３の分
布を示す。出射部傾斜反射板５３の形状は斜線で示すよ
うにストライプ状で信号配線１５に対して平行であり、
画素電極１７に重なり、かつ画素電極１７の端部に位置
する。反射表示時には、主に画素電極１７と画素反射板
５１が重なる部分が外光を反射する反射板として機能す
る。FIG. 2 is a perspective view of the liquid crystal display device of the present embodiment viewed from the normal direction of the substrate, and shows the distribution of the scanning wirings 14, the signal wirings 15, the pixel electrodes 17, and the emission-portion inclined reflecting plate 53. Show. The shape of the emission-portion inclined reflection plate 53 is stripe-shaped as shown by oblique lines and parallel to the signal wiring 15.
It overlaps with the pixel electrode 17 and is located at an end of the pixel electrode 17. At the time of reflective display, a portion where the pixel electrode 17 and the pixel reflective plate 51 mainly overlap functions as a reflective plate for reflecting external light.
【００３１】第二の基板１２上の傾斜層２２、画素反射
板５１、入射部傾斜反射板５２、出射部傾斜反射板５
３、カラーフィルタ２０の作成方法の一例を図３に示
す。The inclined layer 22 on the second substrate 12, the pixel reflector 51, the entrance inclined reflector 52, and the exit inclined reflector 5
3. An example of a method for forming the color filter 20 is shown in FIG.
【００３２】まず始めに、傾斜層２２を押し型加工によ
り形成する（図３(a)）。その後、アルミニウム層を蒸
着により形成し、傾斜層２２の一方の斜面と頂辺に分布
したアルミニウム層をフォトリソグラフにより取り除
き、傾斜層の他方の斜面と傾斜層が存在しない部分にの
み残す（図３(b)）。その上にアクリル樹脂からなる染
料吸収媒体６１を塗布し、その層厚は傾斜層２２の間の
凸部を埋めるのに十分な層厚とする（図３(c)）。その
後、表面を研磨して傾斜層２２の上部の盛り上がった部
分を取り除き、平坦化する（図３(d)）。これにより、
アクリル樹脂は傾斜層２２の間にストライプ状に分布す
る。First, the inclined layer 22 is formed by press working (FIG. 3A). Thereafter, an aluminum layer is formed by vapor deposition, and the aluminum layer distributed on one slope and the top of the inclined layer 22 is removed by photolithography, leaving only the other slope of the inclined layer and a portion where the inclined layer does not exist (FIG. 3). (b)). A dye-absorbing medium 61 made of an acrylic resin is applied thereon, and the layer thickness is set to a layer thickness sufficient to fill the convex portions between the inclined layers 22 (FIG. 3C). Thereafter, the surface is polished to remove the raised portion on the upper side of the inclined layer 22, and is flattened (FIG. 3D). This allows
The acrylic resin is distributed between the inclined layers 22 in a stripe shape.
【００３３】次に、赤、緑、青のインク６２を染料吸収
媒体に散布して、傾斜層２２によって隔てられた各染料
吸収媒体の全体に浸透させ、ストライプ状のカラーフィ
ルタ２０とする（図３(e)）。その後、これらの上にブ
ラックマトリクス２１、絶縁層２６、共通電極１８、第
二の配向膜２４を順次積層する。Next, red, green, and blue inks 62 are sprayed on the dye-absorbing medium, and penetrate the entire dye-absorbing medium separated by the inclined layer 22, thereby forming the stripe-shaped color filter 20 (FIG. 2). 3 (e)). After that, a black matrix 21, an insulating layer 26, a common electrode 18, and a second alignment film 24 are sequentially stacked thereon.
【００３４】走査電極、信号電極、ＴＦＴおよび画素電
極１７までを含んだ１画素の大きさは例えば３００×１
００μｍである。そのうち画素電極１７はおよそ長方形
状であり、その大きさは２８０×８５μｍである。ま
た、ブラックマトリクス２１の作る格子の間隙の大きさ
は２７０×８０μｍであり、ブラックマトリクス２１は
画素電極１７の端部を覆う。従って、２７０×８０μｍ
が画素反射板５１と出射部傾斜反射板５３を合計した面
積となる。出射部傾斜反射板５３はこのうち２７０×１
３μｍの面積を占めるため、その開口率は１１．７％で
あり、反射表示部の開口率は差し引き６０．３％にな
る。The size of one pixel including the scanning electrode, the signal electrode, the TFT and the pixel electrode 17 is, for example, 300 × 1.
00 μm. The pixel electrode 17 has a substantially rectangular shape and the size is 280 × 85 μm. The size of the gap between the lattices formed by the black matrix 21 is 270 × 80 μm, and the black matrix 21 covers the edge of the pixel electrode 17. Therefore, 270 × 80 μm
Is the total area of the pixel reflection plate 51 and the emission portion inclined reflection plate 53. The emission inclined reflector 53 is 270 × 1
Since it occupies an area of 3 μm, the aperture ratio is 11.7%, and the aperture ratio of the reflective display unit is 60.3% after subtraction.
【００３５】尚、本実施形態では高さ１５μｍ、底辺の
長さ３５μｍ、頂辺の長さ５μｍの台形状の傾斜層を１
００μｍの繰り返し周期で配置したため、その間隙にあ
るカラーフィルタ２０の厚さは１５μｍ、層中央部にお
ける幅は８０μｍで、カラーフィルタ２０の厚さと幅の
比は１／５．３とした。後述するように、補助光源点燈
時に光はカラーフィルタ２０を基板平面方向に一度通過
する。反射表示時に光はカラーフィルタを基板法線方向
に二度通過する。In the present embodiment, a trapezoidal inclined layer having a height of 15 μm, a bottom length of 35 μm, and a top length of 5 μm is provided by one.
Since the color filters 20 were arranged at a repetition period of 00 μm, the thickness of the color filter 20 in the gap was 15 μm, the width at the center of the layer was 80 μm, and the ratio of the thickness to the width of the color filter 20 was 1 / 5.3. As will be described later, when the auxiliary light source is turned on, light passes through the color filter 20 once in the plane direction of the substrate. At the time of reflection display, light passes through the color filter twice in the normal direction of the substrate.
【００３６】単位体積あたりの色素量を一定とすれば、
光が通過するカラーフィルタ２０の厚さを増大すると色
純度は向上するが、透過率は低下する。反射表示時と補
助光源点燈時において光が通過するカラーフィルタ２０
の厚さを等しくして、両表示の色純度をほぼ等しくする
ためには、カラーフィルタの厚さと幅の比は１／２にす
ればよい。しかし、反射型液晶表示装置の場合、色純度
よりも明るさが重視され、カラーフィルタの厚さは主に
充分な明るさを与える値に決定される。そのため反射表
示時の色純度は充分とは言えず、補助光源点燈時にはよ
り高い色純度が要求される。１／２はカラーフィルタの
厚さと幅の比の上限値であり、これ以下の値が要求され
る。Assuming that the amount of dye per unit volume is constant,
Increasing the thickness of the color filter 20 through which light passes increases color purity, but decreases transmittance. A color filter 20 through which light passes during reflective display and when the auxiliary light source is turned on.
In order to make the thickness of the color filters equal and the color purity of both displays approximately equal, the ratio between the thickness and the width of the color filter may be set to 1/2. However, in the case of the reflection type liquid crystal display device, brightness is more important than color purity, and the thickness of the color filter is determined mainly to a value that gives sufficient brightness. Therefore, the color purity at the time of reflective display cannot be said to be sufficient, and higher color purity is required when the auxiliary light source is turned on. 1/2 is the upper limit of the ratio of the thickness to the width of the color filter, and a value less than this is required.
【００３７】光が通過するカラーフィルタの厚さを更に
増大すると、色純度の向上は飽和し、その一方で透過率
の低下は続く。補助光源の明るさを増大すれば透過率の
低下を補うことができるが、色純度の向上が得られない
ならばメリットが少ない。そのため、カラーフィルタの
厚さと幅の比には下限値が存在する。カラーフィルタの
厚さ方向を２回通過したときに十分な明るさの反射表示
を与えるように単位体積あたりの色素量を定めた上で、
カラーフィルタの厚さと幅の比を変えれば、およそ１／
８〜１／１０付近で色純度の向上に飽和が生じる。その
ため、１／８〜１／１０がカラーフィルタの厚さと幅の
比の下限値と言える。As the thickness of the color filter through which light passes further increases, the improvement in color purity saturates, while the decrease in transmittance continues. Increasing the brightness of the auxiliary light source can compensate for the decrease in transmittance, but has little merit if color purity cannot be improved. Therefore, there is a lower limit for the ratio of the thickness to the width of the color filter. After determining the amount of dye per unit volume so as to give a reflective display with sufficient brightness when passing twice through the thickness direction of the color filter,
By changing the ratio of the thickness and width of the color filter,
At about 8 to 1/10, saturation of the improvement in color purity occurs. Therefore, it can be said that 1/8 to 1/10 is the lower limit of the ratio of the thickness to the width of the color filter.
【００３８】以上より、カラーフィルタの厚さと幅の比
は１／２から１／１０の範囲内とすればよいことが明ら
かとなった。本実施形態では、カラーフィルタ２０の厚
さと幅の比を上記範囲のほぼ中央の値とした。From the above, it has been clarified that the ratio between the thickness and the width of the color filter should be in the range of 1/2 to 1/10. In the present embodiment, the ratio between the thickness and the width of the color filter 20 is set to a value substantially at the center of the above range.
【００３９】液晶層１３中の液晶材料にはチッソ石油化
学株式会社製のＨＡ５０４３を用いた。液晶層１３の層
厚は５μｍであり、常温においてネマチック相を示す。
直径が５μｍの真球状のポリマービーズを１ｍｍ2あた
り約１００個の割合で分散し、これにより液晶層厚を表
示部の全体にわたってほぼ均一にした。As the liquid crystal material in the liquid crystal layer 13, HA5043 manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd. was used. The layer thickness of the liquid crystal layer 13 is 5 μm, and shows a nematic phase at room temperature.
True spherical polymer beads having a diameter of 5 μm were dispersed at a ratio of about 100 per 1 mm 2 , whereby the thickness of the liquid crystal layer was made substantially uniform over the entire display portion.
【００４０】第一の配向膜２３と第二の配向膜２４に
は、ラビング法で配向処理を施した。直径４０ｃｍのラ
ビングロールを用い、その回転数は３０００回転／分、
ラビングロールの接触部分の幅は１１ｍｍとした。これ
により液晶層のプレチルト角を約５度とした。また、配
向処理の方位を適宜設定し、第一の基板１１と第二の基
板１２を組み立てて、液晶材料を注入した時に液晶層１
３のツイスト角が５０度になるようにした。The first alignment film 23 and the second alignment film 24 were subjected to an alignment treatment by a rubbing method. Using a rubbing roll having a diameter of 40 cm, the number of rotation is 3000 rotations / minute,
The width of the contact portion of the rubbing roll was 11 mm. Thereby, the pretilt angle of the liquid crystal layer was set to about 5 degrees. Further, the orientation of the alignment treatment is appropriately set, the first substrate 11 and the second substrate 12 are assembled, and when the liquid crystal material is injected, the liquid crystal layer 1 is formed.
The twist angle of No. 3 was set to 50 degrees.
【００４１】補助光源３１には、従来の透過型液晶表示
装置用のバックライトを用いた。バックライトは端部に
冷陰極管を有し、その光を導光体３２で表示部全体に導
き、面状の発光に変える。As the auxiliary light source 31, a conventional backlight for a transmission type liquid crystal display device was used. The backlight has a cold-cathode tube at the end, and the light is guided to the entire display unit by the light guide 32, and is converted into planar light emission.
【００４２】図１に戻り、補助光源点燈時における補助
光源光４２の光路について説明する。補助光源光４２は
基板平面法線方向からやや傾いた方向に導光体３２を出
射し、入射部傾斜反射板５２に入射する。入射部傾斜反
射板５２により光路を基板平面方向に変えられ、カラー
フィルタ２０を基板平面方向に通過し、出射部傾斜反射
板５３に向かう。その後、出射部傾斜反射板５３により
光路を基板平面法線方向に変えられ、液晶層１３、第一
の基板１１等を通過した後に使用者に達する。Returning to FIG. 1, the optical path of the auxiliary light source light 42 when the auxiliary light source is turned on will be described. The auxiliary light source light 42 exits the light guide 32 in a direction slightly inclined from the normal direction of the substrate plane, and enters the incident portion inclined reflection plate 52. The light path is changed in the direction of the substrate plane by the incident-portion inclined reflection plate 52, passes through the color filter 20 in the substrate plane direction, and travels toward the emission-portion inclined reflection plate 53. Thereafter, the light path is changed to the normal direction of the substrate plane by the emission section inclined reflection plate 53, and reaches the user after passing through the liquid crystal layer 13, the first substrate 11, and the like.
【００４３】第一の位相板２９と第二の位相板３０には
日東電工株式会社製のＮＲＦフィルムを、第一の偏光板
２７と第二の偏光板２８には日東電工株式会社製のＧ１
２２０ＤＵを用いた。第一の配向膜２３と第二の配向膜
２４の配向処理方向を二等分する方位を方位角０度と
し、反時計回りに方位角を定義すると、第一の位相板２
９の遅相軸方位角は１３５度、第一の偏光板２７の吸収
軸方位角は１２０度となるように貼り合わせた。また、
第一の位相板２９の波長５５０ｎｍにおけるリタデーシ
ョンは１８０ｎｍとした。An NRF film manufactured by Nitto Denko Corporation is used for the first phase plate 29 and the second phase plate 30, and a G1 film manufactured by Nitto Denko Corporation is used for the first polarizing plate 27 and the second polarizing plate 28.
220 DU was used. When an azimuth that divides the orientation processing direction of the first alignment film 23 and the second alignment film 24 into two equal parts is defined as an azimuth of 0 degree and an azimuth is defined in a counterclockwise direction, the first phase plate 2
9 were bonded together such that the slow axis azimuth was 135 degrees and the absorption axis azimuth of the first polarizing plate 27 was 120 degrees. Also,
The retardation of the first phase plate 29 at a wavelength of 550 nm was 180 nm.
【００４４】第二の位相板３０と第二の偏光板２８は、
第二の位相板３０の遅相軸と第二の偏光板２８の吸収軸
のなす角が４５度となるように貼り合わせた。また、第
二の位相板３０の波長５５０ｎｍにおけるリタデーショ
ンは１３５ｎｍとした。これにより、補助光源光４２は
円偏光となって液晶層１３に入射する。反射表示時にお
いて暗表示を行う場合に、入射光は液晶層１３を一度通
過し、反射板で反射された時点において円偏光になる
が、前述のように第二の位相板３０と第二の偏光板２８
を配置したことにより、反射表示時で暗表示となる印加
電圧値において、補助光源点燈時にも暗表示となる。補
助光源点燈時にこれとほぼ同じ強度の光が外部から入射
し、補助光源３１による表示と反射光４１による表示を
同時に行う場合にも、高いコントラスト比が得られる。The second phase plate 30 and the second polarizing plate 28
Lamination was performed so that the angle between the slow axis of the second phase plate 30 and the absorption axis of the second polarizing plate 28 was 45 degrees. The retardation of the second phase plate 30 at a wavelength of 550 nm was set to 135 nm. Thereby, the auxiliary light source light 42 becomes circularly polarized light and enters the liquid crystal layer 13. When performing dark display during reflective display, incident light passes through the liquid crystal layer 13 once and becomes circularly polarized when reflected by the reflective plate, but as described above, the second phase plate 30 and the second Polarizing plate 28
Is arranged, the dark display is performed even when the auxiliary light source is turned on, at the applied voltage value at which the dark display is performed during the reflective display. When the auxiliary light source is turned on, light having substantially the same intensity as this enters from the outside, and a high contrast ratio can be obtained even when display by the auxiliary light source 31 and display by the reflected light 41 are performed simultaneously.
【００４５】偏光板の粘着剤には光拡散性の微粒子を混
合したものを用いた。これにより、液晶に入射する光と
反射板で反射された光を拡散して正反射成分を減少し、
反射表示時の視認性をより紙に近いものにした。これ以
外にも、反射面に微小な凹凸を有する拡散反射板を画素
反射板５１として用いても同様の効果が得られる。As the adhesive for the polarizing plate, a mixture of light diffusing fine particles was used. Thereby, the light incident on the liquid crystal and the light reflected by the reflector are diffused to reduce the regular reflection component,
The visibility at the time of reflection display was made closer to that of paper. In addition, the same effect can be obtained by using a diffuse reflector having minute irregularities on the reflective surface as the pixel reflector 51.
【００４６】以上のようにして作製した本実施形態の液
晶表示装置の表示特性を評価した。The display characteristics of the liquid crystal display device of this embodiment manufactured as described above were evaluated.
【００４７】まず始めに、補助光源３１を点燈しないで
外部から光を入射し、これを反射して表示する場合の表
示特性を評価した。光源には積分球光源を用い、すべて
の立体角から均等に光を入射し、基板平面法線方向に反
射される成分を測定した。印加電圧の増大とともに反射
率が増大するノーマリクローズ型の印加電圧特性が得ら
れた。コントラスト比は１３：１であり、反射率は１
４．５％であった。また、表色範囲をＣＩＥ１９３１表
色系を用いて評価した。測定領域の全面を赤表示、緑表
示、青表示とし、その時の色度が色度座標上で作る三角
形の範囲を表色範囲とした。赤表示、緑表示、青表示の
色度（ｘ、ｙ）はそれぞれ（０．４０、０．３１）、
（０．３２、０．３７）、（０．２５、０．２７）であ
った。First, the display characteristics in the case where light is incident from the outside without turning on the auxiliary light source 31 and reflected for display were evaluated. An integrating sphere light source was used as the light source, light was uniformly incident from all solid angles, and the component reflected in the normal direction of the substrate plane was measured. A normally closed type applied voltage characteristic in which the reflectance increases with the applied voltage is obtained. The contrast ratio is 13: 1 and the reflectance is 1
It was 4.5%. The color specification range was evaluated using the CIE1931 color system. The entire surface of the measurement area was displayed in red, green, and blue, and the range of the triangle formed by the chromaticity at that time on the chromaticity coordinates was defined as the color specification range. The chromaticities (x, y) of red display, green display, and blue display are (0.40, 0.31), respectively.
(0.32, 0.37) and (0.25, 0.27).
【００４８】次に、積分球光源を消灯して補助光源３１
を点燈し、この時の表示特性を評価した。反射表示時と
同様にノーマリクローズ型の印加電圧特性が得られ、コ
ントラスト比は２５：１、明るさは１９ｃｄ／ｍ2であ
った。赤表示、緑表示、青表示の色度はそれぞれ（０．
５２、０．２８）、（０．３０、０．５０）、（０．２
０、０．１９）であった。Next, the integrating sphere light source is turned off and the auxiliary light source 31 is turned off.
Was turned on, and the display characteristics at this time were evaluated. As in the case of the reflective display, normally closed applied voltage characteristics were obtained, the contrast ratio was 25: 1, and the brightness was 19 cd / m 2 . The chromaticities of the red display, the green display, and the blue display are each (0.
52, 0.28), (0.30, 0.50), (0.2
0, 0.19).
【００４９】反射表示時の表色範囲５８と補助光源点燈
時の表色範囲５７を図４に示す。補助光源点燈時にはよ
り広い表色範囲の表示が得られた。また、この表色範囲
は従来の透過型液晶表示装置のそれとほぼ同等であっ
た。なお、図４のグラフ中で表色範囲５７、５８の外側
に示されている表色範囲は最も鮮やかな色に対応してい
る。ここで鮮やかな色とは、波長を横軸に、光の強度を
縦軸にしたグラフ上に、例えば一本の輝線スペクトラム
として表されるような光の色で、レーザ光などがこれに
該当する。FIG. 4 shows a color specification range 58 for the reflective display and a color specification range 57 for the auxiliary light source lighting. When the auxiliary light source was turned on, a wider color display range was obtained. The color specification range was almost the same as that of the conventional transmission type liquid crystal display device. The color ranges shown outside the color ranges 57 and 58 in the graph of FIG. 4 correspond to the brightest colors. Here, a vivid color is a color of light that is represented as, for example, a single bright line spectrum on a graph in which the wavelength is plotted on the horizontal axis and the light intensity is plotted on the vertical axis, such as laser light. I do.
【００５０】以上のように、液晶表示装置の各画素内に
入射部傾斜反射板５２と出射部傾斜反射板５３を形成
し、両者の間を埋める様にカラーフィルタ２０を形成
し、補助光３１の源点燈時には補助光源光４２を基板平
面に対して平行にしてカラーフィルタ２０を通過させ、
反射表示時には外部からの入射光４１を基板平面法線に
対して平行な方向を中心にしてカラーフィルタ２０を通
過させることにより、明るい環境と暗い環境の両方で良
好な表示の得られる液晶表示装置が得られた。As described above, the incident-portion inclined reflection plate 52 and the emission-portion inclined reflection plate 53 are formed in each pixel of the liquid crystal display device, the color filter 20 is formed so as to fill the gap therebetween, and the auxiliary light 31 is formed. When the light source is turned on, the auxiliary light source light 42 is made to pass through the color filter 20 while being parallel to the substrate plane.
At the time of reflective display, an externally incident light 41 is passed through the color filter 20 centering on a direction parallel to the normal of the substrate plane, so that a liquid crystal display device capable of obtaining a good display in both bright and dark environments. was gotten.
【００５１】「実施形態２」本実施形態の液晶表示装置
は、図５に示すように、上記実施形態１において第二の
基板１２と補助光源３１の間に集光手段３３を加えたも
のである。[Embodiment 2] As shown in FIG. 5, the liquid crystal display device of the present embodiment differs from Embodiment 1 in that a condensing means 33 is added between the second substrate 12 and the auxiliary light source 31. is there.
【００５２】本実施形態では集光手段３３にマイクロレ
ンズアレイを用いた。その断面形状を図６(e)に示す。
図６(e)は走査配線１４に平行な断面であり、マイクロ
レンズアレイは信号配線１５に対して平行な溝状構造を
有する。溝状構造の間隔は、信号配線１５の間隔に等し
く設定した。補助光源３１に用いたバックライトは、端
部の冷陰極管が発した光を導光体３２で表示部全面から
の発光にするため、主に導光体法線からやや傾いた方向
に光を発する。その進行方向を基板法線方向に変換し、
かつこれを補助光源開口部に集光するためには、円柱レ
ンズが傾いて並んだ形状のマイクロレンズアレイが理想
的であると考えられる。In this embodiment, a microlens array is used for the light condensing means 33. The cross-sectional shape is shown in FIG.
FIG. 6E is a cross section parallel to the scanning wiring 14, and the microlens array has a groove-like structure parallel to the signal wiring 15. The interval between the groove-like structures was set equal to the interval between the signal wirings 15. The backlight used for the auxiliary light source 31 emits light emitted from the cold-cathode tube at the end to the entire surface of the display unit by the light guide 32, so that the light is mainly emitted in a direction slightly inclined from the normal to the light guide. Emits. Convert the traveling direction to the substrate normal direction,
In order to condense the light into the auxiliary light source opening, it is considered that a microlens array in which cylindrical lenses are inclined and arranged is ideal.
【００５３】実際には曲面を形成することが容易ではな
いため、これを多角形で近似した形状にした。具体的に
は、図６(a)〜(e)に示したように、切削バイト５５の角
度を変えて多数回切削を繰り返すことにより曲面に近い
多角形を形成した。アクリル樹脂板を図６(a)〜(e)のよ
うにして切削したものを集光手段３３として用いてもよ
い。あるいはまた、図６(e)を金型にして押し型加工し
たものを更に押し型として用いれば、図６(e)と同様の
形状の集光手段３３を多数作成できる。あるいはまた、
フォトレジストをフォトリソグラフによりストライプ状
にパターンニングし、これを加熱して軟化し、ストライ
プの断面を凸状にすることにより形成してもよい。更に
は、加熱軟化時に基板を傾斜する等の手段により、凸面
の断面形状を左右対称な円弧状から、左右非対称な形状
にすることができる。Since it is not easy to actually form a curved surface, the shape is approximated by a polygon. Specifically, as shown in FIGS. 6A to 6E, a polygon close to a curved surface was formed by repeating the cutting many times while changing the angle of the cutting bite 55. The acrylic resin plate cut as shown in FIGS. 6A to 6E may be used as the light collecting means 33. Alternatively, by using the mold shown in FIG. 6 (e) as a mold and further performing a stamping process, a large number of light collecting means 33 having the same shape as that of FIG. 6 (e) can be produced. Alternatively,
The photoresist may be patterned by photolithography in a stripe shape, heated to soften the film, and formed into a stripe-shaped cross section by projection. Furthermore, by means such as inclining the substrate during softening by heating, the cross-sectional shape of the convex surface can be changed from a left-right symmetrical arc shape to a left-right asymmetrical shape.
【００５４】集光手段３３の焦点が入射部傾斜反射板５
２に一致するように、集光手段３３と第一の基板１１、
第二の基板１２を組み合わせることにより、補助光源３
１の発した光を高い効率で入射部傾斜反射板５２に集光
できる。The focal point of the light condensing means 33 is set to the incident portion inclined reflection plate 5.
2, the light collecting means 33 and the first substrate 11,
By combining the second substrate 12, the auxiliary light source 3
The light emitted from the light source 1 can be condensed on the incident portion inclined reflection plate 52 with high efficiency.
【００５５】図５を用いて、本実施形態の液晶表示装置
における補助光源点燈時の補助光源光４２の光路につい
て説明する。The optical path of the auxiliary light source light 42 when the auxiliary light source is turned on in the liquid crystal display device of this embodiment will be described with reference to FIG.
【００５６】補助光源光は基板平面法線方向からやや傾
いた方向に導光体３２を出射し、集光手段３３により入
射部傾斜反射板５２に集光される。補助光源光は入射部
傾斜反射板５２により光路を基板平面方向に変えられ、
カラーフィルタ２０を基板平面方向に通過し、出射部傾
斜反射板５３に向かう。その後、出射部傾斜反射板５３
により光路を基板平面法線方向に変えられ、液晶層１
３、第一の基板１１等を通過した後に使用者に達する。The auxiliary light source light exits the light guide 32 in a direction slightly inclined from the normal direction of the plane of the substrate, and is condensed by the condensing means 33 on the incident-portion inclined reflection plate 52. The light path of the auxiliary light source is changed in the plane direction of the substrate by the incident portion inclined reflection plate 52,
The light passes through the color filter 20 in the plane direction of the substrate and travels toward the emission-portion inclined reflection plate 53. After that, the emission section inclined reflection plate 53
Changes the optical path in the direction of the normal to the substrate plane.
3. Reach the user after passing through the first substrate 11 and the like.
【００５７】本実施形態の液晶表示装置における表示特
性を測定したところ、補助光源点燈時の明るさは６７ｃ
ｄ／ｍ2であった。集光手段３３を用いて補助光源光を
入射部傾斜反射板５２に集光することにより、補助光源
光をより有効に利用できた。その結果、補助光源点燈時
の明るさを上記実施形態１での値の３倍以上に向上する
ことができた。When the display characteristics of the liquid crystal display device of this embodiment were measured, the brightness when the auxiliary light source was turned on was 67c.
d / m 2 . By condensing the auxiliary light source light on the incident-portion inclined reflection plate 52 using the light condensing means 33, the auxiliary light source light could be used more effectively. As a result, the brightness at the time of lighting the auxiliary light source could be improved to three times or more the value in the first embodiment.
【００５８】「実施形態３」本実施形態の液晶表示装置で
は、図７に示すように、上記図５に示した実施形態２の
液晶表示装置において、補助光光源３１をバックライト
を白色発光する有機エレクトロルミネッセンス素子で構
成された平面発光光源４０に変えた。有機エレクトロル
ミネッセンス素子は平面状の発光体であり、導光体３２
を介さずに直接表示部を照明する。光の進行方向は基板
法線方向にほぼ平行である。発光部の面積は表示部とほ
ぼ同様にした。Embodiment 3 In the liquid crystal display device of the present embodiment, as shown in FIG. 7, in the liquid crystal display device of Embodiment 2 shown in FIG. 5, the auxiliary light source 31 emits white light from the backlight. A flat light source 40 composed of an organic electroluminescent element was used. The organic electroluminescence element is a planar light emitting body, and the light guide 32
The display unit is directly illuminated without passing through. The traveling direction of the light is substantially parallel to the normal direction of the substrate. The area of the light emitting section was almost the same as that of the display section.
【００５９】光の進行方向が基板法線方向にほぼ平行で
あることを考慮し、集光手段の形状も変更した。上記実
施形態１の集光手段３３は概略傾いた円柱レンズが多数
並んだマイクロレンズアレイであったが、本実施形態の
集光手段３３ａは概略傾きのない円柱レンズが多数並ん
だマイクロレンズアレイとした。本実施形態における反
射表示時のコントラスト比は１３：１であり、反射率は
１４．５％であった。補助光源点燈時のコントラスト比
は２５：１、明るさは５６ｃｄ／ｍ2であった。平面光
源を用いた場合にも、その光進行方向に合わせて集光手
段の形状を最適化することにより、上記実施形態１の液
晶表示装置とほぼ同等の表示特性が得られた。Considering that the traveling direction of light is substantially parallel to the normal direction of the substrate, the shape of the light condensing means was also changed. The condensing means 33 of the first embodiment is a microlens array in which a large number of substantially inclined cylindrical lenses are arranged. However, the condensing means 33a of the present embodiment is different from a microlens array in which a large number of substantially non-tilted cylindrical lenses are arranged. did. The contrast ratio at the time of reflective display in this embodiment was 13: 1, and the reflectance was 14.5%. When the auxiliary light source was turned on, the contrast ratio was 25: 1, and the brightness was 56 cd / m 2 . Even when a flat light source was used, display characteristics almost equivalent to those of the liquid crystal display device of the first embodiment were obtained by optimizing the shape of the light collecting means in accordance with the light traveling direction.
【００６０】「実施形態４」本実施形態では、上記実施形
態２の液晶表示装置において、薄膜トランジスタ１９を
第二の基板１２上に作成した。本実施形態の液晶表示装
置の断面図を図８に示す。Fourth Embodiment In the present embodiment, the thin film transistor 19 is formed on the second substrate 12 in the liquid crystal display device of the second embodiment. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the liquid crystal display device of the present embodiment.
【００６１】本実施形態において、第一の基板１１は液
晶層１３に近接する側に、傾斜層２２と、入射部傾斜反
射板５２と、出射部傾斜反射板５３と、カラーフィルタ
２０と、ブラックマトリクス２１と、第一の絶縁層２５
と、共通電極１８と、第一の配向膜２３とを有する。In this embodiment, the first substrate 11 has the inclined layer 22, the incident-portion inclined reflection plate 52, the exit-portion inclined reflection plate 53, the color filter 20, Matrix 21 and first insulating layer 25
, A common electrode 18, and a first alignment film 23.
【００６２】第二の基板１２は液晶層１３に近接する側
に薄膜トランジスタ１９と第二の配向膜２４とを有す
る。薄膜トランジスタ１９は逆スタガ型であり、走査配
線１４と信号配線１５に接続されており、コンタクトホ
ール３９において反射電極３６に接続されている。走査
配線１４と信号配線１５は第二の絶縁層で絶縁されてい
る。反射電極３６は透明電極３８と接合部３７に接続さ
れている。走査配線１４、信号配線１５と反射電極３
６、透明電極３８は第三の絶縁層３５によって絶縁され
ている。The second substrate 12 has a thin film transistor 19 and a second alignment film 24 on the side close to the liquid crystal layer 13. The thin film transistor 19 is an inverted staggered type, is connected to the scanning wiring 14 and the signal wiring 15, and is connected to the reflection electrode 36 at the contact hole 39. The scanning wiring 14 and the signal wiring 15 are insulated by the second insulating layer. The reflection electrode 36 is connected to the transparent electrode 38 and the joint 37. Scanning wiring 14, signal wiring 15 and reflective electrode 3
6. The transparent electrode 38 is insulated by the third insulating layer 35.
【００６３】第一の基板１１はホウケイサンガラス製で
あり、厚さは０．７ｍｍである。傾斜層２２はアクリル
樹脂製であり、信号配線１５に対して平行かつ同間隔
に、ストライプ状に分布する。その断面は台形状であ
り、高さは１５μｍ、底辺の長さは３５μｍ、頂辺の長
さは５μｍである。入射部傾斜反射板５２と出射部傾斜
反射板５３はアルミニウム製であり、層厚は０．２μｍ
であり、傾斜層２２の斜面の片側にのみ分布する。カラ
ーフィルタ２０は２つの傾斜層２２の間を埋めるように
して分布する。絶縁層はアクリル系またはエポキシ系の
透明な有機高分子からなり、層厚は約１μｍである。共
通電極１８はＩＴＯ製であり、その層厚は０．２μｍで
ある。第一の配向膜２３は日産化学工業株式会社製のサ
ンエバーであり、その層厚は０．２μｍである。The first substrate 11 is made of borosilicate glass and has a thickness of 0.7 mm. The inclined layer 22 is made of an acrylic resin, and is distributed in a stripe shape in parallel with the signal wiring 15 and at the same interval. Its cross section is trapezoidal, the height is 15 μm, the length of the bottom is 35 μm, and the length of the top is 5 μm. The incidence-portion inclined reflection plate 52 and the emission-portion inclined reflection plate 53 are made of aluminum and have a layer thickness of 0.2 μm.
And is distributed only on one side of the slope of the inclined layer 22. The color filters 20 are distributed so as to fill the space between the two inclined layers 22. The insulating layer is made of an acrylic or epoxy transparent organic polymer and has a thickness of about 1 μm. The common electrode 18 is made of ITO and has a layer thickness of 0.2 μm. The first alignment film 23 is Sun Ever manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., and has a thickness of 0.2 μm.
【００６４】第二の基板１２は第一の基板１１と同様に
ホウケイサンガラス製であり、厚さは０．７ｍｍであ
る。第二の絶縁層２６は窒化シリコン製であり、膜厚は
１μｍである。走査配線１４と信号配線１５はクロム製
である。第一の絶縁層２５は窒化シリコン製であり、膜
厚は１μｍである。画素電極中の反射電極３６はアルミ
製であり、層厚は０．２μｍである。画素電極中の透明
電極３８はITO製であり、層厚は０．２μｍである。画
素電極中の接合部３７はクロム製であり、層厚は０．２
μｍである。第一の配向膜２３には日産化学工業株式会
社製のサンエバーを用いた。The second substrate 12, like the first substrate 11, is made of borosilicate glass and has a thickness of 0.7 mm. The second insulating layer 26 is made of silicon nitride and has a thickness of 1 μm. The scanning wiring 14 and the signal wiring 15 are made of chrome. The first insulating layer 25 is made of silicon nitride and has a thickness of 1 μm. The reflective electrode 36 in the pixel electrode is made of aluminum and has a layer thickness of 0.2 μm. The transparent electrode 38 in the pixel electrode is made of ITO, and has a layer thickness of 0.2 μm. The joint 37 in the pixel electrode is made of chromium and has a layer thickness of 0.2
μm. For the first alignment film 23, Sun Ever manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used.
【００６５】本実施形態の液晶表示装置の開口率をそれ
ぞれ求めると、接合部３７のクロムは不透明でかつ低反
射率であるため、接合部３７と出射部傾斜反射板５３の
重なり部分を差し引くと、出射部傾斜反射板５３の開口
率は９．９％であり、反射電極３６の開口率は５９．２
５％である。When the aperture ratio of the liquid crystal display device of the present embodiment is obtained, the chromium of the bonding portion 37 is opaque and has a low reflectance, so that the overlapping portion of the bonding portion 37 and the emission portion inclined reflecting plate 53 is subtracted. The aperture ratio of the exit inclined reflector 53 is 9.9%, and the aperture ratio of the reflective electrode 36 is 59.2.
5%.
【００６６】表示特性を測定したところ、反射表示時の
コントラスト比は１０：１であり、反射率は１４．５％
であった。補助光源点燈時のコントラスト比は２５：
１、明るさは４６ｃｄ／ｍ2であった。薄膜トランジス
タ１９を第二の基板１２側に配置し、入射光による光電
流がより生じにくい構造とした本実施形態の液晶表示装
置においても、上記実施形態１の液晶表示装置とほぼ同
等の表示特性が得られた。When the display characteristics were measured, the contrast ratio at the time of reflection display was 10: 1, and the reflectance was 14.5%.
Met. The contrast ratio when the auxiliary light source is turned on is 25:
1. The brightness was 46 cd / m 2 . Also in the liquid crystal display device of the present embodiment in which the thin film transistor 19 is arranged on the second substrate 12 side and a photocurrent due to incident light is less likely to occur, display characteristics almost equivalent to those of the liquid crystal display device of the first embodiment are obtained. Obtained.
【００６７】「実施形態５」本実施形態の液晶表示装置
の構成を図９に示す。Embodiment 5 FIG. 9 shows the configuration of a liquid crystal display device of the present embodiment.
【００６８】本実施形態の液晶表示装置は、第一の基板
１１と、液晶層１３と、第二の基板１２と、集光手段３
３と、補助光源３１とから概略構成され、第一の基板１
１と第二の基板１２は液晶層１３を挟持し、集光手段３
３と補助光源３１は第二の基板１２の背後（図面下側）
に配置されている。The liquid crystal display of this embodiment comprises a first substrate 11, a liquid crystal layer 13, a second substrate 12,
3 and an auxiliary light source 31.
The first and second substrates 12 sandwich the liquid crystal layer 13 and
3 and the auxiliary light source 31 are behind the second substrate 12 (the lower side in the drawing).
Are located in
【００６９】第一の基板１１の液晶層１３に近接する側
にストライプ状の走査電極４５と第一の配向膜２３とを
有する。第二の基板１２は液晶層１３に近接する側に傾
斜層２２と、画素反射板５１と、入射部傾斜反射板５２
と、出射部傾斜反射板５３と、カラーフィルタ２０と、
第一の絶縁層２５と、ストライプ状の信号電極４６と、
第二の配向膜２４とを有する。The first substrate 11 has a stripe-shaped scanning electrode 45 and a first alignment film 23 on the side close to the liquid crystal layer 13. The second substrate 12 has an inclined layer 22, a pixel reflector 51, and an incident part inclined reflector 52 on the side close to the liquid crystal layer 13.
And the emission section inclined reflection plate 53, the color filter 20,
A first insulating layer 25, a striped signal electrode 46,
And a second alignment film 24.
【００７０】図１０は第二の基板１２を基板法線方向か
ら見た図である。出射部傾斜反射板５３はストライプ状
の形状であり、かつストライプ状信号電極４６の端部に
位置する。液晶層中の液晶材料にはチッソ石油化学株式
会社製のＨＡ５０４３を用いた。液晶層１３の層厚は５
μｍであり、常温においてネマチック相を示す。直径が
６μｍの真球状のポリマービーズを１ｍｍ2あたり約２
５０個の割合で分散し、これにより液晶層厚を表示部の
全体にわたってほぼ均一にした。FIG. 10 is a view of the second substrate 12 viewed from the normal direction of the substrate. The emission-portion inclined reflection plate 53 has a stripe shape and is located at an end of the stripe-shaped signal electrode 46. HA5043 manufactured by Chisso Petrochemical Co., Ltd. was used as a liquid crystal material in the liquid crystal layer. The thickness of the liquid crystal layer 13 is 5
μm and shows a nematic phase at room temperature. About per 1 mm 2 is a spherical polymeric beads of 6μm diameter 2
The dispersion was carried out at a ratio of 50, whereby the thickness of the liquid crystal layer was made substantially uniform over the entire display portion.
【００７１】第一の配向膜２３と第二の配向膜２４に
は、ラビング法で配向処理を施し、第一の基板１１と第
二の基板１２を組み立てて、液晶材料を注入した時に液
晶層１３のツイスト角が２４０度になるようにした。The first alignment film 23 and the second alignment film 24 are subjected to an alignment treatment by a rubbing method, and the first substrate 11 and the second substrate 12 are assembled. The twist angle of No. 13 was set to 240 degrees.
【００７２】さらに本実施形態では、第一の位相板２９
と第一の基板１１の問に第三の位相板４４を新たに配置
した。第一の位相板１９と第三の位相板４４の遅相軸方
位角と波長５５０ｎｍにおけるリタデーション、並びに
偏光板の吸収軸方位角は、特開平１１−１６０７０５号
公報で定められる範囲内の値にした。第一の位相板２９
と第三の位相板４４には、日東電工社製のＮＲＦフィル
ムを、第一の偏光板と第二の偏光板には日東電工株式会
社製のＧ１２２０ＤＵを用いた。第一の配向膜２３と第
二の配向膜２４の配向処理方向を二等分する方位を方位
角０度とし、反時計回りに方位角を定義すると、第一の
位相板２９の遅相軸方位角は１７０度、第三の位相板４
４の遅相軸方位角は６５度、第一の偏光板２７の吸収軸
方位角は２０度となるように貼り合わせた。また、第一
の位相板２９の波長５５０ｎｍにおけるリタデーション
は３６０ｎｍ、第三の位相板４４の波長５５０ｎｍにお
けるリタデーションは４６０ｎｍとした。第二の位相板
３０と第二の偏光板２８は、第二の位相板３０の遅相軸
と第二の偏光板２８の吸収軸のなす角が４５度となるよ
うに貼り合わせた。Further, in this embodiment, the first phase plate 29
And a third phase plate 44 is newly disposed between the first substrate 11 and the first substrate 11. The slow axis azimuth of the first phase plate 19 and the third phase plate 44 and the retardation at a wavelength of 550 nm, and the absorption axis azimuth of the polarizing plate are within the ranges defined in JP-A-11-160705. did. First phase plate 29
An NRF film manufactured by Nitto Denko Corporation was used for the first and third phase plates 44, and G1220DU manufactured by Nitto Denko Corporation was used for the first and second polarizing plates. When the azimuth that divides the orientation processing direction of the first alignment film 23 and the second alignment film 24 into two equal parts is defined as 0 ° and the azimuth is defined counterclockwise, the slow axis of the first phase plate 29 is obtained. Azimuth is 170 degrees, third phase plate 4
No. 4 was bonded so that the slow axis azimuth was 65 degrees and the absorption axis azimuth of the first polarizing plate 27 was 20 degrees. The retardation of the first phase plate 29 at a wavelength of 550 nm was 360 nm, and the retardation of the third phase plate 44 at a wavelength of 550 nm was 460 nm. The second phase plate 30 and the second polarizing plate 28 were bonded so that the angle between the slow axis of the second phase plate 30 and the absorption axis of the second polarizing plate 28 was 45 degrees.
【００７３】また、第二の位相板３０はリタデーション
の波長分散の互いに異なる２枚の位相板の積層体とし
た。２枚の位相板は遅相軸が直交するように積層されて
おり、そのうちの一枚はポリビニルアルコールからな
り、その波長５５０ｎｍにおけるリタデーションは６０
０ｎｍである。他方の一枚は日東電工株式会社製のＮＲ
Ｆフィルムであり、その波長５５０ｎｍにおけるリタデ
ーションは４６５ｎｍである。The second phase plate 30 was a laminate of two phase plates having different retardation wavelength dispersions. The two phase plates are stacked such that the slow axes are orthogonal to each other, and one of them is made of polyvinyl alcohol, and the retardation at a wavelength of 550 nm is 60.
0 nm. The other one is NR manufactured by Nitto Denko Corporation
It is an F film, and its retardation at a wavelength of 550 nm is 465 nm.
【００７４】以上のようにして作製した本実施形態の液
晶表示素子の表示特性を評価した。反射表示時には、印
加電圧の増大とともに反射率が増大するノーマリクロー
ズ型の印加電圧特性が得られ、コントラスト比は１０：
１であり、反射率は１４．０％であった。また、表色範
囲をＣＩＥ１９３１表色系を用いて評価したところ、赤
表示、緑表示、青表示の色度（ｘ，ｙ）はそれぞれ
（０．３８，０．３１）、（０．３２，０．３６）、
（０．２７，０．２７）であった。The display characteristics of the liquid crystal display device of this embodiment manufactured as described above were evaluated. At the time of the reflective display, a normally closed applied voltage characteristic in which the reflectance increases with an increase in the applied voltage is obtained, and the contrast ratio is 10:
1, and the reflectance was 14.0%. When the color specification range was evaluated using the CIE1931 color system, the chromaticities (x, y) of red display, green display, and blue display were (0.38, 0.31), (0.32, 0.36),
(0.27, 0.27).
【００７５】補助光源点燈時には反射表示時と同様にノ
ーマリクローズ型の印加電圧特性が得られ、コントラス
ト比は１９：１、明るさは４６ｃｄ／ｍ2であった。赤
表示、緑表示、青表示の色度はそれぞれ（０．５０，
０．２９）、（０．３１，０．４８）、（０．２０，
０．２０）であった。When the auxiliary light source was turned on, normally closed type applied voltage characteristics were obtained as in the case of the reflective display, the contrast ratio was 19: 1, and the brightness was 46 cd / m 2 . The chromaticities of red display, green display and blue display are (0.50,
0.29), (0.31, 0.48), (0.20,
0.20).
【００７６】この様に本実施形態によれば、に一対のマ
トリクス電極を用いてパッシブマトリクス駆動を行う液
晶表示装置においても、明るい環境下では良好な反射表
示が得られ、暗い環境下では補助光源を利用して色純度
の高い良好な表示が得られた。As described above, according to the present embodiment, even in a liquid crystal display device that performs passive matrix driving using a pair of matrix electrodes, good reflective display can be obtained in a bright environment, and the auxiliary light source can be obtained in a dark environment. And good display with high color purity was obtained.
【００７７】「実施形態６」本実施形態の液晶表示装置
の断面図を図１１に示す。Embodiment 6 FIG. 11 is a sectional view of a liquid crystal display device according to this embodiment.
【００７８】本実施形態において、第一の基板１１は液
晶層１３に近接する側に傾斜層２２と、入射部傾斜反射
板５２と、出射部傾斜反射板５３と、カラーフィルタ２
０と、ブラックマトリクス２１と、第一の配向膜２３と
を有する。In this embodiment, the first substrate 11 has the inclined layer 22, the incident-portion inclined reflector 52, the emission-portion inclined reflector 53, and the color filter 2 on the side close to the liquid crystal layer 13.
0, a black matrix 21, and a first alignment film 23.
【００７９】第二の基板１２の液晶層に近接する側に
は、共通電極１８と、画素電極３６、３８と、薄膜トラ
ンジスタ１９と、第二の配向膜２４とを有する。薄膜ト
ランジスタ１９はスタガ型であり、走査配線１４と信号
配線１５と画素電極３６、３８とに接続されている。共
通電極１８は前段の走査配線１４に接続されている。走
査配線１４と信号配線１５は第三の絶縁層３５で絶縁さ
れている。走査配線１４、信号配線１５、画素電極３
６、３８と共通電極１８は第三の絶縁層３５によって絶
縁されている。On the side of the second substrate 12 close to the liquid crystal layer, there are a common electrode 18, pixel electrodes 36 and 38, a thin film transistor 19, and a second alignment film 24. The thin film transistor 19 is a staggered type, and is connected to the scanning wiring 14, the signal wiring 15, and the pixel electrodes 36 and 38. The common electrode 18 is connected to the scanning line 14 in the preceding stage. The scanning wiring 14 and the signal wiring 15 are insulated by a third insulating layer 35. Scanning wiring 14, signal wiring 15, pixel electrode 3
6, 38 and the common electrode 18 are insulated by a third insulating layer 35.
【００８０】第一の基板１１と形成された傾斜層２２、
入射部傾斜反射板５２、出射部傾斜反射板５３、第一の
配向膜２３は上記実施形態４に同様である。The first substrate 11 and the formed inclined layer 22,
The incident-portion inclined reflection plate 52, the emission-portion inclined reflection plate 53, and the first alignment film 23 are the same as those in the fourth embodiment.
【００８１】第二の基板１２は第一の基板１１と同様に
ホウケイサンガラス製であり、厚さは０．７ｍｍであ
る。第二の絶縁層２６は窒化シリコン製であり、膜厚は
１μｍである。走査配線と信号配線１５はクロム製であ
る。第一の絶縁層２５は窒化シリコン製であり、膜厚は
１μｍである。画素電極中の反射電極３６はアルミ製で
あり、層厚は０．２μｍである。画素電極中の透明電極
３８はＩＴＯ製であり、層厚は０．２μｍである。画素
電極中の接合部３７はクロム製であり、層厚は０．２μ
ｍである。第一の配向膜２３は日産化学工業株式製のサ
ンエバーを用いた。共通電極１８はＩＴ０製であり、層
厚は０．２μｍである。The second substrate 12, like the first substrate 11, is made of borosilicate glass and has a thickness of 0.7 mm. The second insulating layer 26 is made of silicon nitride and has a thickness of 1 μm. The scanning wiring and the signal wiring 15 are made of chrome. The first insulating layer 25 is made of silicon nitride and has a thickness of 1 μm. The reflective electrode 36 in the pixel electrode is made of aluminum and has a layer thickness of 0.2 μm. The transparent electrode 38 in the pixel electrode is made of ITO, and has a layer thickness of 0.2 μm. The joint 37 in the pixel electrode is made of chromium and has a layer thickness of 0.2 μm.
m. As the first alignment film 23, Sun Ever manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used. The common electrode 18 is made of IT0 and has a layer thickness of 0.2 μm.
【００８２】図１２は本実施形態の液晶表示装置の一画
素を基板法線方向から見た透視図である。共通電極１８
は櫛歯状であり、信号配線１５に対して平行に櫛歯が伸
びている。櫛歯の間隔は５μｍ、櫛歯の幅は５μｍであ
る。共通電極１８と画素電極の聞に発生する電界７０
は、図１１に併記したように弧を描いて液晶層中を通
り、共通電極１８と画素電極を結んでいる。これによ
り、液晶層１３に対して概略層方向に電界が印加され
る。また、入射部傾斜反射板５２は、共通電極１８の櫛
歯構造のうち画素の最端部に位置する櫛歯と、及びこれ
に近接する櫛歯の間の間隙に相当する部分に位置する。FIG. 12 is a perspective view of one pixel of the liquid crystal display device of the present embodiment as viewed from the normal direction of the substrate. Common electrode 18
Has a comb shape, and the comb teeth extend in parallel with the signal wiring 15. The interval between the comb teeth is 5 μm, and the width of the comb teeth is 5 μm. Electric field 70 generated between common electrode 18 and pixel electrode
As shown in FIG. 11, an arc passes through the liquid crystal layer in an arc and connects the common electrode 18 and the pixel electrode. As a result, an electric field is applied to the liquid crystal layer 13 substantially in the layer direction. Further, the incident-portion inclined reflecting plate 52 is located at a portion corresponding to a gap between a comb tooth located at the end of the pixel and a comb tooth adjacent thereto in the comb tooth structure of the common electrode 18.
【００８３】液晶層１３は正の誘電率異方性を有するネ
マチック液晶からなり、ツイスト角は０度である。液晶
層１３の波長５５０ｎｍにおけるリタデーションは電圧
を印加しない状態において４分の３波長である。The liquid crystal layer 13 is made of a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, and has a twist angle of 0 degree. The retardation of the liquid crystal layer 13 at a wavelength of 550 nm is three quarters of the wavelength when no voltage is applied.
【００８４】図１３は本実施形態の液晶表示装置の一画
素を基板法線方向から見た透視図であり、位相板吸収
軸、偏光板遅相軸、液晶配向方向の相互聞系を示す。共
通電極１８の櫛歯方向６３を方位角０度とすると、液晶
配向方向の方位角６４は時計回りに１０度であり、位相
板の遅相軸６５は時計回りに１００度であり、偏光板の
透過軸６６は時計回りに１４５度である。位相板の波長
５５０ｎｍにおけるリタデーションは２分の１波長であ
る。FIG. 13 is a perspective view of one pixel of the liquid crystal display device of the present embodiment as viewed from the normal direction of the substrate, and shows a mutual system of a phase plate absorption axis, a polarizing plate slow axis, and a liquid crystal alignment direction. Assuming that the comb tooth direction 63 of the common electrode 18 is an azimuth angle of 0 degree, the azimuth angle 64 of the liquid crystal alignment direction is 10 degrees clockwise, the slow axis 65 of the phase plate is 100 degrees clockwise, Is 145 degrees clockwise. The retardation of the phase plate at a wavelength of 550 nm is a half wavelength.
【００８５】表示特性を測定したところ、反射表示時の
コントラスト比は７：１であり、反射率は１５．５％で
あった。補助光源点燈時のコントラスト比は１５：１、
明るさは４９ｃｄ／ｍ2であった。When the display characteristics were measured, the contrast ratio at the time of reflective display was 7: 1, and the reflectivity was 15.5%. The contrast ratio when the auxiliary light source is turned on is 15: 1,
Brightness was 49 cd / m 2 .
【００８６】共通電極１８と画素電極３６〜３８をいず
れも薄膜トランジスタ１９の存在する第二の基板１２側
に配置し、液晶層１３に概略平行な電界が印加されるよ
うにした本実施形態の液晶表示装置においても、上記実
施形態１の液晶表示装置と同様に補助光源点燈時に表色
範囲の増大が得られた。The common electrode 18 and the pixel electrodes 36 to 38 are all disposed on the second substrate 12 side where the thin film transistor 19 is present, and a liquid crystal of the present embodiment in which a substantially parallel electric field is applied to the liquid crystal layer 13. Also in the display device, similarly to the liquid crystal display device of the first embodiment, the color specification range was increased when the auxiliary light source was turned on.
【００８７】[0087]
【発明の効果】本発明によれば、比較的高い開口率を有
する画素反射板により昼間の屋外等の明るい環境下では
良好な反射表示が得られる。補助光源を点燈しない場合
に、本発明の液晶表示装置は従来の反射型液晶表示装置
と同等の低消費電力になる。また、補助光源と集光手段
と入射部傾斜反射板、出射部傾斜反射板の作用により、
屋内や夜間のような暗い環境下でも従来の透過型液晶表
示装置と同様に色純度の高い良好な透過表示が得られ
る。また、両者の中間の薄明かりにおいて、反射表示と
透過表示を併用しても、何れか一方が主の場合とほぼ同
様のコントラスト比の表示が得られる。According to the present invention, a good reflection display can be obtained in a bright environment such as outdoors in the daytime by using a pixel reflector having a relatively high aperture ratio. When the auxiliary light source is not turned on, the liquid crystal display device of the present invention has low power consumption equivalent to that of the conventional reflection type liquid crystal display device. In addition, by the action of the auxiliary light source, the condensing means, the incident part inclined reflector, and the emission part inclined reflector,
Even in a dark environment such as indoors or at night, good transmissive display with high color purity can be obtained as in the conventional transmissive liquid crystal display device. In addition, in the middle of light between the two, even if both the reflective display and the transmissive display are used, a display with a contrast ratio substantially the same as that in the case where one of them is the main is obtained.
【００８８】この様に、本発明の液晶表示装置ではすべ
ての環境において良好な表示が得られる。このため、こ
れを携帯型の情報機器に搭載すれば、その使用範囲を一
層拡大する効果が得られる。As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, good display can be obtained in all environments. For this reason, if this is mounted on a portable information device, the effect of further expanding its use range can be obtained.
【図１】本発明の実施形態１の液晶表示装置の構成を示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】基板法線方向から見た実施形態１の液晶表示装
置の構成要素の配置を示す正面図である。FIG. 2 is a front view illustrating an arrangement of components of the liquid crystal display device according to the first embodiment as viewed from a normal direction of the substrate.
【図３】図３(a)：実施形態１の液晶表示装置のカラー
フィルタの形成方法を示す工程図である。 図３(b)：実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ
の形成方法を示す工程図である。 図３(c)：実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ
の形成方法を示す工程図である。 図３(d)：実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ
の形成方法を示す工程図である。 図３(e)：実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ
の形成方法を示す工程図である。FIG. 3A is a process diagram showing a method of forming a color filter of the liquid crystal display device of the first embodiment. FIG. 3B is a process diagram illustrating a method for forming a color filter of the liquid crystal display device of the first embodiment. FIG. 3C is a process drawing illustrating the method for forming the color filters of the liquid crystal display device of the first embodiment. FIG. 3D is a process drawing showing the method for forming the color filters of the liquid crystal display device of the first embodiment. FIG. 3E is a process drawing illustrating a method for forming a color filter of the liquid crystal display device of the first embodiment.
【図４】実施形態１の液晶表示装置の補助光源点燈時と
反射表示時の表色範囲を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a color specification range of the liquid crystal display device according to the first embodiment when the auxiliary light source is turned on and when reflective display is performed.
【図５】本発明の実施形態２の液晶表示装置の構成を示
す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図６】図６(a)：実施形態２の集光手段の作成方法と
断面形状を示す工程図である。 図６(b)：実施形態２の集光手段の作成方法と断面形状
を示す工程図である。 図６(c)：実施形態２の集光手段の作成方法と断面形状
を示す工程図である。 図６(d)：実施形態２の集光手段の作成方法と断面形状
を示す工程図である。 図６(e)：実施形態２の集光手段の作成方法と断面形状
を示す工程図である。FIG. 6 (a) is a process diagram showing a method of forming a light-condensing means and a cross-sectional shape according to a second embodiment. FIG. 6B is a process diagram showing a method of forming the light condensing means and a cross-sectional shape according to the second embodiment. FIG. 6C is a process diagram showing a method of forming the light condensing means and a cross-sectional shape according to the second embodiment. FIG. 6D is a process diagram showing a method of forming the light-collecting means and a cross-sectional shape according to the second embodiment. FIG. 6E is a process diagram showing a method of forming the light condensing means and a cross-sectional shape according to the second embodiment.
【図７】本発明の実施形態３の液晶表示装置の構成を示
す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施形態４の液晶表示装置の構成を示
す断面図である。FIG. 8 is a sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】本発明の実施形態５の液晶表示装置の構成を示
す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図１０】基板法線方向から見た実施形態５の液晶表示
装置の構成要素の配置を示す正面図である。FIG. 10 is a front view showing the arrangement of components of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment as viewed from the normal direction of the substrate.
【図１１】本発明の実施形態６の液晶表示装置の構成を
示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図１２】基板法線方向から見た実施形態６の液晶表示
装置の構成要素の配置を示す正面図である。FIG. 12 is a front view showing an arrangement of components of the liquid crystal display device according to the sixth embodiment as viewed from a normal direction of the substrate.
【図１３】実施形態６の液晶表示装置の一画素における
位相板吸収軸、偏光板遅相軸、液晶配向方向の相互聞系
を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a mutual system of a phase plate absorption axis, a polarizing plate slow axis, and a liquid crystal alignment direction in one pixel of the liquid crystal display device of the sixth embodiment.
１１：第一の基板、１２：第二の基板、１３：液晶層、
１４：走査配線、１５：信号配線、１６：反射防止層、
１７：画素電極、１８：共通電極、１９：薄膜トランジ
スタ、２０：カラーフィルタ、２１：ブラックマトリク
ス、２２：傾斜層、２３：第一の配向膜、２４：第二の
配向膜、２５：第一の絶縁膜、２６：第二の絶縁膜、２
７：第一の偏光板、２８：第二の偏光板、２９：第一の
位相板、３０：第二の位相板、３１：補助光源、３２：
導光体、３３：集光手段、３５：第三の絶縁層、３６：
反射電極、３７：接合部、３８：透明電極、３９：コン
タクトホール、４０：平面発光光源、４１：反射表示時
の光路、４２：補助光源点燈時の光路、４５：走査電
極、４６：信号電極、５１：画素反射板、５２：入射部
傾斜反射板、５３：出射部傾斜反射板、５５：切削バイ
ト、５７：補助光源点燈時の表色範囲、５８：反射表示
時の表色範囲、６１：染料吸収媒体、６２：インク、６
３：共通電極の櫛歯方向、６４：液晶配向方向、６５：
位相板遅相軸、６６：偏光板透過軸、７０：共通電極と
画素電極問の電界。11: first substrate, 12: second substrate, 13: liquid crystal layer,
14: scanning wiring, 15: signal wiring, 16: anti-reflection layer,
17: pixel electrode, 18: common electrode, 19: thin film transistor, 20: color filter, 21: black matrix, 22: inclined layer, 23: first alignment film, 24: second alignment film, 25: first alignment film Insulating film, 26: second insulating film, 2
7: first polarizing plate, 28: second polarizing plate, 29: first phase plate, 30: second phase plate, 31: auxiliary light source, 32:
Light guide, 33: light collecting means, 35: third insulating layer, 36:
Reflective electrode, 37: junction, 38: transparent electrode, 39: contact hole, 40: flat light source, 41: optical path for reflective display, 42: optical path for auxiliary light source lighting, 45: scanning electrode, 46: signal Electrodes, 51: pixel reflector, 52: incident part inclined reflector, 53: emission part inclined reflector, 55: cutting tool, 57: color range when auxiliary light source is turned on, 58: color range when reflective display is performed , 61: dye absorbing medium, 62: ink, 6
3: comb tooth direction of common electrode, 64: liquid crystal alignment direction, 65:
Phase plate slow axis, 66: polarizing plate transmission axis, 70: electric field between common electrode and pixel electrode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９ Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ Ｆターム(参考） 2H091 FA02Z FA08X FA08Z FA11X FA14Z FA23Z FA26Z FA41Z LA15 LA16 LA17 5C094 AA06 AA07 BA03 BA43 CA19 CA23 DA12 ED02 ED11 JA01 5G435 AA02 AA03 BB12 BB16 CC09 CC12 DD14 EE27 FF03 GG12──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09F 9/30 349 G02F 1/1335 530 F-term (Reference) 2H091 FA02Z FA08X FA08Z FA11X FA14Z FA23Z FA26Z FA41Z LA15 LA16 LA17 5C094 AA06 AA07 BA03 BA43 CA19 CA23 DA12 ED02 ED11 JA01 5G435 AA02 AA03 BB12 BB16 CC09 CC12 DD14 EE27 FF03 GG12
Claims (11)
挟持して構成される表示部と、該表示部の背面側に配置
され該表示部を照明するための光を発生する補助光源
と、該補助光源からの光を前記表示部を通過させてその
前面まで導くための導光光学系とを備える液晶表示装置
において、 前記導光光学系は、前記表示部を構成する複数の画素の
うち少なくとも一部の画素毎に、前記第一または第二の
基板平面に対して平行な方向を含む予め定めた角度範囲
内の方向に沿って、前記補助光源光を通過させる画素光
路部を備えることを特徴とする液晶表示装置。1. A display unit having a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, and a light disposed on a back side of the display unit for illuminating the display unit. In a liquid crystal display device comprising: an auxiliary light source to be generated; and a light guide optical system for guiding light from the auxiliary light source through the display unit to a front surface thereof, wherein the light guide optical system constitutes the display unit. Passing the auxiliary light source light along a direction within a predetermined angle range including a direction parallel to the first or second substrate plane for at least some of the plurality of pixels. A liquid crystal display device comprising a pixel optical path section.
挟持して構成される表示部と、該表示部の背面側に配置
され該表示部を照明するための光を発生する補助光源と
を備える液晶表示装置において、 前記補助光源からの光を着色するためのカラーフィルタ
を備え、 前記補助光源光は、前記カラーフィルタの一横端面から
入射され、該一横端面に対向する他の横端面から出射さ
れることを特徴とする液晶表示装置。2. A display section comprising a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, and a light disposed on the back side of the display section for illuminating the display section. A liquid crystal display device comprising: an auxiliary light source that generates light; a color filter for coloring light from the auxiliary light source; and the auxiliary light source light is incident from one lateral end surface of the color filter. A liquid crystal display device, wherein the light is emitted from another opposing lateral end face.
板上のいずれか一方と、前記液晶層との間に形成される
ことを特徴とする液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel optical path is formed between one of the first substrate and the second substrate and the liquid crystal layer. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
通過させた後、前記表示部の前面側へ向ける光路を形成
するための、入射部傾斜反射板および出射部傾斜反射板
と、 前記入射部傾斜反射板および前記出射部傾斜反射板間の
光路中に配置されたカラーフィルタと、 前記表示部の前面から見て、前記カラーフィルタの背面
側に配置され、該前面側から入射してくる光を該前面方
向へ反射する画素反射板とを備えることを特徴とする液
晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel optical path unit directs light from the auxiliary light source to a front side of the display unit after passing light from an area corresponding to the pixel. An incident-portion inclined reflector and an exit-portion inclined reflector for forming an optical path; a color filter arranged in an optical path between the incident-portion inclined reflector and the exit-portion inclined reflector; and a front surface of the display unit. And a pixel reflector disposed on the back side of the color filter and reflecting light incident from the front side toward the front side.
反射面は、前記基板平面に対して４０度以上、５０度以
下の範囲の角度でそれぞれ傾いていること特徴とする液
晶表示装置。5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein both reflecting surfaces of the inclined reflecting plate of the incident portion and the inclined reflecting plate of the emitting portion are in a range of 40 degrees or more and 50 degrees or less with respect to the plane of the substrate. A liquid crystal display device characterized in that the liquid crystal display device is inclined at each of the angles.
１０以下の範囲内にあることを特徴とする液晶表示装
置。6. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the ratio of the thickness to the width of the color filter is 以上 or more,
A liquid crystal display device characterized by being within 10 or less.
同一の反射板の表面と裏面であり、対応する画素の端部
にそれぞれ配置されていることを特徴とする液晶表示装
置。7. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the incident-portion inclined reflector and the output-portion inclined reflector are:
A liquid crystal display device comprising: a front surface and a back surface of the same reflection plate, which are respectively disposed at ends of corresponding pixels.
前記出射部傾斜反射板は画素の中央部に配置されている
ことを特徴とする液晶表示装置。8. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the incident-portion inclined reflector is disposed at an end of a pixel.
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the emission-portion inclined reflection plate is disposed at a center of the pixel.
置された集光手段をさらに有することを特徴とする液晶
表示装置。9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light guide optical system further includes a light condensing unit disposed between the display unit and the auxiliary light source. .
て、 前記導光光学系は、前記表示部と前記補助光源の間に配
置された集光手段をさらに有し、 前記集光手段は前記補助光源からの光を前記入射部傾斜
反射板に集光することを特徴とする液晶表示装置。10. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the light guide optical system further includes a light condensing unit disposed between the display unit and the auxiliary light source. A liquid crystal display device, wherein light from an auxiliary light source is condensed on the incident portion inclined reflector.
て、 前記画素反射板は、前記基板法線方向から見て、前記画
素光路部と重なって分布することを特徴とする液晶表示
装置。11. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein said pixel reflector is distributed so as to overlap with said pixel optical path portion when viewed from said substrate normal direction.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2007139969A (en) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Hitachi Displays Ltd | Liquid crystal display device |
-
2000
- 2000-01-26 JP JP2000017019A patent/JP2001209048A/en active Pending
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