JP2002268062A - Liquid crystal display device and apparatus applied to image display provided with the same - Google Patents

Liquid crystal display device and apparatus applied to image display provided with the same

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JP2002268062A
JP2002268062A JP2001070936A JP2001070936A JP2002268062A JP 2002268062 A JP2002268062 A JP 2002268062A JP 2001070936 A JP2001070936 A JP 2001070936A JP 2001070936 A JP2001070936 A JP 2001070936A JP 2002268062 A JP2002268062 A JP 2002268062A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
display device
light
display element
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Application number
JP2001070936A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Hisamitsu
伸二 久光
Tatsuhiko Tamura
達彦 田村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type liquid crystal display device which is bright and employs no polarizing plate and to provide an apparatus applied to image display provided with the same. SOLUTION: In the liquid crystal display device provided with a liquid crystal display element formed by encapsulating a liquid crystal between a pair of electrode substrates and a reflection plate, the reflection surface of the reflection plate is formed as a stripe-shaped groove part and the section of the groove part is formed in a V shape or nearly in a V shape.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、近年OA機器等で
広く使用されている液晶表示装置及びそれを備えた画像
表示応用機器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device widely used in OA equipment and the like in recent years, and to an image display application device provided with the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、OA機器等で広く使用されている
液晶表示装置では、TN型、STN型の液晶表示素子が
使用されており、これら液晶表示素子では透過型、反射
型を問わず、偏光板が必ず使用されている。
2. Description of the Related Art Today, TN type and STN type liquid crystal display devices are used in liquid crystal display devices widely used in OA equipment and the like. These liquid crystal display devices may be of either a transmission type or a reflection type. A polarizing plate is always used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの液晶
表示装置では、前記のように、偏光板を使用する(ゲス
トホスト型についてもコントラストが良くないために偏
光板を使用している)ため、光の利用効率が悪く(約5
0%の光は利用されない)、特に反射型の液晶表示装置
では、表示が暗いという問題があった。一方、光散乱型
の液晶表示素子は、前方散乱であるという特性上反射型
としては商品化が困難であった。
However, these liquid crystal display devices use a polarizing plate as described above (the polarizing plate is also used for the guest-host type because the contrast is not good). Poor light utilization efficiency (about 5
0% light is not used), and particularly in a reflective liquid crystal display device, there is a problem that the display is dark. On the other hand, it has been difficult to commercialize a light-scattering type liquid crystal display element as a reflective type due to the characteristic of forward scattering.

【0004】そこで、本発明は前記従来の問題を解決す
るため、偏光板を使用しない非常に明るい反射型の液晶
表示装置及びそれを備えた画像表示応用機器を提供する
ことを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a very bright reflective liquid crystal display device without using a polarizing plate and an image display application device having the same in order to solve the above-mentioned conventional problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の液晶表示装置は、一対の電極基板の間に液
晶を封入した液晶表示素子と、反射板とを備えた液晶表
示装置であって、前記反射板の反射面がストライプ状の
溝部として形成され、前記溝部の断面がV字型又は略V
字型であることを特徴とする。前記反射板は、前記電極
基板の片方に前もって形成しておいてもよいし、又は液
晶表示素子に後から設置してもよい。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device comprising a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of electrode substrates, and a reflector. The reflection surface of the reflection plate is formed as a stripe-shaped groove, and the cross-section of the groove is V-shaped or substantially V-shaped.
Characteristic. The reflection plate may be formed in advance on one side of the electrode substrate, or may be provided later on the liquid crystal display device.

【0006】また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶
表示素子が、二色性色素を混入した液晶を封入したゲス
トホスト型液晶表示素子であり、前記溝部のピッチを前
記液晶表示素子の画素のピクセルのピッチ以下とするこ
とが好ましい。
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal display element is a guest-host type liquid crystal display element in which liquid crystal mixed with a dichroic dye is sealed, and the pitch of the groove is set to a pixel of the liquid crystal display element. Is preferably equal to or less than the pixel pitch.

【0007】また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶
表示素子が、光散乱型であることが好ましい。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the liquid crystal display element is of a light scattering type.

【0008】また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶
表示素子が、少なくとも片方の基板にカラーフィルター
が形成された一対の電極基板の間に光散乱型の液晶を封
入した光散乱型の液晶表示素子であり、前記溝部のピッ
チが、前記カラーフィルターのピクセルのピッチと同一
であることが好ましい。
Further, in the liquid crystal display device according to the present invention, the liquid crystal display element is a light scattering type liquid crystal in which a light scattering type liquid crystal is sealed between a pair of electrode substrates each having a color filter formed on at least one substrate. It is a display element, and it is preferable that a pitch of the grooves is the same as a pitch of pixels of the color filter.

【0009】また、本発明の液晶表示装置は、前記液晶
表示素子が、光散乱型であり、前記溝部の底部に光吸収
壁が形成されていることが好ましい。
Further, in the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the liquid crystal display element is of a light scattering type, and that a light absorbing wall is formed at the bottom of the groove.

【0010】また、本発明の画像表示応用機器は、前記
液晶表示装置を備えることを特徴とする。画像表示応用
機器としては、モニター、パソコン、テレビ、DVDプ
レーヤー等従来から液晶表示装置が使用されている機器
があるが、特に屋外(外光下)で使用される機器、例え
ばカーナビゲーション装置、PDA、携帯電話等が最適
である。
Further, an image display application device according to the present invention is provided with the liquid crystal display device. Examples of image display applied devices include devices in which a liquid crystal display device is conventionally used such as a monitor, a personal computer, a television, and a DVD player. In particular, devices used outdoors (under external light), such as a car navigation device and a PDA , A mobile phone or the like is most suitable.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1を示した液晶表示素子の断面図である。透明電極は図
示されていないが、カラーフィルター4の上とアクリル
樹脂からなる平坦化層5の上に液晶3に面して対向して
透明電極が形成されている。液晶表示素子の表示画素の
ピクセルサイズはカラーフィルターのピクセルサイズで
あり、銀あるいはアルミニウムからなる反射膜6のV字
型の溝部のピッチはピクセルピッチの半分で、また、V
字のなす角が90度で形成されている。
Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. Although the transparent electrode is not shown, a transparent electrode is formed on the color filter 4 and on the flattening layer 5 made of acrylic resin so as to face the liquid crystal 3 and face the liquid crystal 3. The pixel size of the display pixel of the liquid crystal display element is the pixel size of the color filter. The pitch of the V-shaped groove of the reflective film 6 made of silver or aluminum is half the pixel pitch.
The angle between the characters is 90 degrees.

【0013】前記液晶表示素子の形成は、先ず、両ガラ
ス基板1、2の透明電極上に配向膜を形成し(図示せ
ず)、V字型の溝部のストライプ方向に対して約45度
の方向に液晶分子が配列するようにラビングをし、赤青
緑の三色の二色性色素を混入したP型液晶3を封入して
ホモジニアス配向させる。
In order to form the liquid crystal display element, first, an alignment film is formed on the transparent electrodes of the glass substrates 1 and 2 (not shown), and the alignment film is formed at an angle of about 45 degrees with respect to the stripe direction of the V-shaped groove. Rubbing is performed so that the liquid crystal molecules are arranged in the directions, and the P-type liquid crystal 3 mixed with dichroic dyes of three colors of red, blue and green is sealed and homogeneously aligned.

【0014】このようにして形成した前記液晶表示素子
の動作原理について説明する。先ず、液晶3に電圧が印
加されない時、外部からの液晶3への入射光は、偏光軸
を液晶分子に平行、直角の二つに分解した時、一方の光
は二色性色素により吸収されるが、もう一方の光は吸収
されないで反射面まで到達する。図18に示すような従
来の液晶表示素子では、反射膜の形成は平坦な面又は散
乱面になされており、このような構成では、吸収されず
に反射面まで到達した光は、偏光軸を変えないため、再
び吸収されずに外部に反射される。しかし、本発明の反
射板であれば、図7、図8、図9に示すように反射面で
の二回の反射により、偏光軸を90度回転させるため、
帰路で二色性色素により吸収を受け、外部に光が漏れ出
てくることはない。図7は反射面と入、反射光の偏光軸
を示した斜視図であり、図8、図9はその側面図、平面
図である。一方、液晶3に電圧が印加された時は、通常
のゲストホスト型液晶表示素子と同様に、入射光は二色
性色素により吸収されず、そのまま反射するので、本発
明の液晶表示装置では偏光板を使用しなくても非常に高
コントラストの、しかも非常に明るい表示が可能とな
る。
The operation principle of the liquid crystal display device thus formed will be described. First, when no voltage is applied to the liquid crystal 3, incident light from the outside into the liquid crystal 3 is decomposed into two parallel and perpendicular axes of the polarization axis to the liquid crystal molecules, and one light is absorbed by the dichroic dye. However, the other light reaches the reflection surface without being absorbed. In the conventional liquid crystal display device as shown in FIG. 18, the reflection film is formed on a flat surface or a scattering surface. In such a configuration, light that has reached the reflection surface without being absorbed has a polarization axis. Because it does not change, it is reflected outside without being absorbed again. However, according to the reflector of the present invention, the polarization axis is rotated by 90 degrees by the two reflections on the reflection surface as shown in FIGS.
On the way back, the light is absorbed by the dichroic dye and no light leaks out. FIG. 7 is a perspective view showing a reflection surface, a polarization axis of incident light and reflected light, and FIGS. 8 and 9 are a side view and a plan view thereof. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal 3, the incident light is not absorbed by the dichroic dye and is reflected as it is, similarly to a normal guest-host type liquid crystal display element. A very high contrast and very bright display can be achieved without using a plate.

【0015】本実施形態1では、ホモジニアス配向とし
たが、ツイスト配向のものでも、また、ホメオトロピッ
ク配向のものでも利用できることは言うまでもない。ま
た、反射面の溝部のV字のなす角度は、本実施形態1の
90度が最も好ましいが、80度、100度でも効果が
得られる。また、V字型の形状も基板の垂線に対して、
視角方向を考慮すれば必ずしも対象である必要もない。
ピッチもピクセルピッチの半分としたが、ピクセルピッ
チ以下であればよく、より小さい方が好ましい。更に
は、V字型の溝部の方向も図14のように1方向だけで
なく、図15のように直行する2方向であっても何ら問
題はなく、溝部のストライプの方向も画素のストライプ
の方向に平行、直行が望ましいが、電圧の印加、無印加
時の液晶の配向方向を考慮しさえすれば、これに限った
ものではない。また、図4のV字型の溝部のように、溝
部の凹部が一部平坦になっていても、また凸部が一部平
坦になっていても、若干特性は劣るが問題はない。これ
らは、ピクセルに入射した出来るだけ多くの光が反射膜
で反射され、偏光軸を変えて同じピクセルを通過するこ
とを基本に、カラーフィルターを持たない白黒も含め
て、液晶表示素子の表示モード、要求特性に応じて設計
することが好ましい。また、図6は反射板を外付けにし
た他の実施形態を示したものであり、このようにしても
本実施形態1ほどの効果は得られないが、ガラス基板さ
え厚みの薄いものを使用すれば十分効果は得られる。
In the first embodiment, a homogeneous alignment is used. However, it is needless to say that a twist alignment or a homeotropic alignment can be used. The angle formed by the V-shape of the groove of the reflecting surface is most preferably 90 degrees in the first embodiment, but the effect can be obtained even at 80 degrees or 100 degrees. Also, the V-shaped shape is
Considering the viewing angle direction, it is not always necessary to be the target.
Although the pitch is set to half the pixel pitch, the pitch may be equal to or smaller than the pixel pitch. Furthermore, there is no problem if the direction of the V-shaped groove is not only one direction as shown in FIG. 14 but also two directions perpendicular to each other as shown in FIG. It is desirable that the liquid crystal be parallel and perpendicular to the direction, but the present invention is not limited to this as long as the alignment direction of the liquid crystal when voltage is applied or not applied is considered. Even if the concave portion of the groove portion is partially flat or the convex portion is partially flat like the V-shaped groove portion in FIG. 4, the characteristics are slightly inferior, but there is no problem. These are based on the principle that as much light as possible incident on a pixel is reflected by a reflective film and passes through the same pixel with a different polarization axis. It is preferable to design according to required characteristics. FIG. 6 shows another embodiment in which the reflection plate is externally attached. Even in this case, the effect of the first embodiment is not obtained, but a glass substrate having a small thickness is used. If it does, the effect is enough.

【0016】本実施形態1では、白表示に金属光沢が現
れることがあるが、この時は光散乱フィルムをガラス基
板1の表面に貼り付けても良いが、カラーフィルターに
フィラーを添加するなどして光散乱機能を持たせること
が最も良く、視野角改善の効果もある。
In the first embodiment, metallic luster may appear in white display. In this case, a light scattering film may be attached to the surface of the glass substrate 1, but a filler may be added to the color filter. It is best to have a light scattering function to improve the viewing angle.

【0017】以上のように、本発明は偏光軸を反射板に
より変え、そのことにより反射型液晶の表示性能を向上
させるものであり、他の液晶表示モードでの利用価値も
大きい。
As described above, in the present invention, the polarization axis is changed by the reflector, thereby improving the display performance of the reflection type liquid crystal, and has a great value in other liquid crystal display modes.

【0018】(実施形態2)図2は、他の実施形態を示
した液晶表示装置の断面図である。本実施形態2では、
液晶3として光散乱タイプのものを使用しているため、
必要に応じて配向処理をすればよく、本実施形態2では
配向膜の形成、配向処理はされていない。また、反射膜
6のV字のなす角が120度で形成されているものを使
用し、それ以外は実施形態1と同様の構成にしてある。
Embodiment 2 FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal display according to another embodiment. In the second embodiment,
Since the light scattering type is used as the liquid crystal 3,
The alignment treatment may be performed as needed. In the second embodiment, the formation of the alignment film and the alignment treatment are not performed. The reflection film 6 has a V-shaped angle of 120 degrees, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.

【0019】このような構成の液晶表示素子の動作につ
いて説明する。液晶は、電圧の印加、無印加により透明
状態又は光散乱状態になる。先ず、液晶が透明状態の
時、入射光はそのまま反射膜6に到達する。ところで、
外部から液晶表示素子のガラス基板に入射した光は屈折
し角度を変えるが、ガラスの屈折率からして、液晶3に
入射する光線の入射角度(基板の垂線に対する角度)は
約45度以下である。いま45度の角度で液晶3に入射
した光は、図10に示すように、反射膜6で反射され、
基板表面の垂線に対して15度の角度で空気中に入射す
る。そして、この光はガラスと大気の屈折率の差によ
り、約20度にまで広がることになる。また、垂直に入
射した光は、反射膜6で反射されるが、反射角は60度
であり、この光はガラス基板1の表面で全反射され外部
に出て行くことはない。即ち、液晶が透明状態にある
時、液晶表示素子を基板表面の垂線に対して約20度以
内の角度で正面から見ると、黒く見えることになる。一
方、液晶が散乱状態になった時、光は液晶で散乱され反
射面への入射光は45度以上(基板の垂線に対する角
度)になるので、正面方向にも光が反射されることにな
り、画素は明るく見える。このように、本実施形態2に
よれば、視角方向に制約があるものの視認性の良い非常
に明るい液晶表示装置が得られる。
The operation of the liquid crystal display device having such a configuration will be described. The liquid crystal enters a transparent state or a light scattering state by applying or not applying a voltage. First, when the liquid crystal is in a transparent state, incident light reaches the reflection film 6 as it is. by the way,
Light incident on the glass substrate of the liquid crystal display element from the outside is refracted and changes its angle. However, from the refractive index of the glass, the angle of incidence of light rays incident on the liquid crystal 3 (the angle with respect to the perpendicular of the substrate) is about 45 degrees or less. is there. The light that has now entered the liquid crystal 3 at an angle of 45 degrees is reflected by the reflective film 6 as shown in FIG.
The light enters the air at an angle of 15 degrees with respect to the normal to the substrate surface. This light spreads to about 20 degrees due to the difference in the refractive index between the glass and the atmosphere. The vertically incident light is reflected by the reflection film 6, but has a reflection angle of 60 degrees. This light is totally reflected on the surface of the glass substrate 1 and does not go outside. That is, when the liquid crystal is in a transparent state, the liquid crystal display element looks black when viewed from the front at an angle of about 20 degrees or less with respect to a perpendicular to the substrate surface. On the other hand, when the liquid crystal is in the scattering state, the light is scattered by the liquid crystal and the light incident on the reflection surface becomes 45 degrees or more (the angle with respect to the perpendicular to the substrate), so that the light is also reflected in the front direction. , The pixels appear bright. As described above, according to the second embodiment, a very bright liquid crystal display device with good visibility is obtained although the viewing angle direction is restricted.

【0020】また、図16、図17はV字型の溝部の他
の実施形態である。それぞれのV字型の溝部には、片面
だけに反射膜6が形成されており、対面する一方の面に
は形成されていない。この反射膜が形成されていない面
は、透明部9であっても光吸収部9であっても良い。こ
のような構成にすれば、液晶が散乱状態にない時は、図
16、図17の反射膜のように45度の斜面に形成され
ていれば、液晶に45度以下の角度(基板の垂線に対す
る角度)で入射した光は、全て吸収されるか透過してガ
ラス基板2の外に(液晶表示素子の裏側に)出て行く。
或いは、反射膜6で反射された光は、45度以上の角度
でガラス基板1の表面に向い、そこで全反射されること
になり、液晶表示素子の表面から出てくることはない。
一方、液晶が散乱状態になれば、上述のように光は表示
素子表面より出射されるので、この構成では視角方向に
制約もなく良好な表示が得られる。
FIGS. 16 and 17 show another embodiment of the V-shaped groove. In each of the V-shaped grooves, the reflection film 6 is formed only on one surface, and is not formed on one of the facing surfaces. The surface on which the reflective film is not formed may be the transparent portion 9 or the light absorbing portion 9. With such a configuration, when the liquid crystal is not in the scattering state, if the liquid crystal is formed on a 45-degree slope as in the reflection film of FIGS. (The angle with respect to the liquid crystal display element) is absorbed or transmitted and goes out of the glass substrate 2 (to the rear side of the liquid crystal display element).
Alternatively, the light reflected by the reflection film 6 is directed to the surface of the glass substrate 1 at an angle of 45 degrees or more, and is totally reflected there, and does not emerge from the surface of the liquid crystal display element.
On the other hand, when the liquid crystal is in the scattering state, light is emitted from the display element surface as described above, and thus, in this configuration, a favorable display can be obtained without any restriction in the viewing angle direction.

【0021】本実施形態2では、溝部のV字のなす角度
を45度、90度、120度とし、ピッチもピクセルピ
ッチの半分としたが、これに限ったものではない。ま
た、図4のV字型の溝部のように、溝部の凹部が一部平
坦になっていても、また凸部が一部平坦になっていて
も、若干特性は劣るが問題はない。更には、V字型の溝
部の方向も図14のように1方向だけでなく、図15の
ように直行する2方向、又はそれ以上であっても何ら問
題はなく、溝部のストライプの方向も画素のストライプ
の方向に平行、直行が望ましいが、これに限ったもので
はない。これらは、散乱状態になった液晶により散乱さ
れた光が隣接のピクセルに出来るだけ影響を与えないよ
うに考慮して、カラーフィルターを持たない白黒も含め
て、要求特性に応じて設計することが好ましい。また、
図6のように反射板を外付けにしても本実施形態2ほど
の効果は得られないが、ガラス基板さえ厚みの薄いもの
を使用すれば十分効果は得られる。
In the second embodiment, the angles formed by the V-shaped grooves are 45 degrees, 90 degrees, and 120 degrees, and the pitch is half the pixel pitch. However, the present invention is not limited to this. Further, even if the concave portion of the groove portion is partially flat or the convex portion is partially flat like the V-shaped groove portion in FIG. 4, the characteristics are slightly inferior, but there is no problem. Further, the direction of the V-shaped groove is not limited to one direction as shown in FIG. 14, but may be two directions perpendicular to each other as shown in FIG. 15 or more. Desirably, the direction is parallel to and perpendicular to the direction of the pixel stripe, but is not limited to this. These should be designed according to the required characteristics, including black and white without a color filter, so that the light scattered by the scattered liquid crystal does not affect adjacent pixels as much as possible. preferable. Also,
Although an effect similar to that of the second embodiment cannot be obtained by externally attaching a reflection plate as shown in FIG. 6, a sufficient effect can be obtained by using a thin glass substrate.

【0022】(実施形態3)図3は、本発明の他の実施
形態を示した液晶表示素子の断面図である。透明電極は
図示されていないが、カラーフィルター4の上と平坦化
層5の上に液晶3に面して対向して透明電極が形成され
ている。液晶表示素子の表示画素のピクセルサイズはカ
ラーフィルターのピクセルサイズであり、反射膜6のV
字型の溝部のピッチはピクセルピッチに等しく、また、
V字のなす角が90度で形成されている。本実施形態3
では、液晶3として光散乱タイプのものを使用している
ため、必要に応じて配向処理をすればよく、本実施形態
3では配向膜の形成、配向処理はされていない。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device showing another embodiment of the present invention. Although a transparent electrode is not shown, a transparent electrode is formed on the color filter 4 and the flattening layer 5 so as to face the liquid crystal 3 and face the liquid crystal 3. The pixel size of the display pixel of the liquid crystal display element is the pixel size of the color filter.
The pitch of the U-shaped groove is equal to the pixel pitch,
The angle formed by the V-shape is 90 degrees. Embodiment 3
Since the liquid crystal 3 is of a light scattering type, the liquid crystal 3 may be subjected to an alignment treatment as necessary. In the third embodiment, no alignment film is formed and no alignment treatment is performed.

【0023】次に、このような構成の液晶表示素子の動
作について図11を用いて説明する。本実施形態3で
は、液晶は電圧の印加、無印加により透明状態又は光散
乱状態になる。先ず、液晶が透明状態の時、ガラス基板
1を通過した光はそのまま反射膜6に到達する。液晶3
に入射する光の入射角度(ガラス基板1の垂線に対する
角度)は実施形態1にも記述のように約45度以下であ
る。従って、反射膜6に到達した光は、反射膜6が基板
面に対して45度傾斜しているため、1回の反射ではガ
ラス基板1の垂線に対して45度以下の角度に反射する
ことはなく、ガラス基板1の表面で全反射するため液晶
表示素子の外へ出ることはない。また、液晶表示素子の
あるピクセルに入射した光は、図11に示すように、反
射膜6により二回の反射を得て、隣接するピクセルを通
り反射されることになるが、カラーフィルターは赤緑青
と並んでいるため、即ち、赤を通過した光は反射され
て、隣接の青又は緑を通過することになり、結局光はそ
こで吸収されて、外部には出てこないことになる。次
に、液晶が光散乱状態になると、液晶3に入射した光は
散乱を受けてその方向を変える。そして一部が、入射角
(ガラス基板1の垂線に対する角度)が45度以上にな
るため、反射膜での反射により同じピクセルを通って、
液晶表示素子の外部に出て行くことになる。
Next, the operation of the liquid crystal display device having such a configuration will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the liquid crystal enters a transparent state or a light scattering state by applying or not applying a voltage. First, when the liquid crystal is in a transparent state, the light that has passed through the glass substrate 1 reaches the reflection film 6 as it is. Liquid crystal 3
As described in the first embodiment, the incident angle of light incident on the substrate (the angle with respect to the perpendicular of the glass substrate 1) is about 45 degrees or less. Therefore, the light that reaches the reflection film 6 is reflected at an angle of 45 degrees or less with respect to the perpendicular to the glass substrate 1 in one reflection because the reflection film 6 is inclined 45 degrees with respect to the substrate surface. However, since the light is totally reflected on the surface of the glass substrate 1, it does not go out of the liquid crystal display element. In addition, as shown in FIG. 11, light incident on a certain pixel of the liquid crystal display element is reflected twice by the reflective film 6 and is reflected through an adjacent pixel. Being lined with patina, that is, light that has passed red will be reflected and will pass through the adjacent blue or green, and eventually the light will be absorbed there and will not exit. Next, when the liquid crystal enters a light scattering state, the light incident on the liquid crystal 3 is scattered and changes its direction. Some of the incident angles (the angles with respect to the perpendicular to the glass substrate 1) are 45 degrees or more, so that the light passes through the same pixel due to reflection on the reflection film,
It goes out of the liquid crystal display element.

【0024】このようにして、偏光板を使用しない明る
い液晶表示が可能となるが、図3の構成では、V字型の
溝部の底部近くに入射した光は、同じピクセルを通って
反射されることになり、この光が常に漏れることによ
り、コントラストは若干劣る。これを改善するために考
案されたのが図4に示す他の実施形態である。図4で
は、V字型の溝部の凹部が一部平坦に形成されている。
こうすることにより、図12に示すように、溝部の底部
に入射した光も必ず隣接のピクセル(カラーフィルタ
ー)で吸収されることになり、図3の構成よりコントラ
ストはさらに向上する。
In this way, a bright liquid crystal display without using a polarizing plate is possible. In the configuration of FIG. 3, light incident near the bottom of the V-shaped groove is reflected through the same pixel. That is, since the light always leaks, the contrast is slightly inferior. Another embodiment shown in FIG. 4 has been devised to improve this. In FIG. 4, the concave portion of the V-shaped groove is partially flat.
By doing so, as shown in FIG. 12, light incident on the bottom of the groove is necessarily absorbed by the adjacent pixels (color filters), and the contrast is further improved as compared with the configuration of FIG.

【0025】本実施形態3では、反射面の溝部のV字の
なす角度を最も望ましい90度としたが、80度、10
0度でも同様の効果が得られ、これに限ったものではな
く、要求特性に応じて設計することが好ましい。更に
は、V字型の溝部の方向も図14のように1方向だけで
なく、図15のように直行する2方向又はそれ以上であ
っても、カラーフィルターの赤緑青の配置を考慮すれ
ば、何ら問題はない。また、図4のV字型の溝部のよう
に、溝部の凹部が一部平坦になっているのはもちろんの
こと、凸部が一部平坦になっていても、若干特性は劣る
が問題はない。
In the third embodiment, the V-shaped angle of the groove of the reflection surface is set to 90 degrees, which is the most desirable.
The same effect can be obtained even at 0 degrees, and the present invention is not limited to this, and it is preferable to design according to required characteristics. Further, the direction of the V-shaped groove is not limited to one direction as shown in FIG. 14 but may be two directions or more perpendicular thereto as shown in FIG. No problem. In addition, as in the case of the V-shaped groove in FIG. 4, not only is the concave part of the groove partly flat, but also if the convex part is partially flat, the characteristics are slightly inferior, but the problem remains. Absent.

【0026】また、図6のように、反射板を外付けにし
ても本実施形態3ほどの効果は得られないが、基板さえ
厚みの薄いものを使用すれば十分効果は得られる。
As shown in FIG. 6, even if an external reflector is used, the same effect as in the third embodiment cannot be obtained, but a sufficient effect can be obtained by using a thin substrate.

【0027】以上のように、本発明はカラーフィルター
(画素ピクセル)と等ピッチのV字型の溝部に反射膜6
を形成し、光を色の異なった二つのカラーフィルターを
通過させて吸収することにより、光散乱型で反射型の液
晶表示装置の特性を大幅に改善することができる。
As described above, according to the present invention, the reflection film 6 is formed in the V-shaped groove at the same pitch as the color filter (pixel pixel).
By absorbing light by passing through two color filters of different colors, the characteristics of a light-scattering and reflective liquid crystal display device can be significantly improved.

【0028】(実施形態4)図5は、本発明の他の実施
形態を示した液晶表示素子の断面図である。透明電極は
図示されていないがカラーフィルター4の上と平坦化層
5の上に液晶3に面して対向して透明電極が形成されて
いる。液晶表示素子の表示画素のピクセルサイズはカラ
ーフィルターのピクセルサイズであり、反射膜6のV字
型の溝部のピッチはピクセルピッチに等しく、V字のな
す角が90度で形成されている。また、V字型の溝部の
底部にカーボン微粒子を混入させた樹脂からなる光吸収
壁7が形成されている。本実施形態4では、液晶3とし
て光散乱タイプのものを使用しているため、必要に応じ
て配向処理をすればよく、本実施形態4では配向膜の形
成、配向処理はされていない。
(Embodiment 4) FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal display device showing another embodiment of the present invention. Although not shown, a transparent electrode is formed on the color filter 4 and the flattening layer 5 so as to face the liquid crystal 3 and face the liquid crystal 3. The pixel size of the display pixel of the liquid crystal display element is the pixel size of the color filter, the pitch of the V-shaped groove of the reflection film 6 is equal to the pixel pitch, and the angle formed by the V-shape is 90 degrees. Further, a light absorbing wall 7 made of a resin mixed with carbon fine particles is formed at the bottom of the V-shaped groove. In the fourth embodiment, since the liquid crystal 3 is of a light scattering type, an alignment treatment may be performed as needed. In the fourth embodiment, no alignment film is formed and no alignment treatment is performed.

【0029】次に、このような構成の液晶表示素子の動
作について説明する。本実施形態4では、図13に示す
ようにガラス基板1内に入射した光は、入射角(ガラス
基板1の垂線に対する角度)は45度以下であるため、
光はV字型の溝部の低部に設けられた光吸収壁7により
吸収されるか、反射角(ガラス基板1の垂線に対する角
度)が45度以上でガラス基板1の表面で全反射するか
である。従って、この構成も図3の構成よりコントラス
トは向上する。しかも、この構成では、色の異なった二
つのカラーフィルターにより光を吸収するという必要が
ないので、溝部のピッチがピクセルピッチ以下であれば
溝部のピッチをピクセルピッチと等しくする必要もな
く、溝部の方向もカラーフィルター、ピクセルの方向と
同じである必要もない。
Next, the operation of the liquid crystal display device having such a configuration will be described. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, the light incident on the glass substrate 1 has an incident angle (an angle with respect to a perpendicular to the glass substrate 1) of 45 degrees or less.
Whether the light is absorbed by the light absorbing wall 7 provided at the lower part of the V-shaped groove, or is totally reflected on the surface of the glass substrate 1 when the reflection angle (angle with respect to the perpendicular of the glass substrate 1) is 45 degrees or more. It is. Therefore, this configuration also has higher contrast than the configuration of FIG. Moreover, in this configuration, it is not necessary to absorb light by two color filters of different colors, so that if the pitch of the groove is less than the pixel pitch, it is not necessary to make the pitch of the groove equal to the pixel pitch, and The direction does not need to be the same as the direction of the color filter or pixel.

【0030】本実施形態4では、V字のなす角度を最も
望ましい90度としたが、80度、100度でも同様の
効果が得られ、これに限ったものではない。これらは、
カラーフィルターを持たない白黒も含めて、要求特性に
応じて設計することが好ましい。更には、V字型の溝部
の方向も図14のように1方向だけでなく、図15のよ
うに直行する2方向、又はそれ以上であっても何ら問題
はなく、また、図4のV字型の溝部のように、溝部の凹
部が一部平坦になっているのはもちろんのこと、凸部が
一部平坦になっていても、若干特性は劣るが問題はな
い。また、図6のように反射板を外付けにしても、本実
施形態4ほどの効果は得られないが、ガラス基板さえ厚
みの薄いものを使用すれば十分効果は得られる。
In the fourth embodiment, the angle formed by the V-shape is the most desirable 90 degrees. However, the same effect can be obtained even when the angle is 80 degrees or 100 degrees, and the present invention is not limited to this. They are,
It is preferable to design according to required characteristics, including black and white without a color filter. Further, there is no problem if the direction of the V-shaped groove is not only one direction as shown in FIG. 14 but also two directions perpendicular to each other as shown in FIG. 15 or more. As in the case of the letter-shaped groove, not only is the concave part of the groove partly flat, but also if the convex part is partially flat, the characteristics are slightly inferior, but there is no problem. Further, even if the reflection plate is externally provided as shown in FIG. 6, the effect of the fourth embodiment cannot be obtained, but a sufficient effect can be obtained by using a thin glass substrate.

【0031】以上のように、本発明は、ガラス基板内に
入射した光をV字型の溝部の低部に設けられた光吸収壁
7により吸収させるか、反射膜6での反射光の反射角
(ガラス基板1の垂線に対する角度)を大きくして、ガ
ラス基板1の表面で全反射させることにより、散乱タイ
プの反射型液晶表示装置の表示性能を大幅に向上させる
ものである。
As described above, according to the present invention, the light incident on the glass substrate is absorbed by the light absorbing wall 7 provided at the lower part of the V-shaped groove, or the reflected light is reflected by the reflecting film 6. By increasing the angle (the angle with respect to the perpendicular of the glass substrate 1) and performing total reflection on the surface of the glass substrate 1, the display performance of the scattering type reflection type liquid crystal display device is greatly improved.

【0032】なお、以上の実施形態1、2、3、4で
は、基板としてガラスを使用したが、フィルム、プラス
チックであっても、その屈折率を考慮して設計すれば問
題はなく、カラーフィルターも一対の基板のどちらの基
板に形成されていても問題はない。
In the first, second, third and fourth embodiments, glass is used as the substrate. However, even if the substrate is a film or plastic, there is no problem if it is designed in consideration of the refractive index. It does not matter if the substrate is formed on either of the pair of substrates.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明は構成されているも
のであり、以下の特徴を有している。即ち、本発明は、
一対の電極基板の間に液晶を封入した液晶表示素子と、
反射板とを備えた液晶表示装置であって、前記反射板の
反射面がストライプ状の溝部として形成され、前記溝部
の断面がV字型又は略V字型とすることにより、反射板
が偏光軸を変えるので、液晶表示素子としてゲストホス
トタイプを使用したときは、表示性能を大幅に向上させ
ることができ、他の液晶表示モードでの利用価値も大き
い。
The present invention is configured as described above and has the following features. That is, the present invention
A liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of electrode substrates,
A liquid crystal display device comprising: a reflecting plate, wherein the reflecting surface of the reflecting plate is formed as a stripe-shaped groove, and the cross section of the groove is V-shaped or substantially V-shaped, whereby the reflecting plate is polarized. Since the axis is changed, when the guest-host type is used as the liquid crystal display element, the display performance can be greatly improved, and the utility value in other liquid crystal display modes is great.

【0034】また、本発明の反射板は、ガラス基板内に
入射した光を、V字の角度又はV字の片面にのみ反射膜
を形成すること等によって、正面方向に反射させないよ
うに設計でき、反射光の反射角(ガラス基板の垂線に対
する角度)を大きくして、ガラス基板の表面で全反射さ
せることもできる。更には、V字型の溝部のピッチをカ
ラーフィルターのピクセルのピッチと等ピッチにすれ
ば、V字の角度によって光を色の異なった二つのカラー
フィルターを通過させて吸収させることができるので、
液晶として光散乱型を使用すれば、非常に明るい反射型
カラー液晶表示装置が実現できる。
Further, the reflecting plate of the present invention can be designed so that light incident on the glass substrate is not reflected in the front direction by forming a reflecting film only on one side of the V-shape or the V-shape. Alternatively, the reflection angle of the reflected light (the angle with respect to the vertical line of the glass substrate) can be increased so that the light is totally reflected on the surface of the glass substrate. Furthermore, if the pitch of the V-shaped groove is made equal to the pitch of the pixels of the color filter, light can be absorbed by passing through two color filters of different colors depending on the angle of the V-shape.
If a light scattering type liquid crystal is used, a very bright reflective color liquid crystal display device can be realized.

【0035】また、本発明は、V字型の溝部の低部に光
吸収壁を設けるものであり、ガラス基板内の入射光をV
字型の溝部の低部に設けられた光吸収壁により吸収させ
るか、反射膜での反射光の反射角(ガラス基板の垂線に
対する角度)を大きくして、ガラス基板の表面で全反射
させるものであり、光散乱タイプの反射型液晶表示装置
の表示性能を大幅に向上させるものである。
Further, in the present invention, a light absorbing wall is provided at the lower part of the V-shaped groove, and the incident light in the glass substrate is
Absorbed by the light-absorbing wall provided at the lower part of the U-shaped groove, or by increasing the reflection angle of the reflected light (the angle with respect to the perpendicular to the glass substrate) on the reflection film and totally reflecting the light on the surface of the glass substrate Thus, the display performance of the light scattering type reflection type liquid crystal display device is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態による液晶表示素子の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態による液晶表示素子の断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態による液晶表示素子の断面
図である。
FIG. 3 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態による液晶表示素子の断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態による液晶表示素子の断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態による液晶表示素子の断面
図である。
FIG. 6 is a sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態による反射面と入、反射光
の偏光軸を示した斜視断面図である。
FIG. 7 is a perspective cross-sectional view showing a reflection surface according to an embodiment of the present invention, and a polarization axis of reflected light.

【図8】本発明の一実施形態による反射面と入、反射光
の偏光軸を示した側断面図である。
FIG. 8 is a side sectional view showing a reflecting surface according to an embodiment of the present invention and a polarization axis of reflected light.

【図9】本発明の一実施形態による反射面と入、反射光
の偏光軸を示した平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a reflection surface according to an embodiment of the present invention, and a polarization axis of reflected light.

【図10】本発明の一実施形態による入、反射光の図で
ある。
FIG. 10 is a diagram of incident and reflected light according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態による入、反射光の図で
ある。
FIG. 11 is a diagram of incoming and reflected light according to an embodiment of the present invention.

【図12】本発明の一実施形態による入、反射光の図で
ある。
FIG. 12 is a diagram of incident and reflected light according to an embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施形態による入、反射光の図で
ある。
FIG. 13 is a diagram of incoming and reflected light according to an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施形態による反射面の斜視図で
ある。
FIG. 14 is a perspective view of a reflection surface according to an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施形態による反射面の斜視図で
ある。
FIG. 15 is a perspective view of a reflection surface according to an embodiment of the present invention.

【図16】本発明の一実施形態による入、反射光の図で
ある。
FIG. 16 is a diagram of incoming and reflected light according to an embodiment of the present invention.

【図17】本発明の一実施形態による入、反射光の図で
ある。
FIG. 17 is a diagram of incoming and reflected light according to an embodiment of the present invention.

【図18】従来例による液晶表示素子の断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 ガラス基板 3 液晶 4 カラーフィルター 5 平坦化層 6 反射膜 7 光吸収壁 8 偏光板 9 光吸収部又は透明部 10 反射板 11 接着部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Glass substrate 3 Liquid crystal 4 Color filter 5 Flattening layer 6 Reflection film 7 Light absorption wall 8 Polarization plate 9 Light absorption part or transparent part 10 Reflection plate 11 Adhesion part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 DA02 DA04 DA12 DB00 DD01 DE04 2H088 EA02 EA23 HA01 HA02 HA12 HA15 JA05 JA13 MA06 2H091 FA02Y FA16Z FD23 HA07 HA10 LA15 LA17 LA18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H042 DA02 DA04 DA12 DB00 DD01 DE04 2H088 EA02 EA23 HA01 HA02 HA12 HA15 JA05 JA13 MA06 2H091 FA02Y FA16Z FD23 HA07 HA10 LA15 LA17 LA18

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の電極基板の間に液晶を封入した液
晶表示素子と、反射板とを備えた液晶表示装置であっ
て、前記反射板の反射面がストライプ状の溝部として形
成され、前記溝部の断面がV字型又は略V字型であるこ
とを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed between a pair of electrode substrates; and a reflection plate, wherein the reflection surface of the reflection plate is formed as a stripe-shaped groove. A liquid crystal display device characterized in that the groove has a V-shaped or substantially V-shaped cross section.
【請求項2】 前記液晶表示素子が、二色性色素を混入
した液晶を封入したゲストホスト型液晶表示素子であ
り、前記溝部のピッチを前記液晶表示素子の画素のピク
セルのピッチ以下とした請求項1に記載の液晶表示装
置。
2. The liquid crystal display element is a guest-host type liquid crystal display element enclosing liquid crystal mixed with a dichroic dye, wherein the pitch of the groove is less than the pixel pitch of the pixels of the liquid crystal display element. Item 2. The liquid crystal display device according to item 1.
【請求項3】 前記液晶表示素子が、光散乱型である請
求項1に記載の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is of a light scattering type.
【請求項4】 前記液晶表示素子が、少なくとも片方の
基板にカラーフィルターが形成された一対の電極基板の
間に光散乱型の液晶を封入した光散乱型の液晶表示素子
であり、前記溝部のピッチが、前記カラーフィルターの
ピクセルのピッチと同一である請求項1に記載の液晶表
示装置。
4. The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a light scattering type liquid crystal display element in which light scattering type liquid crystal is sealed between a pair of electrode substrates having a color filter formed on at least one substrate. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a pitch is equal to a pitch of pixels of the color filter.
【請求項5】 前記液晶表示素子が、光散乱型であり、
前記溝部の底部に光吸収壁が形成されている請求項1に
記載の液晶表示装置。
5. The liquid crystal display device is of a light scattering type,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a light absorbing wall is formed at a bottom of the groove.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載された液
晶表示装置を備えることを特徴とする画像表示応用機
器。
6. An image display application device comprising the liquid crystal display device according to claim 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089782A (en) * 2006-09-29 2008-04-17 Stanley Electric Co Ltd Liquid crystal optical element, its manufacturing method, and strobe unit using the same

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