JP2003035901A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2003035901A
JP2003035901A JP2001224258A JP2001224258A JP2003035901A JP 2003035901 A JP2003035901 A JP 2003035901A JP 2001224258 A JP2001224258 A JP 2001224258A JP 2001224258 A JP2001224258 A JP 2001224258A JP 2003035901 A JP2003035901 A JP 2003035901A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
display device
crystal display
diffraction grating
layer
Prior art date
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Application number
JP2001224258A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiro Motomura
敏郎 本村
Hiromi Fukuoka
宏美 福岡
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type liquid crystal display device wherein contrast and luminance are enhanced. SOLUTION: In the reflection type liquid crystal display device 1, a transparent electrode 4, an insulating layer 5 and an alignment layer 6 are successively formed on a glass substrate 2, a light reflection layer 7, an insulating layer 8 and a diffraction grating 9 are successively layered and a color filter 10 and a black matrix 11 are further formed on a glass substrate 3 and both members are stuck to each other via a liquid crystal layer 15.

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】本発明は反射型もしくは半透
過型の液晶表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective or semi-transmissive liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶表示装置は小型もしくは中型
の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精
細のモニターにまで使用されている。さらにバックライ
トを使用しない反射型液晶表示装置については、薄型、
軽量、低消費電力化に優れている。また、周囲の環境に
応じて、透過表示もしくは反射表示を選択できる半透過
型液晶表示装置も用いられており、低消費電力化に優れ
ているという点にて各種分野で使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been used not only for small or medium-sized portable information terminals and notebook computers, but also for large and high-definition monitors. Furthermore, for the reflective liquid crystal display device that does not use a backlight,
Excellent in light weight and low power consumption. In addition, a semi-transmissive liquid crystal display device capable of selecting transmissive display or reflective display according to the surrounding environment is also used, and is used in various fields because it is excellent in low power consumption.

【0003】上記のような反射型および半透過型の液晶
表示装置において、反射型として使用する場合には、バ
ックライトを使用しないことで明るい表示を得るため
に、あらゆる角度からの入射光に対し、広い散乱角度で
もって光出射させる必要がある。
In the reflection type and semi-transmission type liquid crystal display devices as described above, when used as a reflection type, in order to obtain a bright display without using a backlight, incident light from all angles is obtained. It is necessary to emit light with a wide scattering angle.

【0004】そこで、液晶表示装置に鏡面の反射板を設
けて、さらに装置前面に散乱性のフィルムを配する技術
が提案されている(特開平8−201802号参照)。
さらには、本出願人は液晶表示装置の内面に半透過膜を
設けて、さらに装置前面に散乱性のフィルムを配する技
術を提案している(特願平10−244245号参
照)。
Therefore, a technique has been proposed in which a liquid crystal display device is provided with a specular reflection plate and a scattering film is arranged on the front surface of the device (see Japanese Patent Laid-Open No. 8-201202).
Furthermore, the present applicant has proposed a technique in which a semi-transmissive film is provided on the inner surface of the liquid crystal display device and a scattering film is further provided on the front surface of the device (see Japanese Patent Application No. 10-244245).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案の液晶技術によれば、散乱性フィルムを設けたこと
で、広い散乱角度でもって光出射できたが、その反面、
入射光の後方散乱によってコントラストが低下してい
た。
However, according to the liquid crystal technology proposed above, the provision of the scattering film enables the light to be emitted with a wide scattering angle.
The contrast was reduced due to backscattering of incident light.

【0006】したがって本発明は上記事情に鑑みて完成
されたものであり、その目的はコントラストおよび輝度
を高めた液晶表示装置を提供することにある。
Therefore, the present invention has been completed in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device having enhanced contrast and brightness.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、透明基板上に透明電極と配向層とを順次積層してな
る一方部材と、光反射面を有する基板上に回折格子と透
明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材とをネマ
チック型液晶を介して貼り合わせてマトリックス状に画
素を配列せしめてなることを特徴とする。
A liquid crystal display device according to the present invention comprises a member having a transparent electrode and an alignment layer sequentially laminated on a transparent substrate, a diffraction grating and a transparent electrode on a substrate having a light reflecting surface. And another layer in which an alignment layer and an alignment layer are sequentially laminated are bonded together via a nematic liquid crystal, and pixels are arranged in a matrix.

【0008】本発明の他の液晶表示装置は、透明基板上
に回折格子と透明電極と配向層とを順次積層してなる一
方部材と、光反射面を有する基板上に透明電極と配向層
とを順次積層してなる他方部材とをネマチック型液晶を
介して貼り合わせてマトリックス状に画素を配列せしめ
てなることを特徴とする。
Another liquid crystal display device according to the present invention is one member formed by sequentially laminating a diffraction grating, a transparent electrode and an alignment layer on a transparent substrate, and a transparent electrode and the alignment layer on a substrate having a light reflecting surface. And the other member formed by sequentially stacking the two are laminated via a nematic liquid crystal to arrange pixels in a matrix.

【0009】本発明のさらに他の液晶表示装置は、透明
基板上に透明電極と配向層とを順次積層してなる一方部
材と、光反射性電極を有する基板上に回折格子と配向層
とを順次積層してなる他方部材とをネマチック型液晶を
介して貼り合わせてマトリックス状に画素を配列せしめ
てなることを特徴とする。
In still another liquid crystal display device of the present invention, one member formed by sequentially laminating a transparent electrode and an alignment layer on a transparent substrate, and a diffraction grating and an alignment layer on a substrate having a light reflective electrode. It is characterized in that the other member, which is sequentially laminated, is bonded through a nematic liquid crystal to arrange pixels in a matrix.

【0010】また、本発明の他の液晶表示装置は、透明
基板上に回折格子と透明電極と配向層とを順次積層して
なる一方部材と、光反射性電極を有する基板上に配向層
とを順次積層してなる他方部材とをネマチック型液晶を
介して貼り合わせてマトリックス状に画素を配列せしめ
てなることを特徴とする。
Further, another liquid crystal display device of the present invention comprises one member formed by sequentially laminating a diffraction grating, a transparent electrode and an alignment layer on a transparent substrate, and an alignment layer on the substrate having a light reflective electrode. And the other member formed by sequentially stacking the two are laminated via a nematic liquid crystal to arrange pixels in a matrix.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】最初に本発明を反射型液晶表示装
置でもって説明する。図1は本発明の反射型カラー液晶
表示装置の要部拡大断面図であり、図2は本発明の他の
反射型カラー液晶表示装置の要部拡大断面図である。図
3と図4は回折格子の斜視図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the present invention will be described with reference to a reflective liquid crystal display device. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of a reflective color liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part of another reflective color liquid crystal display device of the present invention. 3 and 4 are perspective views of the diffraction grating.

【0012】(例1)反射型液晶表示装置1において、
2は前記透明基板であるセグメント側のガラス基板、3
はコモン側のガラス基板であって、前記一方部材につい
ては、ガラス基板2上に多数平行に配列したITOから
なる透明電極4と、SiO2 からなる絶縁層5と、一定
方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜6と
を順次形成している。
(Example 1) In the reflective liquid crystal display device 1,
2 is a glass substrate on the segment side which is the transparent substrate, 3
Is a glass substrate on the common side, and the one member is composed of a transparent electrode 4 made of ITO arranged in parallel on the glass substrate 2, an insulating layer 5 made of SiO2, and a polyimide resin rubbed in a certain direction. The alignment film 6 is formed sequentially.

【0013】前記他方部材については、ガラス基板3上
にはスパッタリングによりアルミニウム金属からなる光
反射層7を形成し、この光反射層7上にSiO2 からな
る絶縁層8と回折格子9とを順次積層し、回折格子9上
に画素ごとに配したカラーフィルタ10と、各カラーフ
ィルタ10間に配したクロム金属もしくは感光性レジス
トのブラックマトリックス11とを形成している。回折
格子9とカラーフィルタ10の間には、樹脂やSiO2
からなる平滑層を設けてもよい。光反射層7としては、
アルミニウム金属以外にも、アルミニウム合金、銀合金
等でもよい。
As for the other member, a light reflecting layer 7 made of aluminum metal is formed on the glass substrate 3 by sputtering, and an insulating layer 8 made of SiO2 and a diffraction grating 9 are sequentially laminated on the light reflecting layer 7. Then, a color filter 10 arranged for each pixel is formed on the diffraction grating 9, and a black matrix 11 of chromium metal or a photosensitive resist arranged between the color filters 10 is formed. Resin or SiO 2 is provided between the diffraction grating 9 and the color filter 10.
You may provide the smooth layer which consists of. As the light reflection layer 7,
Other than aluminum metal, aluminum alloy, silver alloy, etc. may be used.

【0014】回折格子9は、図3もしくは図4に示すよ
うな形状であり、図3に示す如くストライプ状に形成し
てもよいが、図4に示すようにドット状に形成した方
が、光が全方向に散乱されるという点で望ましい。
The diffraction grating 9 has a shape as shown in FIG. 3 or FIG. 4, and may be formed in a stripe shape as shown in FIG. 3, but if it is formed in a dot shape as shown in FIG. It is desirable in that light is scattered in all directions.

【0015】この回折格子9は紫外線硬化樹脂を基板上
にロールコータあるいはスピナー等で塗布し、凹部を有
する型で押圧し、紫外線を照射し硬化形成する。
The diffraction grating 9 is formed by applying an ultraviolet curable resin on a substrate with a roll coater, a spinner or the like, pressing it with a mold having a concave portion, and irradiating it with ultraviolet rays to cure it.

【0016】その他、紫外線硬化樹脂を基板上にロール
コータあるいはスピナー等で塗布し、凹部を有する型で
押圧し、加熱して硬化形成したり、パターンマスクで露
光現像し、凹凸部を形成し、加熱硬化により形成しても
よい。
In addition, an ultraviolet curable resin is coated on a substrate with a roll coater or a spinner, and is pressed with a mold having a recess and heated to cure and form, or exposed and developed with a pattern mask to form an uneven portion, It may be formed by heat curing.

【0017】このような回折格子9を形成することで、
光の回折現象を利用して、回折格子を通過する光の向き
を変えることができる。つまり、回折格子に光が入射し
た場合に、そのまま反射する光の他に、ある角度をもっ
て出射する光が生じる。
By forming such a diffraction grating 9,
The direction of the light passing through the diffraction grating can be changed by utilizing the light diffraction phenomenon. That is, when light is incident on the diffraction grating, in addition to the light reflected as it is, light emitted at a certain angle is generated.

【0018】上記カラーフィルタ10は、顔料分散方
式、すなわちあらかじめ顔料により調合された感光性レ
ジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形
成している。図中のR、G、Bの各表示はそれぞれ赤、
緑、青に着色したカラーフィルタ10である。
The color filter 10 is formed by a pigment dispersion method, that is, a photosensitive resist prepared in advance with a pigment is applied on a substrate and photolithography is performed. The R, G, and B displays in the figure are red,
The color filter 10 is colored green and blue.

【0019】その上にアクリル系樹脂からなる絶縁層1
2と、多数平行に配列したITOからなる透明電極13
とを形成している。この透明電極13は上記透明電極4
と直交している。さらに透明電極13上に一定方向にラ
ビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜14を形成し
ている。
An insulating layer 1 made of an acrylic resin is formed thereon.
2 and a transparent electrode 13 made of ITO arranged in parallel with each other
And form. The transparent electrode 13 is the transparent electrode 4 described above.
Is orthogonal to. Further, an alignment film 14 made of a polyimide resin rubbed in a certain direction is formed on the transparent electrode 13.

【0020】そして、これら一方部材(ガラス基板2)
と他方部材(ガラス基板3)とをたとえば200〜26
0°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶か
らなる液晶層15を介してシール部材16により貼り合
わせる。また、両ガラス基板2、3間には液晶層15の
厚みを一定にするためにスペーサ17を多数個配してい
る。
Then, one of these members (glass substrate 2)
And the other member (glass substrate 3), for example, 200 to 26
The seal member 16 is used for bonding via the liquid crystal layer 15 made of chiral nematic liquid crystal twisted at an angle of 0 °. Further, a large number of spacers 17 are arranged between the glass substrates 2 and 3 in order to keep the thickness of the liquid crystal layer 15 constant.

【0021】さらにガラス基板2の外側にポリカーボネ
イトなどからなる位相差板18とヨウ素系の偏光板19
とを順次積み重ねている。これらの配設にあたっては、
アクリル系の材料からなる粘着材を塗布することで貼り
付ける。なお、位相差板18と偏光板19は、光反射層
が形成されているガラス基板に対向するガラス基板の外
側に配設する。
Further, on the outside of the glass substrate 2, a retardation plate 18 made of polycarbonate or the like and an iodine type polarizing plate 19 are provided.
And are sequentially stacked. When arranging these,
It is attached by applying an adhesive material made of an acrylic material. The retardation plate 18 and the polarizing plate 19 are arranged outside the glass substrate facing the glass substrate on which the light reflection layer is formed.

【0022】なお、上記絶縁層5、8、12、ブラック
マトリックス11については設けなくてもよい。
The insulating layers 5, 8, 12 and the black matrix 11 may not be provided.

【0023】かくして上記構成の液晶表示装置1におい
ては、太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏
光板19と位相差板18とガラス基板2とを順次通過
し、この入射光が液晶層15を通し、さらに回折格子9
を通して光反射層7に到達し、ついで反射され、その反
射光が、ふたたび回折格子9および液晶層15を通して
光が散乱出射されることで、入射光の後方散乱が低減さ
れ、その結果、輝度とコントラストが向上した。その
上、入射光がガラス基板3を通過しないという点でも、
その厚みによる視差が低減された。
Thus, in the liquid crystal display device 1 having the above-described structure, the irradiation light from external illumination such as sunlight or a fluorescent lamp sequentially passes through the polarizing plate 19, the phase difference plate 18 and the glass substrate 2, and the incident light is the liquid crystal. Through the layer 15 and further through the diffraction grating 9
Through the diffraction grating 9 and the liquid crystal layer 15, the backscattering of the incident light is reduced, and as a result, the brightness and the brightness are reduced. The contrast is improved. Moreover, in that the incident light does not pass through the glass substrate 3,
The parallax due to the thickness was reduced.

【0024】また、液晶表示装置1は、コモン側ガラス
基板3上に回折格子9を形成した構成であるが、これに
代えて、セグメント基板2上に回折格子を形成し、そし
て、樹脂やSiO2からなる平滑膜を形成し、その上に
透明電極と配向膜を形成した構成の液晶表示装置でもよ
い。さらには、液晶表示装置1において、光反射層7を
コモン側ガラス基板3上に形成した構成に代えて、セグ
メント側ガラス基板2に反射層7を形成し、樹脂やSi
O2からなる絶縁層、その上に透明電極と配向膜を形成
した構成の液晶表示装置でもよいし、光反射層7と回折
格子9ををセグメント側ガラス基板に形成した構成の液
晶表示装置でもよい。 (例2)つぎに図2に示す液晶表示装置20を説明す
る。なお、図1の液晶表示装置1と同一箇所には同一符
号を付す。
Further, the liquid crystal display device 1 has a structure in which the diffraction grating 9 is formed on the common side glass substrate 3, but instead of this, a diffraction grating is formed on the segment substrate 2, and then resin or SiO 2 is used. A liquid crystal display device may be used in which a smooth film made of is formed, and a transparent electrode and an alignment film are formed thereon. Further, in the liquid crystal display device 1, instead of the structure in which the light reflection layer 7 is formed on the common side glass substrate 3, the reflection layer 7 is formed on the segment side glass substrate 2, and a resin or Si is used.
It may be a liquid crystal display device having a structure in which an insulating layer made of O2 and a transparent electrode and an alignment film are formed thereon, or a liquid crystal display device in which the light reflection layer 7 and the diffraction grating 9 are formed on a segment side glass substrate. . (Example 2) Next, the liquid crystal display device 20 shown in FIG. 2 will be described. The same parts as those of the liquid crystal display device 1 of FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0025】22はセグメント側のガラス基板、21は
コモン側のガラス基板であって、ガラス基板21の一主
面上に画素ごとに配したカラーフィルタ10と、各カラ
ーフィルタ10間に配したブラックマトリックス11と
を形成している。さらにアクリル系樹脂からなる絶縁層
12と、多数平行に配列したITOからなる透明電極1
3とを形成している。この透明電極13上に一定方向に
ラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜14を形成
し、一方部材をなす。
Reference numeral 22 is a glass substrate on the segment side, and 21 is a glass substrate on the common side, and the color filters 10 arranged for each pixel on one main surface of the glass substrate 21 and the black arranged between the color filters 10. And the matrix 11. Further, an insulating layer 12 made of acrylic resin and a plurality of transparent electrodes 1 made of ITO arranged in parallel with each other.
3 and 3 are formed. An alignment film 14 made of a polyimide resin rubbed in a certain direction is formed on the transparent electrode 13 to form one member.

【0026】他方部材については、ガラス基板22上に
多数平行に配列したクロム金属やアルミニウム金属から
なる光反射性の電極24と、樹脂やSiO2 からなる絶
縁層25と、回折格子9と一定方向にラビングしたポリ
イミド樹脂からなる配向膜26とを順次形成している。
回折格子9と配向膜26との間には樹脂やSiO2から
なる平滑膜を設けてもよい。
Regarding the other member, a plurality of light-reflective electrodes 24 made of chromium metal or aluminum metal arranged in parallel on the glass substrate 22, an insulating layer 25 made of resin or SiO 2, and the diffraction grating 9 in a certain direction. An alignment film 26 made of a rubbed polyimide resin is sequentially formed.
A smooth film made of resin or SiO 2 may be provided between the diffraction grating 9 and the alignment film 26.

【0027】前記液晶表示装置1と同様に多数のスペー
サ17を含むカイラルネマチック液晶からなる液晶層1
5を介してシール部材16により貼り合わせる。さらに
ガラス基板21の外側にポリカーボネイトなどからなる
位相差板27とヨウ素系の偏光板28とを順次積み重ね
ている。同様に絶縁層12、25、ブラックマトリック
ス11は設けなくてもよい。
Similar to the liquid crystal display device 1, a liquid crystal layer 1 made of a chiral nematic liquid crystal containing a large number of spacers 17.
The seal member 16 is used to attach the two. Further, on the outside of the glass substrate 21, a retardation plate 27 made of polycarbonate or the like and an iodine polarizing plate 28 are sequentially stacked. Similarly, the insulating layers 12 and 25 and the black matrix 11 may not be provided.

【0028】上記構成の液晶表示装置20においては、
太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏光板2
8と位相差板27とガラス基板21とを順次通過し、こ
の入射光が光散乱性樹脂層9および液晶層15を通して
電極24にて反射され、その反射光は液晶層15を通し
て回折格子9により散乱され、光出射される。
In the liquid crystal display device 20 having the above structure,
Illumination light from external lighting such as sunlight or fluorescent light is polarized by the polarizing plate 2.
8, the phase difference plate 27, and the glass substrate 21 are sequentially passed, and the incident light is reflected by the electrode 24 through the light scattering resin layer 9 and the liquid crystal layer 15, and the reflected light is transmitted through the liquid crystal layer 15 by the diffraction grating 9. The light is scattered and emitted.

【0029】このような構成においても、回折格子9に
て後方散乱が低減され、これにより、輝度とコントラス
トが向上した。
Even in such a structure, the backscattering is reduced by the diffraction grating 9, whereby the brightness and the contrast are improved.

【0030】また、液晶表示装置20は、セグメント側
ガラス基板22上に回折格子9を形成した構成である
が、これに代えて、コモン基板21上に回折格子を形成
し、そして、樹脂やSiO2からなる平滑膜を形成し、
その上にカラーフィルタと透明電極と配向膜を形成した
構成の液晶表示装置でもよい。
Further, the liquid crystal display device 20 has a structure in which the diffraction grating 9 is formed on the segment side glass substrate 22, but instead of this, a diffraction grating is formed on the common substrate 21, and resin or SiO 2 is used. Forming a smooth film consisting of
A liquid crystal display device having a structure in which a color filter, a transparent electrode, and an alignment film are formed thereon may be used.

【0031】(例3)本発明の液晶表示装置を前述のと
おり、反射型でもって説明しているが、半透過型液晶表
示装置でもよい。
(Example 3) Although the liquid crystal display device of the present invention is described as a reflection type as described above, it may be a semi-transmission type liquid crystal display device.

【0032】半透過型液晶表示装置であれば、液晶表示
装置1に設けた光反射層7を、光透過性と光反射性の双
方の特性を具備した半透過膜に置き換え、液晶表示装置
20に設けた光反射性電極24を同様に半透過膜に置き
換える。
In the case of a semi-transmissive liquid crystal display device, the light reflection layer 7 provided in the liquid crystal display device 1 is replaced with a semi-transmissive film having both light transmissive and light reflective properties, and the liquid crystal display device 20 is obtained. Similarly, the light-reflective electrode 24 provided in the above is replaced with a semi-transmissive film.

【0033】そして、一方の透過型表示モードについて
は、ガラス基板3やガラス基板22の外側にポリカーボ
ネイトなどからなる位相差フィルムとヨウ素系の偏光板
とを順次形成し、さらにバックライトを配設すればよ
い。なお、半透過膜の配設位置により、ガラス基板2や
ガラス基板21の外側にバックライトが配置されること
がある。
For one of the transmissive display modes, a retardation film made of polycarbonate or the like and an iodine type polarizing plate are sequentially formed on the outside of the glass substrate 3 or the glass substrate 22, and a backlight is further provided. Good. Note that the backlight may be arranged outside the glass substrate 2 or the glass substrate 21 depending on the arrangement position of the semi-transmissive film.

【0034】かかる半透過膜は2枚の偏光板の間に挟ん
だ時に位相差を生じないようにする。そして、クロムや
アルミニウム、銀、アルミニウム合金、銀合金などの金
属からなる薄膜にするが、膜厚が大きくなると、光透過
性が小さくなり、光反射性が大きくなる。このような金
属薄膜の厚みは、金属の種類により光の吸収係数が異な
り、しかも、反射型および透過型という双方の用途にう
ち、いずれの用途に対し性能の向上を求めるかによって
も規定されるが、通常、50〜500Å、好適には10
0〜400Åにするとよい。これによって、反射率30
〜75%、透過率5〜50%という半透過型液晶表示装
置としての特性が得られる。
The semi-transmissive film does not cause a phase difference when sandwiched between two polarizing plates. Then, a thin film made of a metal such as chromium, aluminum, silver, an aluminum alloy, or a silver alloy is used, but as the film thickness increases, the light transmittance decreases and the light reflectivity increases. The thickness of such a metal thin film has a different light absorption coefficient depending on the type of metal, and is also defined by which of the reflective and transmissive applications is required to have improved performance. However, it is usually 50 to 500Å, preferably 10
It should be 0 to 400 Å. This gives a reflectance of 30
The characteristics of a semi-transmissive liquid crystal display device of ˜75% and transmittance of 5 to 50% can be obtained.

【0035】たとえば、半透過膜を膜厚250Åの膜厚
でもってアルミニウム金属薄膜により形成した場合に
は、反射率が65%、透過率が15%となる。
For example, when the semi-transmissive film is formed of an aluminum metal thin film with a film thickness of 250 Å, the reflectance is 65% and the transmittance is 15%.

【0036】上記半透過膜については、金属薄膜に代え
て、誘電体ハーフミラーにより形成してもよい。すなわ
ち、低屈折率層と高屈折率層とを交互に順次積層した積
層構造にしてもよく、これによって液晶11を通して入
射した光の一部は高屈折率層にて反射され、それ他の高
屈折率層を透過した光は低屈折率層にて反射され、そし
て、これら反射光が干渉され、反射性能が著しく高めら
れ、いわゆる増反射が生じる。
The semi-transmissive film may be formed of a dielectric half mirror instead of the metal thin film. That is, a laminated structure in which low refractive index layers and high refractive index layers are alternately laminated in sequence may be used, whereby a part of the light incident through the liquid crystal 11 is reflected by the high refractive index layer and the other high refractive index layers. The light transmitted through the refractive index layer is reflected by the low refractive index layer, and these reflected lights are interfered with each other, the reflection performance is remarkably enhanced, and so-called increased reflection occurs.

【0037】上記のような高屈折率層と低屈折率層とは
その間にて屈折率差があれば、どのように材料でもって
構成してもよいが、たとえば高屈折率層の屈折率の範囲
は2.0〜2.8がよく、TiO2 、ZrO2 、SnO
2 などで構成するとよい。これに対する低屈折率層の屈
折率の範囲は1.3〜1.6がよく、たとえばSiO2
、AlF3 、CaF2 、MgF2 などで構成するとよ
い。高屈折率層の厚み範囲は25〜2000Å、低屈折
率層の厚み範囲は25〜2000Åにすることで、前述
した増反射がもっとも顕著になる。さらに半透過膜の厚
み範囲を50〜12000Åにすることで、この増反射
が顕著になる。
If there is a difference in refractive index between the high refractive index layer and the low refractive index layer as described above, any material may be used. The range is preferably 2.0 to 2.8, TiO2, ZrO2, SnO.
It is good to configure with 2, etc. On the other hand, the range of the refractive index of the low refractive index layer is preferably 1.3 to 1.6.
, AlF3, CaF2, MgF2 or the like. By setting the thickness range of the high refractive index layer to 25 to 2000Å and the thickness range of the low refractive index layer to 25 to 2000Å, the above-mentioned increased reflection becomes most remarkable. Further, by increasing the thickness range of the semi-transmissive film to 50 to 12000Å, this increased reflection becomes remarkable.

【0038】また、半透過膜は低屈折率層と高屈折率層
とを交互に順次積層した積層構造にしたことで、各層の
総数は2層、4層、6層、8層、10層あるいはそれ以
上の層数にて構成する。また、各層の総数は、奇数層数
にて構成してもよい。
Further, the semi-transmissive film has a laminated structure in which low-refractive index layers and high-refractive index layers are alternately laminated so that the total number of layers is 2, 4, 6, 8, and 10. Alternatively, the number of layers is more than that. The total number of layers may be an odd number.

【0039】さらにまた、このような積層構造の場合に
は、積層数を変えることで、反射率や透過率を所要とお
りに設定することができ、その設計が容易になる。
Furthermore, in the case of such a laminated structure, the reflectance and the transmittance can be set as required by changing the number of laminated layers, which facilitates the design.

【0040】たとえば、SiO2 からなる低屈折率層
(膜厚:940Å)とTiO2 からなる高屈折率層(膜
厚:630Å)とを交互に順次積層し、その総数を8層
にした積層構造の場合には、反射率が75%、透過率が
25%となる。
For example, a low refractive index layer made of SiO 2 (film thickness: 940 Å) and a high refractive index layer made of TiO 2 (film thickness: 630 Å) are alternately laminated in sequence, and the total number is 8 layers. In this case, the reflectance is 75% and the transmittance is 25%.

【0041】好適な設計例 上記液晶表示装置1と液晶表示装置20の反射型液晶表
示装置における偏光板19および偏光板28(以下、偏
光板)と位相差板18および位相差板27の最適な貼付
方向を述べる。ただし、位相差板18および位相差板2
7はいずれも2枚の位相差フィルムの積層構造であり、
それを第1位相差フィルムと第2位相差フィルムと称
す。
Preferred Design Example In the reflective liquid crystal display device of the liquid crystal display device 1 and the liquid crystal display device 20, the polarizing plate 19 and the polarizing plate 28 (hereinafter referred to as polarizing plate), the retardation plate 18 and the retardation plate 27 are optimal. Describe the sticking direction. However, the phase difference plate 18 and the phase difference plate 2
7 is a laminated structure of two retardation films,
It is called a first retardation film and a second retardation film.

【0042】図5は液晶表示装置1または液晶表示装置
20における両面ラビング方向の平均値でもって基準に
して、基準方向に対する貼付角度を示し、表示面から見
て、基準方向から左回り(反時計回り)への角度で表
す。
FIG. 5 shows the sticking angle with respect to the reference direction with the average value of the double-sided rubbing direction in the liquid crystal display device 1 or the liquid crystal display device 20 as a reference, and when viewed from the display surface, it is counterclockwise (counterclockwise) from the reference direction. Angle)

【0043】液晶層15のツイスト角が250±10°
であり、光路差Δndが850±50nmにした場合、
偏光板については、その吸収軸を基準方向に対し137
±5°にするとよい。
The twist angle of the liquid crystal layer 15 is 250 ± 10 °.
And when the optical path difference Δnd is 850 ± 50 nm,
Regarding the polarizing plate, its absorption axis is 137 with respect to the reference direction.
It is good to set it to ± 5 °.

【0044】また、第1位相差フィルムの光路差Δnd
を425±50nmにして、その延伸軸を基準方向に対
し25±5°に、第2位相差フィルムの光路差Δndを
425±50nmにして、その延伸軸を基準方向に対し
55±5°にするとよい。このような設計にすることで
輝度およびコントラストをもっとも高めることができ
た。
Further, the optical path difference Δnd of the first retardation film
Is 425 ± 50 nm, the stretching axis is 25 ± 5 ° with respect to the reference direction, the optical path difference Δnd of the second retardation film is 425 ± 50 nm, and the stretching axis is 55 ± 5 ° with respect to the reference direction. Good to do. With such a design, the brightness and contrast could be maximized.

【0045】[0045]

【実施例】本発明の液晶表示装置1と液晶表示装置20
の反射型液晶表示装置について、各コントラストを測定
した。双方に使用される回折格子9は、図3に示すよう
にアクリル系樹脂によりピッチ=4.5μm、幅=2.
5μm、高さ=0.5μmを有する凹凸パターンをスト
ライプ状に形成した回折格子である。
EXAMPLE A liquid crystal display device 1 and a liquid crystal display device 20 of the present invention.
The respective contrasts of the reflective liquid crystal display device of No. 1 were measured. As shown in FIG. 3, the diffraction grating 9 used for both is made of acrylic resin and has a pitch of 4.5 μm and a width of 2.
It is a diffraction grating in which a concavo-convex pattern having a size of 5 μm and a height of 0.5 μm is formed in a stripe shape.

【0046】また、比較例の液晶表示装置によれば、図
1に示す液晶表示装置1において、回折格子9を形成せ
ず、そして、この回折格子9に代えてガラス基板2と位
相差板18との間に散乱機能をもつフィルムを介在させ
ている。
Further, according to the liquid crystal display device of the comparative example, in the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, the diffraction grating 9 is not formed, and instead of the diffraction grating 9, the glass substrate 2 and the phase difference plate 18 are provided. A film having a scattering function is interposed between and.

【0047】コントラストの測定にはミノルタ製CS−
100を使用し、同一光源を液晶パネルに対し一定の角
度で照射することで測定した。コントラストは比較例を
1.00として、相対値でもってあらわした。 ・液晶表示装置1(例1)....コントラスト:1.
15 ・液晶表示装置20(例2)...コントラスト:1.
25 この結果から明らかなとおり、本発明の液晶表示装置で
あれば、輝度が向上し、これによりコントラストが向上
した。とくに(例2)の液晶表示装置20では電極を反
射面としてことで、(例1)の液晶表示装置1と比べて
も優れている。
For the measurement of contrast, Minolta CS-
The measurement was performed by irradiating the liquid crystal panel with the same light source at a constant angle using 100. The contrast was expressed as a relative value with Comparative Example set to 1.00. Liquid crystal display device 1 (example 1). . . . Contrast: 1.
15. Liquid crystal display device 20 (example 2). . . Contrast: 1.
25 As is apparent from these results, the liquid crystal display device of the present invention has improved brightness and thus improved contrast. In particular, the liquid crystal display device 20 of (Example 2) is superior to the liquid crystal display device 1 of (Example 1) by using the electrodes as reflecting surfaces.

【0048】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
るものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更や改善などは何ら差し支えない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.

【0049】たとえば、上記の実施形態においては、S
TN型単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置で
もって説明しているが、そのほかにモノクロのSTN型
単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても、あ
るいはTN型単純マトリックスタイプの液晶表示装置や
TN型アクティブマトリックスタイプなどのツイストネ
マチック型液晶表示装置であっても同様な作用効果が得
られる。
For example, in the above embodiment, S
Although the description has been made using the TN type simple matrix type color liquid crystal display device, in addition to this, a monochrome STN type simple matrix type liquid crystal display device, or a TN type simple matrix type liquid crystal display device or a TN type active liquid crystal display device can be used. Similar effects can be obtained even in a twisted nematic liquid crystal display device such as a matrix type.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上のとおり、本発明の反射型又は半透
過型のカラー液晶表示装置によれば、散乱性フィルムを
使用する代わりに回折格子を設けたことで、入射光の後
方散乱が低減され、これにより、輝度とコントラストが
向上した高性能なカラー液晶表示装置が提供できた。
As described above, according to the reflective or transflective color liquid crystal display device of the present invention, the backscattering of incident light is reduced by providing the diffraction grating instead of using the scattering film. As a result, a high-performance color liquid crystal display device with improved brightness and contrast can be provided.

【0051】また、本発明によれば、一方の電極を光反
射面となすことで、透明電極と光反射層との組合せ構造
と比べ、さらにコントラストおよび輝度を高めることが
できた。
Further, according to the present invention, by forming one of the electrodes as the light reflecting surface, it is possible to further increase the contrast and the brightness as compared with the combined structure of the transparent electrode and the light reflecting layer.

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

【図1】本発明の反射型カラー液晶表示装置の要部拡大
断面図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of an essential part of a reflective color liquid crystal display device of the present invention.

【図2】本発明の他の反射型カラー液晶表示装置の要部
拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part of another reflective color liquid crystal display device of the present invention.

【図3】回折格子の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a diffraction grating.

【図4】他の回折格子の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of another diffraction grating.

【図5】位相差フィルムと偏光板との配置構成を示す説
明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an arrangement configuration of a retardation film and a polarizing plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、20・・・反射型液晶表示装置 2、3、21、22・・・ガラス基板 4、13・・・透明電極 5、8、12、25・・・絶縁層 6、14、26・・・配向膜 7・・・光反射層 9・・・回折格子 10・・・カラーフィルタ 11・・・ブラックマトリックス 15・・・液晶層 16・・・シール部材 18、27・・・位相差板 19、28・・・偏光板 24・・・電極 1, 20 ... Reflective liquid crystal display device 2, 3, 21, 22 ... Glass substrate 4, 13 ... Transparent electrodes 5, 8, 12, 25 ... Insulating layer 6, 14, 26 ... Alignment film 7 ... Light reflection layer 9 ... Diffraction grating 10 ... Color filter 11 ... Black Matrix 15 ... Liquid crystal layer 16 ... Seal member 18, 27 ... Retardation plate 19, 28 ... Polarizing plate 24 ... Electrode

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Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】透明基板上に透明電極と配向層とを順次積
層してなる一方部材と、光反射面を有する基板上に回折
格子と透明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材
とをネマチック型液晶を介して貼り合わせてマトリック
ス状に画素を配列せしめてなる液晶表示装置。
1. A member comprising a transparent substrate and an alignment layer sequentially laminated on a transparent substrate, and a member comprising a diffraction grating, a transparent electrode and an alignment layer sequentially laminated on a substrate having a light reflecting surface. And a liquid crystal display device in which pixels are arranged in a matrix by laminating and a nematic liquid crystal.
【請求項2】透明基板上に回折格子と透明電極と配向層
とを順次積層してなる一方部材と、光反射面を有する基
板上に透明電極と配向層とを順次積層してなる他方部材
とをネマチック型液晶を介して貼り合わせてマトリック
ス状に画素を配列せしめてなる液晶表示装置。
2. A one-piece member in which a diffraction grating, a transparent electrode and an alignment layer are sequentially laminated on a transparent substrate, and another member in which a transparent electrode and an alignment layer are sequentially laminated on a substrate having a light reflecting surface. And a liquid crystal display device in which pixels are arranged in a matrix by laminating and a nematic liquid crystal.
【請求項3】透明基板上に透明電極と配向層とを順次積
層してなる一方部材と、光反射性電極を有する基板上に
回折格子と配向層とを順次積層してなる他方部材とをネ
マチック型液晶を介して貼り合わせてマトリックス状に
画素を配列せしめてなる液晶表示装置。
3. One member formed by sequentially stacking a transparent electrode and an alignment layer on a transparent substrate, and the other member formed by sequentially stacking a diffraction grating and an alignment layer on a substrate having a light reflective electrode. A liquid crystal display device in which pixels are arranged in a matrix by laminating them through a nematic liquid crystal.
【請求項4】透明基板上に回折格子と透明電極と配向層
とを順次積層してなる一方部材と、光反射性電極を有す
る基板上に配向層とを順次積層してなる他方部材とをネ
マチック型液晶を介して貼り合わせてマトリックス状に
画素を配列せしめてなる液晶表示装置。
4. A one member formed by sequentially laminating a diffraction grating, a transparent electrode and an alignment layer on a transparent substrate, and another member formed by sequentially laminating an alignment layer on a substrate having a light reflective electrode. A liquid crystal display device in which pixels are arranged in a matrix by laminating them through a nematic liquid crystal.
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