JP2002090773A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2002090773A
JP2002090773A JP2000277414A JP2000277414A JP2002090773A JP 2002090773 A JP2002090773 A JP 2002090773A JP 2000277414 A JP2000277414 A JP 2000277414A JP 2000277414 A JP2000277414 A JP 2000277414A JP 2002090773 A JP2002090773 A JP 2002090773A
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Hideji Sato
秀司 佐藤
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Casio Computer Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透過型として使用しても反射型として使用し
てもより一層明るい表示が得られるようにする。 【解決手段】 アクティブマトリクス型の表示用液晶セ
ル21の上面側には上偏光板33が設けられ、下面側に
は下偏光板34、表示モード切替用液晶セル35、偏光
板反射板43及びバックライト44が設けられている。
このうち表示モード切替用液晶セル35は、ベタパター
ンからなる電極38、40を備えている。このように、
反射機能を発揮するものとして半透過反射板ではなく偏
光反射板43を用いる。そして、表示モード切替用液晶
セル35により透過表示モードと反射表示モードのいず
れかに択一的に切り替えると、透過表示モードと反射表
示モードのいずれにおいても光効率の高い表示を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は透過兼反射型の液
晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置には、透過光を利用して表
示するとともに反射光を利用して表示する透過兼反射型
のものがある。図2は従来のこのような液晶表示装置の
一例の一部の断面図を示したものである。この液晶表示
装置はアクティブマトリクス型の液晶セル1を備えてい
る。液晶セル1は下ガラス基板2及び上ガラス基板3を
備えている。下ガラス基板2の上面にはITOからなる
画素電極4及びスイッチング素子としての薄膜トランジ
スタ5がマトリクス状に設けられ、その上面にはオーバ
ーコート膜6及び配向膜7が設けられている。
【0003】上ガラス基板3の下面には遮光膜8が格子
状に設けられている。遮光膜8を含む上ガラス基板3の
下面には青、緑、赤のカラーフィルタ要素9が設けられ
ている。カラーフィルタ要素9及び遮光膜8の下面には
ITOからなる共通電極10及び配向膜11が設けられ
ている。そして、下ガラス基板2と上ガラス基板3とは
図示しないシール材を介して互いに貼り合わされてい
る。また、シール材の内側における両ガラス基板2、3
の配向膜7、11間には液晶12が封入されている。
【0004】液晶セル1の上ガラス基板3の上面側には
上偏光板13が設けられている。液晶セル1の下ガラス
基板2の下面側には下偏光板14が設けられている。下
偏光板14の下面側には半透過反射板15が設けられて
いる。半透過反射板15の下面側にはバックライト16
が設けられている。
【0005】そして、この液晶表示装置を透過型として
使用する場合には、バックライト16を点灯させ、バッ
クライト16からの光を半透過反射板15等を透過させ
て上偏光板13の上面側に出射させ、これにより表示を
行う。一方、この液晶表示装置を反射型として使用する
場合には、バックライト16を点灯させず、上偏光板1
3の上面側から入射された外光を上偏光板13等を透過
させて半透過反射板15で反射させ、この反射光を上偏
光板13の上面側に出射させ、これにより表示を行う。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
液晶表示装置で用いられている半透過反射板15は、可
視光全域に亘ってほぼ一定の透過率及び反射率を有する
ものであり、透過率+反射率≦100%という関係式が
成立するものである。したがって、透過型として使用す
るときの明るさと反射型として使用するときの明るさは
相関関係にあり、透過型として使用するときの明るさを
明るくすると、反射型として使用するときの明るさが暗
くなり、逆に、反射型として使用するときの明るさを明
るくすると、透過型として使用するときの明るさが暗く
なり、結果的には、透過型として使用しても反射型とし
て使用しても明るさが不十分なものとなってしまうとい
う問題があった。この発明の課題は、透過型として使用
しても反射型として使用してもより一層明るい表示が得
られるようにすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、表示用液晶セルと、該表示用液晶セルの表面側に設
けられた偏光板と、前記表示用液晶セルの裏面側に設け
られた、透過表示モードと反射表示モードのいずれかに
択一的に切り替えるための表示モード切替用液晶セル
と、該表示モード切替用液晶セルの裏面側に設けられた
偏光反射板と、該偏光反射板の裏面側に設けられたバッ
クライトとを具備したものである。請求項2に記載の発
明は、請求項1に記載の発明において、前記表示用液晶
セルと前記表示モード切替用液晶セルとの間に偏光板を
設けたものである。請求項3に記載の発明は、請求項1
または2に記載の発明において、前記表示モード切替用
液晶セルとして、2枚のフィルム基板間に液晶が封入さ
れたものを用いたものである。請求項4に記載の発明
は、請求項1または2に記載の発明において、前記表示
モード切替用液晶セルとして、それぞれベタパターンか
らなる電極が設けられた2枚の基板間に液晶が封入され
たものを用いたものである。請求項5に記載の発明は、
請求項4に記載の発明において、前記両基板としてフィ
ルム基板を用いたものである。そして、請求項1に記載
の発明によれば、反射機能を発揮するものとして半透過
反射板ではなく偏光反射板を用い、表示モード切替用液
晶セルにより透過表示モードと反射表示モードのいずれ
かに択一的に切り替えるようにしているので、透過表示
モードと反射表示モードのいずれにおいても光効率の高
い表示を行うことができ、したがって透過型として使用
しても反射型として使用してもより一層明るい表示を得
ることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1(A)はこの発明の一実施形
態における液晶表示装置の要部の断面図を示したもので
ある。この液晶表示装置はアクティブマトリクス型の表
示用液晶セル21を備えている。表示用液晶セル21は
下ガラス基板22及び上ガラス基板23を備えている。
下ガラス基板22の上面にはITOからなる画素電極2
4及びスイッチング素子としての薄膜トランジス2タ5
がマトリクス状に設けられ、その上面にはオーバーコー
ト膜26及び配向膜27が設けられている。
【0009】上ガラス基板23の下面には遮光膜28が
格子状に設けられている。遮光膜28を含む上ガラス基
板23の下面には青、緑、赤のカラーフィルタ要素29
が設けられている。カラーフィルタ要素29及び遮光膜
28の下面にはITOからなる共通電極30及び配向膜
31が設けられている。そして、下ガラス基板22と上
ガラス基板23とは図示しないシール材を介して互いに
貼り合わされている。また、シール材の内側における両
ガラス基板22、23の配向膜27、31間には液晶3
2が封入されている。
【0010】表示用液晶セル21の上ガラス基板23の
上面側には上偏光板33が設けられている。表示用液晶
セル21の下ガラス基板22の下面側には下偏光板34
が設けられている。下偏光板34の下面側には後述する
表示モード切替用液晶セル35が設けられている。表示
モード切替用液晶セル35の下面側には偏光反射板43
が設けられている。偏光反射板43の下面側にはバック
ライト44が設けられている。
【0011】表示モード切替用液晶セル35は、後述す
るように、透過表示モードと反射表示モードのいずれか
に択一的に切り替えるためのもので、下フィルム基板3
6及び上フィルム基板37を備えている。下フィルム基
板36の上面にはITOのベタパターンからなる電極3
8及び配向膜39が設けられている。上フィルム基板3
7の下面にはITOのベタパターンからなる電極40及
び配向膜41が設けられている。そして、下フィルム基
板36と上フィルム基板37とは図示しないシール材を
介して互いに貼り合わされている。また、シール材の内
側における両フィルム基板36、37の配向膜39、4
1間には液晶42が封入されている。
【0012】次に、図1(B)を参照して、表示用液晶
セル21の配向膜27、31の配向処理方向、表示モー
ド切替用液晶セル35の配向膜39、41の配向処理方
向、偏光板33、34の透過軸及び偏光反射板43の透
過軸等の光学軸の関係を上面側から見た場合について説
明する。
【0013】表示用液晶セル21の上面側の配向膜31
の配向処理方向31aは、左下側から右上側に向かう方
向となっている。表示用液晶セル21の下面側の配向膜
27の配向処理方向27aは、左上側から右下側に向か
う方向となっている。したがって、この場合の表示用液
晶セル21の液晶32の液晶分子は、下面側から上面側
に向かって矢印32aで示す時計回り方向へほぼ90°
のツイスト角でツイスト配向されている。また、この場
合の表示用液晶セル21の動作方式はノーマリホワイト
となっている。
【0014】上偏光板33の透過軸33aは、表示用液
晶セル21の上面側の配向膜31の配向処理方向31a
とほぼ平行とされ、吸収軸33bは、透過軸33aに対
して直交されている。下偏光板34の透過軸34aは、
表示用液晶セル21の下面側の配向膜27の配向処理方
向27aとほぼ平行とされ、吸収軸34bは、透過軸3
4aに対して直交されている。
【0015】表示モード切替用液晶セル35の上面側の
配向膜41の配向処理方向41a及び下面側の配向膜3
9の配向処理方向39aは、表示用液晶セル21と同じ
方向となっている。したがって、この場合も、表示モー
ド切替用液晶セル35の液晶42の液晶分子は、下面側
から上面側に向かって矢印42aで示す時計回り方向へ
ほぼ90°のツイスト角でツイスト配向されている。
【0016】偏光反射板43の透過軸43aは、表示モ
ード切替用液晶セル35の下面側の配向膜39の配向処
理方向39aとほぼ平行とされ、反射軸43bは、透過
軸43aに対して直交されている。
【0017】次に、この液晶表示装置の表示動作につい
て説明する。まず、この液晶表示装置を反射型(反射表
示モード)として使用する場合には、表示モード切替用
液晶セル35の両電極38、40間に電圧を印加しな
い。すると、上偏光板33の上面側からの外光のうち上
偏光板33の透過軸33aに沿った直線偏光光は、上偏
光板33を透過し、表示用液晶セル21に入射される。
【0018】この入射光のうち、表示用液晶セル21の
オフ状態の画素電極24に対応する部分に入射された入
射光は、当該部分を透過する過程で旋光作用を受けてほ
ぼ90°旋光され、次いで下偏光板34を透過し、次い
で表示モード切替用液晶セル35を透過する過程で旋光
作用を受けてほぼ90°旋光され、次いで偏光反射板4
3で反射される。この反射光は、このときの経路を逆行
し、上偏光板33の上面側に出射される。
【0019】一方、表示用液晶セル21に入射された入
射光のうち、表示用液晶セル21のオン状態の画素電極
24に対応する部分に入射された入射光は、当該部分を
透過する過程で旋光作用を受けずにそのまま透過し、次
いで下偏光板34で吸収される。
【0020】このように、表示モード切替用液晶セル3
5の両電極38、40間に電圧を印加しない場合には、
ノーマリホワイトの反射表示モードとなる。また、この
場合、偏光反射板43に到達した外光のすべてが偏光反
射板43で反射されて上偏光板33の上面側に出射され
るので、光効率の高い表示を行うことができる。
【0021】次に、この液晶表示装置を透過型(透過表
示モード)として使用する場合には、表示モード切替用
液晶セル35の両電極38、40間に電圧を印加し、ま
たバックライト44を点灯させる。すると、バックライ
ト44からの光のうち偏光反射板43の透過軸43aに
沿った直線偏光光は、偏光反射板43を透過し、次いで
表示モード切替用液晶セル35を旋光作用を受けずにそ
のまま透過し、次いで下偏光板34を透過し、次いで表
示用液晶セル21に入射される。
【0022】この入射光のうち、表示用液晶セル21の
オフ状態の画素電極24に対応する部分に入射された入
射光は、当該部分を透過する過程で旋光作用を受けてほ
ぼ90°旋光され、次いで上偏光板33を透過してその
上面側に出射される。一方、表示用液晶セル21に入射
された入射光のうち、表示用液晶セル21のオン状態の
画素電極24に対応する部分に入射された入射光は、当
該部分を透過する過程で旋光作用を受けずにそのまま透
過し、次いで上偏光板33で吸収される。
【0023】このように、表示モード切替用液晶セル3
5の両電極38、40間に電圧を印加した場合には、ノ
ーマリホワイトの透過表示モードとなる。また、この場
合、バックライト44からの光のうち偏光反射板43の
透過軸43aに沿った直線偏光光のすべてが偏光反射板
43を透過して上偏光板33の上面側に出射されるの
で、光効率の高い表示を行うことができる。
【0024】ところで、上記実施形態では、表示モード
切替用液晶セル35として、フィルム基板36、37を
備えたものを用いているが、これは、反射表示モードに
おいて視差の少ない表示を得るためである。すなわち、
ガラス基板を備えた液晶セルの場合には、ガラス基板の
厚さの限界が0.3mm程度であるのに対し、フィルム
基板では厚さを0.1mm程度とすることができる。し
たがって、フィルム基板36、37を備えた表示モード
切替用液晶セル35の場合には、ガラス基板を備えた液
晶セルと比較して、全体の厚さを(0.3−0.1)×
2=0.4mm程度薄くすることができる。この結果、
表示用液晶セル21と偏光反射43との間隔が小さくな
り、反射表示モードにおいて視差の少ない表示を得るこ
とができる。ただし、このような視差を考慮しない場合
には、表示モード切替用液晶セル35として、ガラス基
板を備えたものを用いるようにしてもよい。
【0025】また、上記実施形態において、透過型とし
て使用するとき、表示モード切替用液晶セル35に印加
する電界の大きさを液晶42が完全に立ちきらない程度
の範囲内において変化させると、バックライト44から
の実質的な光量を調整することができる。
【0026】また、上記実施形態では、表示用液晶セル
21と表示モード切替用液晶セル35との間に下偏光板
34を配置しているが、これは、表示コントラストを優
先させるためである。そこで、明るさを優先される場合
には、下偏光板34を省略してもよい。
【0027】さらに、表示用液晶セル21は、ノーマリ
ホワイトに限らず、ノーマリブラックであってもよく、
また、アクティブマトリクス型に限らず、単純マトリク
ス型やセグメント型等であってもよく、さらに、TN
(ツイステッドネマティツク)型に限らず、STN(ス
ーパーツイステッドネマティツク)型やゲストホスト型
等であってもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、反射機能を発揮するものとして半透過反射板ではな
く偏光反射板を用い、表示モード切替用液晶セルにより
透過表示モードと反射表示モードのいずれかに択一的に
切り替えるようにしているので、透過表示モードと反射
表示モードのいずれにおいても光効率の高い表示を行う
ことができ、したがって透過型として使用しても反射型
として使用してもより一層明るい表示を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)はこの発明の一実施形態における液晶表
示装置の要部の断面図、(B)はその液晶セルの配向膜
の配向処理方向等の光学軸の関係を説明するために示す
図。
【図2】従来の液晶表示装置の一例の一部の断面図。
【符号の説明】
21 表示用液晶セル 33 上偏光板 34 下偏光板 35 表示モード切替用液晶セル 43 偏光反射板 44 バックライト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 BA02 BA05 BA43 BB03 BC22 2H089 HA22 QA16 TA02 TA15 TA17 TA18 2H090 JB03 JB10 LA01 LA09 LA16 LA20 2H091 FA08X FA08Z FA10Z FA14Z FD06 GA01 GA03 LA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示用液晶セルと、該表示用液晶セルの
    表面側に設けられた偏光板と、前記表示用液晶セルの裏
    面側に設けられた、透過表示モードと反射表示モードの
    いずれかに択一的に切り替えるための表示モード切替用
    液晶セルと、該表示モード切替用液晶セルの裏面側に設
    けられた偏光反射板と、該偏光反射板の裏面側に設けら
    れたバックライトとを具備することを特徴とする液晶表
    示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の発明において、前記表
    示用液晶セルと前記表示モード切替用液晶セルとの間に
    偏光板が設けられていることを特徴とする液晶表示装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の発明におい
    て、前記表示モード切替用液晶セルは、2枚のフィルム
    基板間に液晶が封入されたものからなることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の発明におい
    て、前記表示モード切替用液晶セルは、それぞれベタパ
    ターンからなる電極が設けられた2枚の基板間に液晶が
    封入されたものからなることを特徴とする液晶表示装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の発明において、前記両
    基板はフィルム基板であることを特徴とする液晶表示装
    置。
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