JP2003057628A - Reflection type liquid crystal display device - Google Patents
Reflection type liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は反射型表示装置に関
し、更に詳しくは、フロントライトを備えた反射型表示
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflective display device, and more particularly to a reflective display device having a front light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示装置の１種として、反射型液晶
表示装置が知られている。反射型液晶表示装置は低い消
費電力で動作するので、携帯用の情報端末、電話等の表
示装置として期待されている。しかし、光源を備えない
反射型液晶表示装置は暗い環境では見ることができな
い。そこで、補助的な光源として観察面の側に液晶表示
面を照射することができるフロントライトを備えた反射
型表示装置が提案されている。2. Description of the Related Art A reflection type liquid crystal display device is known as one type of liquid crystal display device. Since the reflective liquid crystal display device operates with low power consumption, it is expected as a display device for portable information terminals, telephones and the like. However, a reflective liquid crystal display device without a light source cannot be seen in a dark environment. Therefore, there has been proposed a reflective display device including a front light that can illuminate the liquid crystal display surface on the observation surface side as an auxiliary light source.
【０００３】フロントライトは、光源から液晶表示面を
均等に照射する必要がある。このために光源と、これを
均等な面光源とするための導光板とから成り立ってい
る。更に、導光板は観察面の側に設置するために、表示
された画像を透過して歪の少ないクリアーなものでなけ
ればならない。The front light is required to uniformly illuminate the liquid crystal display surface from the light source. For this reason, it is composed of a light source and a light guide plate for making it a uniform surface light source. Further, since the light guide plate is installed on the side of the viewing surface, it must be transparent so that the displayed image can be transmitted therethrough with little distortion.
【０００４】フロントライト導光設備の導光板は、その
一端面に近接した光源から入射させた光を導光板と空気
との界面で全反射を繰り返しながら光源から離れる方向
に伝搬させ、この間に導光板に配備されたプリズムの機
能のある個所で反射又は屈折により液晶表示面側に出射
させるようにしたものである。これらのプリズム機能に
は臨界角を一つの角とするプリズム（特許第３０１２４
６２号）や他の角のプリズム（特開２０００−１１１９
００）、特殊な溝（ＳＩＤ９５、ＤＩＧＥＳＴ、Ｐ３７
６）等がある。The light guide plate of the front light guide device propagates light incident from a light source close to one end face thereof in a direction away from the light source while repeating total reflection at the interface between the light guide plate and air, and guiding the light in the meantime. The light is emitted to the liquid crystal display surface side by reflection or refraction at a portion having a function of a prism arranged on the light plate. For these prism functions, a prism having one critical angle (Japanese Patent No. 30124)
No. 62) and prisms with other angles (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-1119).
00), special groove (SID95, DIGEST, P37)
6) etc.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】フロントライト用の導
光体は、光学レンズ機能を持っているので非常に精密さ
が要求される。その上に、液晶表示面の最外側の視認側
に設置されるので、観察時等の操作により汚れ、傷がつ
きやすく、また僅かの傷でも観察者の目につきやすくな
り、表示品質の低下を招く。従って、保護層を必要とす
る。しかし乍ら、保護層を設けることは、フロントライ
トからの光線の透過層数が増えることになり、それだけ
観察者側の光量が減少するばかりでなく、薄型化の要請
に応えることができない。本発明はかかる実情に鑑み、
観察者側の光量を減少させることなく、且つ薄型化への
要請に応え得る反射型液晶装置を提供するものである。Since the light guide for the front light has an optical lens function, very high precision is required. In addition, since it is installed on the outermost viewing side of the liquid crystal display surface, it is easy to get stains and scratches due to operations such as observation, and even slight scratches are easily noticed by the observer, and display quality is deteriorated. Invite. Therefore, a protective layer is required. However, the provision of the protective layer increases the number of light-transmitting layers from the front light, which not only reduces the amount of light on the observer side, but also cannot meet the demand for thinning. In view of such circumstances, the present invention is
The present invention provides a reflective liquid crystal device that can meet the demand for thinning without reducing the amount of light on the observer side.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明は、液晶表示素子の両面に偏光板を配
備し、視認側の反対側に反射板を備えた反射型液晶表示
装置において、前記視認側の偏光板と前記液晶表示素子
との間に該液晶面を照射するためのフロントライト導光
設備を設置したことを特徴とする液晶表示装置である。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is a reflection type liquid crystal display in which polarizing plates are provided on both sides of a liquid crystal display element and a reflecting plate is provided on the side opposite to the viewing side. In the device, a front light guiding device for irradiating the liquid crystal surface is installed between the polarizing plate on the viewing side and the liquid crystal display element, which is a liquid crystal display device.
【０００７】請求項２の発明は、該液晶面を照射するた
めのフロントライト導光設備が導光板の一端面に近接し
て光源を配し、視認側の一の面に頂稜線と谷線とが互い
にほぼ平行で交互に配備したプリズム状の三角柱を備
え、他の面より光を液晶面に出射するこめのできるフロ
ントライト導光設備である請求項１の液晶表示装置であ
る。According to a second aspect of the present invention, the front light guide device for illuminating the liquid crystal surface disposes the light source in the vicinity of one end surface of the light guide plate, and the top ridge line and the valley line are provided on one surface on the viewing side. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the front light guide equipment is provided with prism-shaped triangular prisms, which are arranged substantially parallel to each other and are alternately arranged, and which allows light to be emitted from the other surface to the liquid crystal surface.
【０００８】請求項３の発明は、視認側の偏光板の視認
側表面が光に対する無反射機能を有する偏光板である請
求項１又は２記載の液晶表示装置である。A third aspect of the present invention is the liquid crystal display device according to the first or second aspect, wherein the viewing side surface of the viewing side polarizing plate is a polarizing plate having a function of not reflecting light.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】反射型液晶表示装置は、通常、図
２に示す如く、視認側に外光からの表示反射を防ぐため
に設けられた無反射層１を持ち、外光の特定の偏光成分
を通過させる偏光板２と、必要に応じ、光学補償を行う
ための位相差板３と、光源光を拡散させる拡散板４を液
晶表示素子の視認側に設ける。そして、液晶表示素子は
２枚の硝子基板６及び１１の間に、視認側から３原色の
カラーフィルタ７と光透過性の透明電極８、液晶層９が
下部の透明電極１０に挟持されている。更に、その外側
に液晶素子への入射光を偏光するための下部の偏光板１
２と入射板を視認側に反射させる反射板１４が設けら
れ、必要に応じ、位相差板１３が設けられている。即
ち、反射型液晶表示装置は、通常液晶表示素子の両面に
偏光板を配置し、視認側の反射側に反射板を備えた構造
になっている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A reflective liquid crystal display device usually has a non-reflective layer 1 provided on the viewer side to prevent display reflection from external light, as shown in FIG. A polarizing plate 2 that allows the components to pass therethrough, a retardation plate 3 for performing optical compensation, and a diffusion plate 4 that diffuses the light source light are provided on the viewing side of the liquid crystal display element, if necessary. In the liquid crystal display element, the color filters 7 of the three primary colors, the transparent electrode 8 having a light transmitting property, and the liquid crystal layer 9 are sandwiched between the two transparent glass substrates 6 and 11 from the viewer side. . Further, on the outside thereof, a lower polarizing plate 1 for polarizing incident light to the liquid crystal element
2 and a reflection plate 14 for reflecting the entrance plate to the viewing side, and a phase difference plate 13 as necessary. That is, the reflection type liquid crystal display device usually has a structure in which polarizing plates are arranged on both sides of a liquid crystal display element and a reflection plate is provided on the reflection side on the viewing side.
【００１０】一方、外光が不足する場合に、補助光源と
して設けられるフロントライト導光設備は反射型液晶表
示装置の視認側に、即ち、図示したように、視認側偏光
板の上面に配設される。この場合は、フロントライトを
通して液晶表示面を観察するので、表示面の画像を歪ま
せたり、ぼけさせてはならない。更に、薄型であること
が要求される。On the other hand, when the external light is insufficient, the front light guiding device provided as an auxiliary light source is disposed on the viewing side of the reflective liquid crystal display device, that is, on the upper surface of the viewing side polarizing plate as shown in the figure. To be done. In this case, since the liquid crystal display surface is observed through the front light, the image on the display surface should not be distorted or blurred. Furthermore, it is required to be thin.
【００１１】前記要望を満たすフロントライト導光設備
は、光源と導光板とより構成され、光源より出射した光
は導光板により均質な面光源となって液晶表示面に照射
される。１均質な面光源とするための導光板は、端面よ
り入射した光が視認側には漏れることが少なく、液晶表
示面側には均質でできるだけ液晶表示面に垂直に、即ち
導光板の法線方向に近い方向に出射することが好まし
い。その上、透過してくる液晶表示面の画像をクリヤー
に歪むことなく透過させることが必要である。これらの
要件を満たす導光板は、可能な限り液晶表示面に平行で
平滑であるのが良い。The front light guide system which satisfies the above demand is composed of a light source and a light guide plate, and the light emitted from the light source becomes a uniform surface light source by the light guide plate and is applied to the liquid crystal display surface. 1 The light guide plate for making a uniform surface light source is such that the light incident from the end face does not leak to the viewing side, is uniform on the liquid crystal display surface side, and is as vertical as possible to the liquid crystal display surface, that is, the normal line of the light guide plate. It is preferable to emit light in a direction close to the direction. In addition, it is necessary to allow the transmitted image on the liquid crystal display surface to be transmitted without clear distortion. The light guide plate satisfying these requirements is preferably parallel and smooth to the liquid crystal display surface as much as possible.
【００１２】好ましい導光板の形状としては、入射した
光線を受けて導光板下面の法線方向に光を反射させる斜
面を設けるとともに、大部分が液晶表示面に平行に近い
平滑面である形状が良い。即ち、頂稜線と谷線がほぼ平
行で交互に配備したプリズム状の三角柱を一面に備える
と、他の面より光を出射することができる。As a preferable shape of the light guide plate, a sloped surface that receives incident light rays and reflects the light in the normal direction of the lower surface of the light guide plate is provided, and most of the shape is a smooth surface which is almost parallel to the liquid crystal display surface. good. That is, if a prism-shaped triangular prism in which the top ridge line and the valley line are substantially parallel and arranged alternately is provided on one surface, light can be emitted from the other surface.
【００１３】プリズム状の３角柱の例としては等辺の３
角柱でも良いが、図３に示す如く、大部分が液晶表示面
に平行に近く一部が傾斜面となる不等辺３角柱が好まし
い。液晶表示面に平行に近い平滑面を形成する角度をθ
1 とし、傾斜面を形成する角をθ2 とするとき、θ1 は
０．５〜１０度であり、θ2 は３０〜４５度の場合にプ
リズム面に対向する面の法線方向に近い方向に出射する
ので好ましい。これらの要件は精密に設計され、精密に
加工され成型されないと効果を発揮できない。As an example of a prism-shaped triangular prism, three equilateral sides are used.
Although it may be a prism, as shown in FIG. 3, it is preferably an isosceles triangular prism that is almost parallel to the liquid crystal display surface and has a part inclined. The angle that forms a smooth surface close to parallel to the liquid crystal display surface is θ
When the angle forming the inclined surface is θ 2 and θ 1 is 0.5 to 10 degrees, and θ 2 is 30 to 45 degrees, it is close to the normal direction of the surface facing the prism surface. It is preferable because the light is emitted in the direction. These requirements cannot be effective unless they are precisely designed, precision processed and molded.
【００１４】精密なフロントライト導光設備は視認側の
最外側に設置されるので、観察者の操作等による汚れ、
傷を防止する必要がある。更に最外側であるために、外
光の反射による表示面の劣化を防ぐ必要がある。一般的
にはハードコート処理と無反射処理されるが、プリズム
状表面が形成されているのでこれらの処理は難しいか高
価になる。従って、保護層を設置する必要があり、薄型
の要望に逆行する上に、透過層が増加して光線透過量を
減ずる恐れが生ずる。Since the precision front light guiding equipment is installed on the outermost side on the viewing side, dirt, etc. due to the operation of the observer,
It is necessary to prevent scratches. Further, since it is on the outermost side, it is necessary to prevent deterioration of the display surface due to reflection of external light. Generally, a hard coat treatment and an antireflection treatment are performed, but since the prismatic surface is formed, these treatments are difficult or expensive. Therefore, it is necessary to provide a protective layer, which runs counter to the demand for thinness, and there is a risk that the number of transmission layers increases and the amount of light transmission decreases.
【００１５】本発明は上記問題を解決するためになされ
たもので、２枚のガラス基板を中心とした反射型液晶表
示素子の視認側に設置される偏光板または無反射層を有
する偏光板、または必要に応じ、偏光板とともに位相差
板や拡散板と、反射型液晶表示素子との間に、液晶表示
面を照射するためのフロントライト導光設備を設置する
ことにより、フロントライト導光設備の無反射層及び保
護層を省くことができ、薄型の要求に応えるとともに光
線透過量の減少も防ぐことができる。The present invention has been made to solve the above problems, and is a polarizing plate having a non-reflective layer or a polarizing plate disposed on the viewing side of a reflective liquid crystal display device centering on two glass substrates. Or, if necessary, by installing a front light guiding device for illuminating the liquid crystal display surface between the retardation plate or diffusion plate together with the polarizing plate and the reflective liquid crystal display element, the front light guiding device can be installed. It is possible to omit the non-reflective layer and the protective layer, and it is possible to meet the demand for thinness and prevent a reduction in the amount of light transmission.
【００１６】本発明の反射型液晶表示装置を図１により
説明すると、無反射層１は、各種の屈折率の物質を薄膜
にして多層に積層し、表示の反射率を極度に低下させた
層であり、蒸着やコーティングによって形成される。偏
光板を基材とした市販の無反射偏光板も使用できる。こ
の偏光板２を最外側とする場合には、従来のフロントラ
イトを装備した反射型液晶表示装置における保護板１６
の機能を兼ねるので、新ためてフロントライトの保護層
を必要とせず、従って、コンパクトになるとともにコス
ト的にも有利である。The reflection type liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIG. 1. The non-reflection layer 1 is a layer in which materials having various refractive indexes are formed into thin films and laminated in multiple layers to extremely reduce the display reflectance. And is formed by vapor deposition or coating. A commercially available non-reflective polarizing plate having a polarizing plate as a base material can also be used. When the polarizing plate 2 is the outermost side, the protective plate 16 in the reflection type liquid crystal display device equipped with the conventional front light is used.
Since it also has the function of (1), a new front light protective layer is not required, and therefore it is compact and cost effective.
【００１７】偏光板２と液晶表示素子との間に設置され
るフロントライト導光設備は、光源１５と導光板５とよ
り成り、各種の光源と各種の導光板を用いることができ
る。好ましい光源としては、近接される導光板の端面と
ほぼ同じ大きさの線状光源であって、冷陰極管や棒状の
導光ガイドを設けたＬＥＤ等が用いられる。導光板の好
ましい例は、図３に示す如く、一面がプリズム状の３角
柱が配備され、他の一面はプリズム３角柱の底面と平行
かまたは楔状になっている。The front light guiding equipment installed between the polarizing plate 2 and the liquid crystal display element comprises a light source 15 and a light guiding plate 5, and various light sources and various light guiding plates can be used. As a preferable light source, a linear light source having substantially the same size as the end surface of the light guide plate to be brought close thereto, such as a cold cathode tube or an LED provided with a rod-shaped light guide is used. As a preferred example of the light guide plate, as shown in FIG. 3, a prism-shaped triangular prism is provided on one surface, and the other surface is parallel to the bottom surface of the prism triangular prism or is wedge-shaped.
【００１８】液晶表示素子は、２板の硝子基板６及び１
１の間にカラーフィルター７と、上部と下部の透明電極
８及び１０を備え、この両電極内に液晶相１０が存在す
る。液晶表示素子の外側には、下部の偏光板１２があ
り、更にその外側に反射板１４が設置される。The liquid crystal display device comprises two glass substrates 6 and 1.
1 is provided with a color filter 7 and upper and lower transparent electrodes 8 and 10, and a liquid crystal phase 10 is present in both electrodes. A lower polarizing plate 12 is provided outside the liquid crystal display element, and a reflecting plate 14 is provided outside the polarizing plate 12.
【００１９】前記の構成の外に、必要とあれば拡散板や
位相差板が設置される。拡散板は、液晶表示素子と導光
板のプリズム模様等との間で起きるモアレを防止など表
示面の品位を向上するために使用される。設置の個所は
任意であるが、視認側に近い個所に設けられることが多
い。位相差板は、反射光等との光の位相を調整するため
に設けられ設置の個所は任意であるが、偏光板に付帯し
て４分の１波長板等が設けられることが多い。In addition to the above structure, a diffusion plate or a retardation plate is installed if necessary. The diffusion plate is used to improve the quality of the display surface by preventing moire between the liquid crystal display element and the prism pattern of the light guide plate. The installation location is arbitrary, but it is often provided at a location near the viewing side. The retardation plate is provided in order to adjust the phase of light with respect to the reflected light or the like, and the installation location is arbitrary, but a quarter wavelength plate or the like is often provided along with the polarizing plate.
【００２０】フロントライト導光設備の導光板は、多く
の場合、光を反射屈折することのできる一面を視認側
に、その反対面の出射面が液晶表示素子に対向して設置
されるので、必要に応じて、導光板の出射面を無反射処
理されることもある。この場合も偏光板と液晶表示素子
との間にフロントライト導光設備を設置することができ
る。In many cases, the light guide plate of the front light guide device is installed such that one surface capable of reflecting and refracting light is on the viewing side and the emission surface on the opposite side faces the liquid crystal display element. If necessary, the exit surface of the light guide plate may be subjected to antireflection treatment. Also in this case, a front light guiding facility can be installed between the polarizing plate and the liquid crystal display element.
【００２１】[0021]
【発明の効果】叙上の如く、視認側の偏光板と液晶表示
素子との間にフロントライト導光設備を設置し、該偏光
板を保護層とすることによって、従来の反射型液晶表示
装置の視認側に単にフロントライト導光設備を設置する
場合は、フロントライトよりの光線が偏光板を透過する
回数が４回であるのに対して３回に減ずることができる
ので、観察者側の光量が大きく改善される。また、従来
の反射型液晶表示装置の視認側に単にフロントライト導
光設備を設置する場合に比べて薄型となり、コンパクト
化、薄型化の要請に応えることができる。As described above, a front light guiding device is installed between the polarizing plate on the viewing side and the liquid crystal display element, and the polarizing plate serves as a protective layer. If the front light guide equipment is simply installed on the viewer side, the number of times the light from the front light passes through the polarizing plate is four, but it can be reduced to three, so The amount of light is greatly improved. In addition, it is thinner than the case where the front light guiding device is simply installed on the viewing side of the conventional reflective liquid crystal display device, and it is possible to meet the demands for compactness and thinness.
【図１】本発明のフロントライトを装備した反射型液晶
表示装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a reflective liquid crystal display device equipped with a front light of the present invention.
【図２】従来のフロントライトを装備した反射型液晶表
示装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional reflective liquid crystal display device equipped with a front light.
【図３】フロントライト導光体の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a front light guide member.
１ 無反射層 ２、１２ 偏光板 ３、１３ 位相差板 ４ 拡散板 ５ 導光体 ６、１１ ガラス基板 ７ カラーフィルタ ８、１０ 透明電極 ９ 液晶層 １４ 反射板 １５ 光源 １６ 保護板 1 Anti-reflection layer 2,12 Polarizer 3, 13 Retardation plate 4 diffuser 5 Light guide 6, 11 glass substrate 7 color filters 8, 10 transparent electrodes 9 Liquid crystal layer 14 Reflector 15 light source 16 Protective plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H038 AA55 BA06 2H042 CA12 CA17 2H049 BA02 BA06 BB03 BB06 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA14Y FA14Z FA21X FA23X FA37X FA42X FA45X FC17 FC19 FC23 GA16 LA02 LA11 LA16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 2H038 AA55 BA06 2H042 CA12 CA17 2H049 BA02 BA06 BB03 BB06 BB63 BC22 2H091 FA08X FA08Z FA14Y FA14Z FA21X FA23X FA37X FA42X FA45X FC17 FC19 FC23 GA16 LA02 LA11 LA16
Claims (3)
視認側の反対側に反射板を備えた反射型液晶表示装置に
おいて、前記視認側の偏光板と前記液晶表示素子との間
に該液晶面を照射するためのフロントライト導光設備を
設置したことを特徴とする液晶表示装置。1. A polarizing plate is provided on both sides of a liquid crystal display device,
In a reflective liquid crystal display device having a reflection plate on the side opposite to the viewing side, a front light guiding device for irradiating the liquid crystal surface is installed between the polarizing plate on the viewing side and the liquid crystal display element. Liquid crystal display device characterized by.
導光設備が導光体の一端面に近接して光源を配し、視認
側の一の面に頂稜線と谷線とが互いにほぼ平行で交互に
配備したプリズム状の三角柱を備え、他の面より光を液
晶面に出射することのできるフロントライト導光設備で
ある請求項１記載の液晶表示装置。2. A front light guiding device for illuminating a liquid crystal surface has a light source arranged close to one end surface of the light guide, and a top ridge line and a valley line are substantially parallel to each other on one surface on the viewing side. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is a front light guide facility which is provided with prism-shaped triangular prisms alternately arranged at and can emit light from another surface to a liquid crystal surface.
る無反射機能を有する偏光板である請求項１又は２記載
の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the viewing side surface of the viewing side polarizing plate is a polarizing plate having a non-reflection function for light.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001243330A JP2003057628A (en) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | Reflection type liquid crystal display device |
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Legal Events
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110426 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110906 |