JP2001356332A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents
液晶装置及び電子機器Info
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Abstract
色などを抑えた反射型の液晶装置を提供することにあ
る。 【解決手段】 第1基板101と第2基板102との間
に液晶層105が挟持され、前記第1基板101の前記
液晶層105と異なる側に散乱層108が配置され、前
記第2基板102の前記液晶層側の面に凹凸を有する反
射層103が形成されている。
Description
晶装置を用いた電子機器に関する。
の透明基板の間に液晶層を封止してなる液晶セルの背面
側に反射板を配置したものが多く利用されている。この
ような反射型の液晶装置においては、液晶層の種類や駆
動方式などに応じて、液晶セルの前後に偏光板を配置し
たり、液晶装置の前面側のみに偏光板を配置したり、偏
光板を全く必要としなかったりする場合がある。
は、外光が前面側の透明基板を通して液晶層に入射し、
裏面側の透明基板を透過して反射板にて反射された後、
再び裏面側の透明基板、液晶層、前面側の透明基板を通
過して視認される。この場合に、液晶層と反射板の反射
面の間には裏面側の透明基板の厚さ分だけ間隔が生じる
ため、外光の入射角度によっては入射時において通過す
る液晶層の画素領域もしくはドット領域と、反射後に通
過する液晶層の画素領域もしくはドット領域とが異なる
ので、いわゆる視差による表示のにじみやダブルイメー
ジなどが発生するという問題点がある。
は、特開平5−323371号公報や特開平9−113
893号公報に記載されているように、外光を反射させ
る反射板を液晶セルの内面に設けて、視差をなくすとい
うものがある。
323371号公報に記載されている反射型の液晶装置
においては、画素反射電極に凹凸を付与して光拡散性を
持たせているので、反射光が干渉しあって色付いたりし
ないように凹凸を付与しなければならない。このため、
プロセスが複雑になり、コストが増すという問題があ
る。画素反射電極の金属感や鏡面感をなくすには凹凸の
高さや間隔、配列など非常に複雑な設計が必要になる。
凹凸の高低さを激しくしすぎると、これに起因する液晶
配向の乱れも生じる。
記載されている反射型の液晶装置においては、異なる屈
折率を有する2種類の微小領域から構成される拡散板を
液晶セルの前面に配置しているので、拡散板による表示
のにじみ(ボケ)が発生するという問題点がある。この
拡散板は反射板の鏡面感や金属感をなくし、外光の正反
射方向でなくとも明るい表示を得るために用いているわ
けであるが、この拡散板による光散乱のために、異なる
各画素での異なる情報が人間の目で認識されるまでに混
在してしまう。つまり、隣り合う画素で白表示と黒表示
をそれぞれ行っていたとすると、拡散板のために、白表
示と黒表示の境界がわかりにくくなり、表示がぼけてし
まう。拡散板による光散乱が強すぎると表示のにじみ
(ボケ)が顕著になり、逆に弱すぎると反射板の鏡面感
や金属感が残り、液晶装置の視野角も狭くなってしま
う。
伴って液晶表示のカラー化が要求されるようになってお
り、反射型液晶装置を用いるような機器においてもカラ
ー化が必要な場合が多い。ところが、特開平9−113
893号公報に記載されている液晶装置とカラーフィル
タを組み合わせた方法では、拡散板による散乱のため
に、表示のにじみ(ボケ)が発生してしまい、十分な発
色を得ることができないという問題点がある。
開平7−36060号公報に記載されているように、拡
散板も液晶セル内面へ形成して、表示のにじみ(ボケ)
を抑制する方法が提案されているが、これはコスト高に
なったり、信頼性が低下したり、所望の散乱特性が得に
くいなどの問題があり、実用化には至っていない。
であり、製造が容易でかつ表示のにじみ(ボケ)や混色
などを抑えた反射型の液晶装置を提供することにある。
また、この液晶装置を用いた電子機器を提供することに
ある。
に本発明が講じた手段は、以下の通りである。
2基板との間に液晶層が挟持され、前記第1基板の前記
液晶層と異なる側に散乱層が配置され、前記第2基板の
前記液晶層側の面に凹凸を有する反射層が形成されたこ
とを特徴とする。
極力抑えるように反射層の凹凸を小さくして反射層の光
拡散性を低下させても、液晶セル表面に配置してある散
乱層によってこの低下分を補うことができ、表示のにじ
み(ボケ)や混色などを抑えた反射型の液晶装置をつく
ることができる。反射層に凹凸を付与しただけで光拡散
性を持たせた反射型液晶装置に比べ、製造が容易でかつ
凹凸による液晶層への影響を抑えることができる。ま
た、散乱層と鏡面反射層を組み合わせた反射型液晶装置
に比べ、散乱層の光拡散性を小さくすることができるの
で、散乱層に起因する表示のにじみ(ぼけ)を最小限に抑
えることができる。
のようにすることによって、新たに画素電極を形成する
必要がなく、低コストで液晶装置を製造することができ
る。また、反射層と第1基板の間にカラーフィルタを形
成してもよい。このようにすることによって、反射型カ
ラー表示を実現することができる。
る。散乱層は積分球式光線透過率測定装置によって測定
された全光線透過率と散乱光透過率の比で求められる曇
価(ヘイズ)を適当に選択することによって、表示のに
じみ(ボケ)を抑制することができる。ヘイズが小さす
ぎると反射層の鏡面感や金属感が残ってしまい、明るく
高画質な表示が得られない。一方、ヘイズが大きすぎる
と表示のにじみ(ボケ)を抑えるのが困難となり、鮮明
でコントラストが高い高画質な表示が得られない。実験
によると、好ましいヘイズの範囲は、5%以上30%未
満であった。また、散乱層は、Asia Displa
y95,pp599−pp602で東北大学内田教授ら
が発表しているような、入射光側への散乱(後方散乱)
がなく、前方散乱が主であるものがより好ましい。な
お、散乱層は、特開平9−113893号公報に記載さ
れているような指向性を持つ光制御フィルムでも構わな
い。
凹凸が面内で規則的に配列していることを特徴とする。
規則的に配列しているので、ランダム配列で凹凸を形成
するのに比べて、製造が容易になる。例えば、図2に示
すような規則的な凹凸をつくるスタンパーやフォトマス
クを用意しておけば、どのようなサイズの液晶装置でも
容易に低コストで製造することができる。反射層の凹凸
を面内で規則的に配列すると、製造は容易になるが、反
射層からの反射光が干渉しあって、干渉縞が生じたり色
付いたりしてしまう。しかし、本手段によれば、散乱層
が液晶セル外面に形成されているので、この干渉縞や色
付きを抑えることができる。
が負の誘電率異方性を有する液晶により形成されてなる
ことを特徴とする。このような液晶を用いることによっ
て液晶分子は基板に対して垂直方向に立ち、電圧印加に
より基板に対して傾いた方向に配列することになる。こ
のような液晶は視角特性を広くすることができる。
前記第1基板と異なる側に偏光板を配置したことを特徴
とする。
で、高いコントラストの反射型液晶装置を得ることがで
きる。さらに、散乱層による後方散乱光のうち約半分を
吸収する効果がある。これによって、散乱層によるコン
トラストの低下を抑えることができる。
と前記偏光板の間に少なくとも1枚の位相差板を配置す
ることを特徴とする。
好な表示制御ができるとともに、光の波長分散に起因す
る色付きなどの色調への影響を低減することができる。
なお、位相差板は偏光板と散乱層の間、または散乱層と
第1基板の間のどちらに配置しても構わない。
を搭載したことを特徴とする。
のにじみ(ボケ)や混色などを抑えた反射型表示のでき
る液晶装置を用いた電子機器を実現することができる。
に係る実施形態について説明する。
装置の第1実施形態の構造を示す概略縦断面図である。
この実施形態は基本的に単純マトリクス型の液晶表示装
置に関するものであるが、同様の構成によりアクティブ
マトリクス型の装置や他のセグメント型の装置、その他
の液晶装置にも適用することは可能である。
02の間に液晶層105が枠状のシール材104によっ
て封止された液晶セルが形成されている。液晶層105
は、所定のツイスト角を持つネマチック液晶で構成され
ている。前方の透明基板101の内面上にはカラーフィ
ルタ109が形成され、このカラーフィルタには、R
(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色層が所定パタ
ーンで配列されている。カラーフィルタの表面上には透
明な保護膜110が被覆されており、この保護膜の表面
上に複数のストライプ状の透明電極111がITOなど
により形成されている。透明電極111の表面上には配
向膜が形成され、所定方向にラビング処理が施されてい
る。また、前方の透明基板101の外面上に偏光板10
6、位相差板107、散乱板108が配置されている。
カラーフィルタの着色層毎に形成されたストライプ状の
反射電極103が上記透明電極111と交差するように
複数配列されている。MIM素子やTFT素子を備えた
アクティブマトリクス型の装置である場合には、各反射
電極103は矩形状に形成され、アクティブ素子を介し
て配線に接続される。この反射電極103はCrやAl
などにより形成され、その表面は透明基板101の側か
ら入射する光を反射する反射面となっている。反射電極
103の表面上には上記と同様の配向膜が形成される。
反射電極103には特開平5−323371号公報に記
載されているような凹凸を公報と同様な方法で形成し
た。
図1における偏光板106、位相差板107、散乱板1
08、カラーフィルタ109をそれぞれ透過し、液晶層
105を通過後、反射電極103によって反射され、再
び偏光板106から液晶セルの外へ出射される。このと
き、液晶層105への印加電圧によって明状態と暗状
態、及びその中間の明るさを制御する。散乱板108
は、凹凸の付与された反射電極103の鏡面感や金属感
を白濁させ、外光の正反射方向以外でも明るい表示を認
識することができるようにする効果がある。反射電極1
03に凹凸を付与しても、金属感や鏡面感は完全に除去
することができないので、散乱板108を液晶セル前面
に配置することは非常に有効である。
装置について説明をしたが、液晶層に偏光板を不要とす
るような高分子散乱型の液晶や二色性の色素を添加した
ゲストホスト液晶を用いてもよい。この時は本実施形態
で用いた偏光板や位相差板は不要となる。
表示のにじみ(ボケ)や混色などを抑えた反射型の液晶
装置が実現できた。
を兼ねているが、反射層の上に保護膜または絶縁膜を形
成してからITOなどの透明電極を形成して、画素電極
としてもよい。
構造の反射型液晶装置を構成した。第1の実施形態と異
なる点は、反射電極103の凹凸を図2に示すように面
内で規則的に配列したことである。図中の202が凸部
で、201が凹部である。この実施形態は基本的に単純
マトリクス型の液晶表示装置に関するものであるが、同
様の構成によりアクティブマトリクス型の装置や他のセ
グメント型の装置、その他の液晶装置にも適用すること
は可能である。
る。2枚の基板101、102の間に液晶層105が枠
状のシール材104によって封止された液晶セルが形成
されている。液晶層105は、負の誘電異方性を持つネ
マチック液晶で構成されている。前方の透明基板の内面
上にはカラーフィルタ109が形成され、このカラーフ
ィルタには、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着
色層が所定パターンで配列されている。カラーフィルタ
の表面上には透明な保護膜110が被覆されており、こ
の保護膜110の表面上に複数のストライプ状の透明電
極111がITOなどにより形成されている。透明電極
111の表面上には液晶を垂直に配向させる配向膜が形
成され、所定方向にラビング処理が施されている。この
ラビング処理によって、液晶分子はラビング方向に約8
5度のプレティルト角を有している。
記カラーフィルタの着色層毎に形成されたストライプ状
の反射電極103が上記透明電極111と交差するよう
に複数配列されている。MIM素子やTFT素子を備え
たアクティブマトリクス型の装置である場合には、各反
射電極103は矩形状に形成され、アクティブ素子を介
して配線に接続される。この反射電極103はCrやA
lなどにより形成され、その表面は透明基板101の側
から入射する光を反射する反射面となっている。反射電
極103の表面上には上記と同様の配向膜が形成され
る。なお、この配向膜にはラビング処理を施さない。
を添加したAlを500オングストロームの厚みでスパ
ッタした金属膜を用いた。この反射電極103には、図
2に示すような面内で規則的な凹凸が形成されている。
前方の透明基板101の外面上に偏光板106が配置さ
れ、偏光板106と透明電極111との間に位相差板
(1/4波長板)107と散乱板108が配置されてい
る。
板107、散乱板108、カラーフィルタ109をそれ
ぞれ透過し、液晶層105を通過後、反射電極103に
よって反射され、再び偏光板106から液晶セルの外へ
出射される。このとき、液晶層105への印加電圧によ
って明状態と暗状態、及びその中間の明るさを制御す
る。
ないと、反射電極103の凹凸を面内で規則的に配列し
たため、干渉縞や色付きが見られ、非常に表示品質の悪
い反射型液晶装置になってしまう。しかし、弱い光散乱
性(ヘイズ:約10%〜20%)を有する散乱板108
を液晶セル前面に配置することによって、この干渉縞や
色付きを消すとともに反射電極103の鏡面感や金属感
をなくすことができる。また、この散乱板108は凹凸
を付与した反射電極103の光拡散性を補う役目も持っ
ている。この液晶装置は、光拡散性の弱い散乱板108
を用いているので、表示のにじみ(ボケ)を可能な限り
抑えていることができ、鮮明でコントラストが高く発色
のよい反射型のカラー表示が得られた。また、反射電極
103の凹凸を面内で規則的に配列したので、製造が容
易になった。さらに、反射電極103の凹凸の高低さを
小さくすることができるので、液晶配向への悪影響を最
小限にすることができる。
形状、大きさ、配列が同じ反射電極を用いたが、それぞ
れが異なっていても構わない。また、凸部202と凹部
201を逆に形成しても構わない。
製造が容易でかつ表示のにじみ(ボケ)などのない反射
型カラー液晶装置が実現できた。
に配向膜を塗布して反射型液晶装置を形成したが、液晶
配向への反射電極103凹凸の影響を抑えるために、凹
凸を小さくする保護膜を形成してもよい。この場合、凹
凸による光散乱性が小さくなる恐れがあるが、液晶セル
前面に散乱板108が存在するので、これを補うことが
できる。
フィルタの着色層について述べる。各実施形態において
は、反射型表示を行う場合、入射光が一旦カラーフィル
タのいずれかの着色層を透過した後、液晶層を通過して
反射電極によって反射され、再び着色層を透過してから
放出される。したがって、通常の透過型の液晶装置とは
ことなり、カラーフィルタを二回通過することになるた
め、通常のカラーフィルタでは表示が暗くなる。そこ
で、各実施形態では、カラーフィルタのR、G、Bの各
着色層の可視領域における最低透過率が30〜50%に
なるように淡色化して形成している。着色層の淡色化
は、着色層の膜厚を薄くしたり、着色層に混合する顔料
若しくは染料の濃度を低くしたりすることによってなさ
れる。このことによって、反射型表示を行う場合に表示
の明るさを低下させないように構成することができる。
3つ示す。本発明の液晶装置は、反射型なので、様々な
環境下で用いられ、しかも低消費電力が必要とされる携
帯機器に適している。例えば、図3(a)は携帯電話で
あり、(b)はウォッチであり、(c)は携帯情報機器
である。本発明の液晶装置は表示のにじみ(ボケ)など
がなく表示品質が高いので、高精細な表示を必要とする
場合には最適である。近年、情報量の増大と情報インフ
ラの整備によって、携帯の頻度が高い電子機器が数多く
製造・販売されている。このような電子機器の表示部に
は本発明の液晶装置は最適であり、特にカラー表示が必
要な時には非常に発色のよい表示を可能にする。
造が容易でかつ表示のにじみ(ボケ)や混色などを抑え
た鮮明な表示を行う反射型液晶装置を実現できる。
実施形態の概略構造を示す概略縦断面図である。
示す概略図である。
略図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 第1基板と第2基板との間に液晶層が挟
持され、前記第1基板の前記液晶層と異なる側に散乱層
が配置され、前記第2基板の前記液晶層側の面に凹凸を
有する反射層が形成されたことを特徴とする液晶装置。 - 【請求項2】 前記反射層の凹凸が面内で規則的に配列
していることを特徴とする請求項1記載の液晶装置。 - 【請求項3】 前記液晶層が負の誘電率異方性を有する
液晶により形成されてなることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の液晶装置。 - 【請求項4】 前記散乱層の前記第1基板と異なる側に
偏光板を配置したことを特徴とする請求項1乃至請求項
3のいずれか記載の液晶装置。 - 【請求項5】 前記第1基板と前記偏光板の間に少なく
とも1枚の位相差板を配置することを特徴とする請求項
4記載の液晶装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれか記載の
液晶装置を搭載した電子機器。
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JP2001134444A JP3603810B2 (ja) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | 液晶装置及び電子機器 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001356332A true JP2001356332A (ja) | 2001-12-26 |
JP3603810B2 JP3603810B2 (ja) | 2004-12-22 |
JP2001356332A5 JP2001356332A5 (ja) | 2005-01-06 |
Family
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JP (1) | JP3603810B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011002564A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
US8184244B2 (en) | 2005-01-25 | 2012-05-22 | Nitto Denko Corporation | Liquid crystal display apparatus |
-
2001
- 2001-05-01 JP JP2001134444A patent/JP3603810B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8184244B2 (en) | 2005-01-25 | 2012-05-22 | Nitto Denko Corporation | Liquid crystal display apparatus |
JP2011002564A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Seiko Epson Corp | 液晶装置及び電子機器 |
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