JP2003139941A - Filter substrate for liquid crystal display device, method for manufacturing the same and liquid crystal display device using the same - Google Patents
Filter substrate for liquid crystal display device, method for manufacturing the same and liquid crystal display device using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用フ
ィルター基板とその製造方法及びそれを用いた液晶表示
装置に関し、特に、不要光を減らした液晶表示装置用フ
ィルター基板とその製造方法及びそれを用いた液晶表示
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 filter substrate for a liquid crystal display device, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device using the same, and more particularly, a filter substrate for a liquid crystal display device with reduced unnecessary light, a method for manufacturing the same, and a method thereof. The present invention relates to a liquid crystal display device using.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、カラーフィルターとしてコレステ
リック液晶を分散したコレステリックフィルムを用いる
ことが、例えば特開平9−318807号に開示されて
いる。このカラーフィルターは、輝度、色純度におい
て、従来の顔料や染料を用いたカラーフィルターと比較
して優れた性能を有している。特に、温度やカイラル剤
比によりその選択反射光の波長が変化し、さらに紫外線
照射によって液晶における状態を保持したまま硬化でき
る紫外線硬化型コレステリック液晶を用いることによ
り、従来と比較して簡単に製造することができるという
利点がある。2. Description of the Related Art Hitherto, the use of a cholesteric film in which a cholesteric liquid crystal is dispersed as a color filter has been disclosed in, for example, JP-A-9-318807. This color filter has superior performance in brightness and color purity as compared with a color filter using a conventional pigment or dye. In particular, the wavelength of the selectively reflected light changes depending on the temperature and the ratio of the chiral agent, and further, by using an ultraviolet curable cholesteric liquid crystal that can be cured while maintaining the state of the liquid crystal by ultraviolet irradiation, it is easier to manufacture than conventional products. There is an advantage that you can.
【0003】前記のようなコレステリック液晶、及び、
カイラルネマチック液晶は、液晶分子軸の長距離配向秩
序に加えて、ダイレクタが螺旋的に空間変化をしている
という特性がある。すなわち、液晶分子軸と平行な平面
内では、液晶はネマティック相と同様な配向秩序がある
が、隣接する平面へ移ると、この局所的な配向方向がわ
ずかに回転しているので、これが順次連続して螺旋構造
となっている。Cholesteric liquid crystal as described above, and
The chiral nematic liquid crystal has a characteristic that, in addition to the long-range orientational order of the liquid crystal molecular axes, the director is spirally spatially changing. That is, in the plane parallel to the liquid crystal molecular axis, the liquid crystal has the same alignment order as in the nematic phase, but when it moves to the adjacent plane, this local alignment direction is slightly rotated, so this continues sequentially. It has a spiral structure.
【0004】一方、自然光は、右旋円偏光と左旋円偏光
に分けることが可能であり、コレステリック液晶若しく
はカイラルネマチック液晶は、右旋及び左旋両成分の光
が、液晶の螺旋軸に平行に入射した場合、その液晶のね
じれ方向と同じ回転方向の円偏光成分のみを反射し、他
方の円偏光成分は透過するという特性がある。On the other hand, natural light can be divided into right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light. In a cholesteric liquid crystal or a chiral nematic liquid crystal, both right-handed and left-handed light components are incident parallel to the helical axis of the liquid crystal. In this case, there is a characteristic that only the circularly polarized light component in the same rotation direction as the twist direction of the liquid crystal is reflected and the other circularly polarized light component is transmitted.
【0005】このとき、反射光の、入射光に対する位相
の変化が生じないので、反射光の入射前後における偏光
方向は不変であり、また、反射光の波長は、コレステリ
ック液晶若しくはカイラルネマチック液晶のねじれのピ
ッチにより変化する。このピッチは、液晶にねじれの力
を発生させるカイラル剤の添加量や、適当な外場(例え
ば温度、電場、磁場等)により変化する。At this time, since the phase of the reflected light with respect to the incident light does not change, the polarization direction before and after the incident of the reflected light is unchanged, and the wavelength of the reflected light is the twist of the cholesteric liquid crystal or the chiral nematic liquid crystal. It changes according to the pitch. This pitch changes depending on the addition amount of a chiral agent that generates a twisting force in the liquid crystal and an appropriate external field (for example, temperature, electric field, magnetic field, etc.).
【0006】したがって、上記のようなパラメータを、
可視域で制御することにより、赤、緑、青の透過光を形
成させることができ、かつ、透過させた光以外の光を光
源側に反射し、再利用して、輝度を従来のカラーフィル
ターと比較して高く設定することができる。Therefore, the above parameters are
By controlling in the visible range, it is possible to form red, green, and blue transmitted light, and the light other than the transmitted light is reflected to the light source side and reused, and the brightness is changed to the conventional color filter. It can be set higher than.
【0007】このような螺旋構造の液晶を利用した反射
フィルターを、本発明では以下に、コレステリック液晶
フィルターと呼ぶが、コレステリック液晶フィルター
は、特定の波長域の特定の円偏光を反射し、他の波長域
及び他の円偏光を透過する特性を有する。In the present invention, the reflection filter using the liquid crystal having such a spiral structure is hereinafter referred to as a cholesteric liquid crystal filter. The cholesteric liquid crystal filter reflects a specific circularly polarized light in a specific wavelength range and It has the property of transmitting wavelength bands and other circularly polarized light.
【0008】ところで、従来、このようなコレステリッ
ク液晶フィルターを用いた透過型のカラー液晶表示装置
としては、特開平8−234196号、特開2000−
347179において、バックライト側に右円偏光ある
いは左円偏光のみを照射するための円偏光板を配置し、
また、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)画素に、そ
れぞれバックライト側からR、G、Bの波長域の光を透
過し、他の色の波長域の光を反射するコレステリック液
晶フィルターとその観察側にそれぞれR、G、Bの波長
域の光のみを透過し他の色の波長域の光を吸収する吸収
型カラーフィルターとを配置し、バックライト利用効率
を向上させると共に、外光の影響を防止したものが提案
されている。By the way, heretofore, as a transmissive color liquid crystal display device using such a cholesteric liquid crystal filter, Japanese Patent Laid-Open No. 8-234196 and 2000-
347179, a circularly polarizing plate for irradiating only right circularly polarized light or left circularly polarized light is arranged on the backlight side,
A cholesteric that transmits light in the R, G, and B wavelength ranges from the backlight side to R (red), G (green), and B (blue) pixels, respectively, and reflects light in other color wavelength ranges. A liquid crystal filter and an absorptive color filter that transmits only light in the R, G, and B wavelength regions and absorbs light in other wavelength regions are disposed on the viewing side of the liquid crystal filter to improve the backlight utilization efficiency. , Those that prevent the influence of outside light have been proposed.
【0009】また、特開2000−193962におい
ては、半透過型のコレステリック液晶フィルター、すな
わち、特定の波長域の特定の円偏光を100%ではなく
所定割合、例えば10%だけ透過するように構成した半
透過型のコレステリック液晶フィルターを液晶表示素子
の液晶層の観察側と反対側に配置して、反射型の表示の
場合には、外光の特定の円偏光成分をこの半透過型のコ
レステリック液晶フィルターで反射させ、透過型の表示
の場合には、円偏光板を通った特定の円偏光成分のその
例えば10%だけ透過させるようにしたものが提案され
ている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-193962, a semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter, that is, a specific circularly polarized light in a specific wavelength range is configured to be transmitted not by 100% but by a predetermined ratio, for example, 10%. A semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter is placed on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal layer of the liquid crystal display element, and in the case of a reflective display, a specific circularly polarized component of external light is generated by the semi-transmissive cholesteric liquid crystal. In the case of a transmissive display, it is proposed that the light is reflected by a filter so that only 10% of a specific circularly polarized light component passing through the circularly polarizing plate is transmitted.
【0010】また、コレステリック液晶フィルターとは
直接関係ないが、円偏光板に用いる位相差層(4分の1
波長板)としてλ/2位相差層(2分の1波長板)とλ
/4位相差層(4分の1波長板)からなり、互いの進相
軸が60±10°で交差するものとして、波長によらず
に略完全な円偏光にできるものが、特開平10−688
16号において提案されている。以下の説明する本発明
においては、このような構成の位相差層も含めて4分の
1波長板(以下、λ/4位相差板とする。)とする。Although not directly related to the cholesteric liquid crystal filter, a retardation layer (1/4) used for a circularly polarizing plate is used.
Λ / 2 retardation layer (half wave plate) and λ
Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 10-104, which is composed of a / 4 retardation layer (quarter wave plate) and whose fast axes intersect with each other at 60 ± 10 ° and which can be made into a substantially perfect circularly polarized light regardless of wavelength. -688
No. 16 proposed. In the present invention described below, a quarter-wave plate (hereinafter, referred to as a λ / 4 retardation plate) including the retardation layer having such a configuration is used.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記したような液晶表
示装置に用いられるコレステリック液晶フィルターにお
いては、コレステリック液晶フィルターのバックライト
入射側に円偏光板が配置され、コレステリック液晶フィ
ルターに入射するバックライトを右円偏光あるいは左円
偏光に制限している。円偏光板はバックライト入射側に
直線偏光板がその反対側にはλ/4位相差板が配置され
てなるものであるが、その円偏光板は液晶表示装置のバ
ックライト入射側の透明基板の外側に配置され、コレス
テリック液晶フィルターはそのバックライト入射側の透
明基板の内側に配置されるので、図5に示すような構成
になる。ただし、この例では、分かりやすくするため
に、コレステリック液晶フィルターとして、右円偏光の
一部を透過し残りを反射し、左円偏光は透過する特性の
半透過型のコレステリック液晶フィルター(半透過型C
LC)を用い、円偏光板を構成するλ/4位相差板を透
明基板に接着層で一体に接着してあるものとしている。
また、半透過型CLCの透過と反射の割合は3:7とし
ている。In the cholesteric liquid crystal filter used in the liquid crystal display device as described above, a circularly polarizing plate is arranged on the backlight incident side of the cholesteric liquid crystal filter, and a backlight incident on the cholesteric liquid crystal filter is provided. It is restricted to right-handed circularly polarized light or left-handed circularly polarized light. A circularly polarizing plate has a linear polarizing plate on the backlight incident side and a λ / 4 retardation plate on the opposite side. The circular polarizing plate is a transparent substrate on the backlight incident side of a liquid crystal display device. Since the cholesteric liquid crystal filter is disposed on the outside of the transparent substrate and on the inside of the transparent substrate on the incident side of the backlight, the configuration shown in FIG. 5 is obtained. However, in this example, for the sake of clarity, the cholesteric liquid crystal filter is a semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter (semi-transmissive liquid crystal filter) that transmits a part of the right-handed circularly polarized light and reflects the rest, while transmitting the left-handed circularly polarized light. C
LC) is used to integrally bond the λ / 4 retardation plate constituting the circularly polarizing plate to the transparent substrate with an adhesive layer.
Further, the transmissive / reflective ratio of the semi-transmissive CLC is set to 3: 7.
【0012】バックライトからの照明光は自然偏光であ
り、円偏光板の直線偏光板を経ることにより図5の場合
は紙面内に偏光面を持つ直線偏光となり、その直線偏光
がλ/4位相差板を透過して図5の場合は右円偏光
(R)となり、その右円偏光(R)は接着層、透明基
板、配向層を経て半透過型CLCに入射し、その中の3
0%の右円偏光(R)が透過して行き、70%はブラッ
グ反射により右円偏光(R)のままバックライト側に反
射される。しかしながら、その右円偏光(R)のブラッ
グ反射光の一部は、屈折率差のために、それぞれ、半透
過型CLCと配向層の間、配向層と透明基板の間、透明
基板と接着層の間、接着層とλ/4位相差板の間でフレ
ネル反射のために反射され、半透過型CLCへ再び入射
する。Illumination light from the backlight is naturally polarized light, and in the case of FIG. 5, it becomes linearly polarized light having a polarization plane in the plane of the paper by passing through the linearly polarizing plate of the circularly polarizing plate, and the linearly polarized light is λ / 4 position. In the case of FIG. 5, the light passes through the phase difference plate to become right circularly polarized light (R), and the right circularly polarized light (R) is incident on the semi-transmissive CLC through the adhesive layer, the transparent substrate, and the alignment layer, among which 3
Right circularly polarized light (R) of 0% is transmitted, and 70% of the right circularly polarized light (R) is reflected to the backlight side by Bragg reflection. However, a part of the Bragg reflected light of the right-handed circularly polarized light (R) is due to the difference in refractive index, between the transflective CLC and the alignment layer, between the alignment layer and the transparent substrate, and between the transparent substrate and the adhesive layer, respectively. During this period, the light is reflected due to Fresnel reflection between the adhesive layer and the λ / 4 retardation plate, and re-enters the transflective CLC.
【0013】ここで問題になるのは、フレネル反射によ
り円偏光は回転方向が逆転することである。そのため、
上記の界面でのフレネル反射光は今度は左円偏光(L)
となって半透過型CLCに入射する。半透過型CLCは
左円偏光(L)は透過する特性のものであるため、その
フレネル反射光は半透過型CLCを透過して不要光とな
る。The problem here is that the rotation direction of circularly polarized light is reversed due to Fresnel reflection. for that reason,
The Fresnel reflected light at the above interface is now left circularly polarized (L)
And enters the semi-transmissive CLC. Since the semi-transmissive CLC has a property of transmitting left-handed circularly polarized light (L), the Fresnel reflected light thereof passes through the semi-transmissive CLC and becomes unnecessary light.
【0014】特に半透過型のコレステリック液晶フィル
ター(CLC)を用いた液晶表示装置は、CLCを透過
する光は特定の方向の円偏光(上記では右円偏光)であ
るとして構成されているため、上記のような反対方向の
円偏光(上記では左円偏光)がCLCを透過すると、そ
の光は表示のメカニズムに従わないことになり、表示の
コントラスト、色純度等を悪化させることになる。Particularly, in a liquid crystal display device using a semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter (CLC), the light transmitted through the CLC is configured as circularly polarized light in a specific direction (right circularly polarized light in the above case). When the circularly polarized light in the opposite direction (left circularly polarized light in the above case) passes through the CLC, the light does not follow the display mechanism, and the display contrast, color purity, etc. are deteriorated.
【0015】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、コレステリック
液晶フィルターとその入射側にλ/4位相差板を配置し
た液晶表示装置用フィルター基板において界面反射の悪
影響を防止する構成を提供することである。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is a filter substrate for a liquid crystal display device in which a cholesteric liquid crystal filter and a λ / 4 retardation plate are arranged on the incident side thereof. In order to provide a structure for preventing the adverse effect of interface reflection.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の液晶表示装置用フィルター基板は、透明基板上に順
に、入射した直線偏光を円偏光に変換する位相差層と、
前記位相差層で変換された円偏光を選択反射する作用を
有するコレステリック液晶フィルターとを備え、前記コ
レステリック液晶フィルターが前記選択反射する波長帯
域内の光の一部を透過する作用を有し、前記位相差層と
前記コレステリック液晶フィルターとの平均屈折率の差
が0.05以下であることを特徴とするものである。A filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention which achieves the above-mentioned object comprises a retardation layer for converting incident linearly polarized light into circularly polarized light in order on a transparent substrate,
And a cholesteric liquid crystal filter having a function of selectively reflecting the circularly polarized light converted by the retardation layer, wherein the cholesteric liquid crystal filter has a function of transmitting a part of light in the wavelength band selectively reflected, The difference in average refractive index between the retardation layer and the cholesteric liquid crystal filter is 0.05 or less.
【0017】この場合に、コレステリック液晶フィルタ
ーが、架橋可能なネマチック液晶と架橋可能なカイラル
剤とを主成分とし、位相差層がそのネマチック液晶を主
成分とすることが望ましい。In this case, it is preferable that the cholesteric liquid crystal filter contains a crosslinkable nematic liquid crystal and a crosslinkable chiral agent as main components, and the retardation layer contains the nematic liquid crystal as a main component.
【0018】また、その位相差層が、λ/2位相差層と
λ/4位相差層からなり、互いの進相軸が60±10度
で交差するものであってもよい。Further, the retardation layer may be composed of a λ / 2 retardation layer and a λ / 4 retardation layer, and their fast axes intersect at 60 ± 10 degrees.
【0019】また、透明基板の反対側面に直線偏光板が
接着されていてもよい。A linear polarizing plate may be adhered to the opposite side surface of the transparent substrate.
【0020】本発明の液晶表示装置用フィルター基板の
製造方法の1つは、透明基板上の配向膜上にコーティン
グした架橋可能なネマチック液晶を架橋してフィルム状
とし、その上に別に用意した架橋可能なネマチック液晶
と架橋可能なカイラル剤の混合液をコーティングし、架
橋してフィルム状とすることを特徴とする方法である。One of the methods for producing a filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention is to crosslink a crosslinkable nematic liquid crystal coated on an alignment film on a transparent substrate to form a film, and then separately prepare a crosslink. It is a method characterized by coating a mixed liquid of a possible nematic liquid crystal and a crosslinkable chiral agent and crosslinking the mixture to form a film.
【0021】本発明のもう1つの液晶表示装置用フィル
ター基板の製造方法は、透明基板上の配向膜上にコーテ
ィングした架橋可能なネマチック液晶を架橋してλ/2
位相差層とし、その上に架橋可能なネマチック液晶をコ
ーティングし、架橋しλ/4位相差層とし、さらにその
上に別に用意した架橋可能なネマチック液晶と架橋可能
なカイラル剤の混合液をコーティングし、架橋してフィ
ルム状とすることを特徴とする方法である。Another method of manufacturing a filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention comprises cross-linking a cross-linkable nematic liquid crystal coated on an alignment film on a transparent substrate to obtain λ / 2.
As a retardation layer, a crosslinkable nematic liquid crystal is coated on it, crosslinked to form a λ / 4 retardation layer, and a separately prepared mixture liquid of a crosslinkable nematic liquid crystal and a crosslinkable chiral agent is coated thereon. Then, it is crosslinked to form a film.
【0022】後者の場合、λ/2位相差層表面を任意の
方向にラビングし、そのλ/2位相差層表面の配向規制
力を用いて互いの進相軸が60±10度で交差するよう
にしてもよく、また、λ/2位相差層表面に配向膜を成
膜してから任意の方向にラビングし、そのλ/2位相差
層表面の配向規制力を用いて互いの進相軸が60±10
度で交差するようにしてもよい。In the latter case, the surface of the λ / 2 retardation layer is rubbed in an arbitrary direction, and the fast axes intersect each other at 60 ± 10 degrees by using the orientation regulating force of the surface of the λ / 2 retardation layer. Alternatively, the alignment film may be formed on the surface of the λ / 2 retardation layer and then rubbed in an arbitrary direction, and the mutual phase advance may be performed by using the alignment regulating force of the surface of the λ / 2 retardation layer. Axis is 60 ± 10
You may cross at a degree.
【0023】本発明は、2枚の透明基板間に印加電圧に
応じて入射光の位相を変調する液晶層が挟持され、その
液晶層に画素毎に独立に電圧を印加する電極及び駆動回
路が設けられた液晶表示素子と、その観察側と反対側に
設けられた照明光源と、前記照明光源と前記液晶層の間
に配置された円偏光手段と、前記液晶表示素子の観察側
に設けられた円偏光手段とを備えた液晶表示装置におい
て、前記液晶表示素子のバックライト側の透明基板とし
て以上の何れかの液晶表示装置用フィルター基板が配置
されていることを特徴とする液晶表示装置を含むもので
ある。In the present invention, a liquid crystal layer for modulating the phase of incident light according to an applied voltage is sandwiched between two transparent substrates, and an electrode and a drive circuit for independently applying a voltage to each pixel are provided in the liquid crystal layer. A liquid crystal display element provided, an illumination light source provided on the side opposite to the observation side thereof, a circular polarization means arranged between the illumination light source and the liquid crystal layer, and an observation side of the liquid crystal display element. In a liquid crystal display device including a circularly polarizing means, a liquid crystal display device characterized in that any one of the above liquid crystal display device filter substrates is arranged as a transparent substrate on the backlight side of the liquid crystal display element. It includes.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の液晶表示装置用
フィルター基板とその製造方法及びそれを用いた液晶表
示装置を原理と実施例に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A filter substrate for a liquid crystal display device, a method for manufacturing the same, and a liquid crystal display device using the same will be described below based on principles and examples.
【0025】図1に本発明の液晶表示装置用フィルター
基板の1例の構成を示す。図1は、半透過型のコレステ
リック液晶フィルター(半透過型CLC)を用いた液晶
表示装置のバックライト側の基板10と、そのバックラ
イト入射側に配置される直線偏光板11とバックライト
光源12とを共に示した図であり、本発明の液晶表示装
置用フィルター基板10は、ガラス基板1と、その上に
一体に成膜配向処理されたポリイミド膜からなる配向層
2と、その上に一体に形成されたネマチック液晶からな
る実質的にλ/4位相差を持つ位相差層3と、さらにそ
の上に一体に形成された架橋可能なネマチック液晶と架
橋可能なカイラル剤とを主成分とする半透過なコレステ
リック液晶フィルター層4とからなり、その液晶表示装
置用フィルター基板10の入射側には、位相差層3と共
に円偏光板を構成する直線偏光板11が配置され、ま
た、直線偏光板11の入射側にはバックライト光源12
が配置される。FIG. 1 shows the structure of an example of the filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention. FIG. 1 shows a substrate 10 on the backlight side of a liquid crystal display device using a semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter (semi-transmissive CLC), a linear polarizing plate 11 and a backlight light source 12 arranged on the backlight incident side. FIG. 1 is a diagram showing both of the above, and a filter substrate 10 for a liquid crystal display device of the present invention includes a glass substrate 1, an alignment layer 2 made of a polyimide film integrally formed on the glass substrate 1, and an alignment layer 2 formed thereon. And a retardation layer 3 having a substantially λ / 4 retardation, which is composed of a nematic liquid crystal formed in the above, and a crosslinkable nematic liquid crystal and a crosslinkable chiral agent integrally formed thereon. A linear polarizing plate 11 which is made up of a semi-transparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 and which forms a circularly polarizing plate together with the retardation layer 3 is arranged on the incident side of the filter substrate 10 for a liquid crystal display device. Are, also, on the incident side of the linearly polarizing plate 11 backlight 12
Are placed.
【0026】本発明の液晶表示装置用フィルター基板1
0はこのような構成であるので、バックライト光源12
からの自然偏光の照明光は、直線偏光板11を経ること
により図1の場合は紙面内に偏光面を持つ直線偏光とな
り、その直線偏光がガラス基板1と配向層2とを経て位
相差層3に達し、その実質的にλ/4位相差により図1
の場合は右円偏光(R)に変換され直ぐに半透過なコレ
ステリック液晶フィルター層4に入射し、その中の例え
ば30%の右円偏光(R)が右円偏光(R)のまま透過
して行き、70%はブラッグ反射により右円偏光(R)
のままバックライト側に反射される。コレステリック液
晶フィルター層4と位相差層3の間には界面が1つしか
なく、かつ、コレステリック液晶フィルター層4と位相
差層3の間の屈折率差を0.05以下、好ましくは0.
01以下であるので、その界面ではフレネル反射が無視
できるので、コレステリック液晶フィルター層4で反射
された光は位相差層3を経て略全て図1の場合は紙面内
に偏光面を持つ直線偏光に変換され、配向層2とガラス
基板1を経て直線偏光板11を通過しバックライト光源
12側に戻され、戻った光はバックライト光源12の図
示しない反射鏡等により反射され、再びバックライトと
して用いられる。Filter substrate 1 for liquid crystal display device of the present invention
Since 0 has such a configuration, the backlight light source 12
In the case of FIG. 1, the naturally polarized illuminating light from the above becomes linearly polarized light having a plane of polarization in the plane of FIG. 1 through the linearly polarizing plate 11, and the linearly polarized light passes through the glass substrate 1 and the orientation layer 2 and the retardation layer. 3 and substantially due to the λ / 4 phase difference in FIG.
In the case of, the light is converted into right circularly polarized light (R) and immediately enters the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4, for example, 30% of the right circularly polarized light (R) is transmitted as right circularly polarized light (R). 70% goes right circularly polarized (R) due to Bragg reflection
It is reflected to the backlight side as it is. There is only one interface between the cholesteric liquid crystal filter layer 4 and the retardation layer 3, and the refractive index difference between the cholesteric liquid crystal filter layer 4 and the retardation layer 3 is 0.05 or less, preferably 0.
Since it is 01 or less, Fresnel reflection can be ignored at the interface, so that almost all the light reflected by the cholesteric liquid crystal filter layer 4 passes through the retardation layer 3 into linearly polarized light having a polarization plane in the paper surface in the case of FIG. The converted light passes through the alignment layer 2 and the glass substrate 1, passes through the linear polarizing plate 11 and is returned to the backlight light source 12 side, and the returned light is reflected by a reflecting mirror or the like (not shown) of the backlight light source 12 to serve as a backlight again. Used.
【0027】ここで、位相差層3と配向層2の間、配向
層2とガラス基板1の間等に界面があり、これら界面で
コレステリック液晶フィルター層4で反射された光はフ
レネル反射され得るが、その反射の際直線偏光の偏光面
は回転しないので、これら界面で反射された光は位相差
層3で右円偏光(R)に変換され、半透過なコレステリ
ック液晶フィルター層4でその30%が右円偏光(R)
のまま透過して行き、70%がブラッグ反射される。し
たって、その透過光は右円偏光(R)であるので、図5
の場合と異なり、不要光にはならない。したがって、こ
のような構成の液晶表示装置用フィルター基板10を用
いて液晶表示装置を構成することにより、バックライト
利用効率を向上させると共に、基板界面での反射による
コントラスト、色純度等への悪影響を防止することがで
きる。Here, there are interfaces between the retardation layer 3 and the alignment layer 2, between the alignment layer 2 and the glass substrate 1, etc., and the light reflected by the cholesteric liquid crystal filter layer 4 at these interfaces can be Fresnel reflected. However, since the plane of polarization of the linearly polarized light does not rotate during the reflection, the light reflected by these interfaces is converted into right circularly polarized light (R) by the retardation layer 3, and the light is reflected by the semi-transparent cholesteric liquid crystal filter layer 4. % Is right circularly polarized light (R)
As it is, 70% is Bragg reflected. Therefore, since the transmitted light is right circularly polarized light (R),
Unlike the case of, it does not become unnecessary light. Therefore, by constructing a liquid crystal display device using the filter substrate 10 for a liquid crystal display device having such a configuration, the efficiency of backlight utilization is improved, and the adverse effects on the contrast, color purity, etc. due to reflection at the substrate interface. Can be prevented.
【0028】なお、図1において、ガラス基板1の入射
側に接着層を介して直線偏光板11を一体に設けてもよ
い。In FIG. 1, the linear polarizing plate 11 may be integrally provided on the incident side of the glass substrate 1 with an adhesive layer interposed therebetween.
【0029】次に、このような液晶表示装置用フィルタ
ー基板10の製造方法の1実施例について説明する。Next, one embodiment of a method of manufacturing such a filter substrate 10 for a liquid crystal display device will be described.
【0030】まず、ガラス基板1上にポリイミド膜2’
を成膜し(図2(a))、次いで、そのポリイミド膜
2’に対してラビング処理等の配向処理を施して配向層
2とする(図2(b))。なお、ポリイミド膜2’の膜
厚は0.02μm以下であることが好ましい。First, the polyimide film 2'on the glass substrate 1.
Is formed (FIG. 2A), and then the polyimide film 2 ′ is subjected to an alignment treatment such as a rubbing treatment to form an alignment layer 2 (FIG. 2B). The thickness of the polyimide film 2 ′ is preferably 0.02 μm or less.
【0031】その後、このようにして配向処理が施され
たガラス基板1の配向層2上にネマチック液晶をスピン
コーティング等により塗布し、紫外線又は電子線を用い
て硬化させることによりネマチック液晶層からなる位相
差層3を形成する(図2(c))。紫外線を用いる場合
は、光樹号開始剤が必要である。なお、ネマチック液晶
を塗布する際には、ネマチック液晶を有機溶剤に溶かし
た状態で塗布することが好ましい。Thereafter, a nematic liquid crystal is applied onto the alignment layer 2 of the glass substrate 1 which has been subjected to the alignment treatment as described above by spin coating or the like, and is cured by using an ultraviolet ray or an electron beam to form a nematic liquid crystal layer. The retardation layer 3 is formed (FIG. 2C). When UV rays are used, a photopolymerization initiator is required. When applying the nematic liquid crystal, it is preferable to apply the nematic liquid crystal in a state of being dissolved in an organic solvent.
【0032】ここで、ネマチック液晶としては、特開2
001−100045の〔化17〕の(1)又は〔化1
8〕の(7)に開示されているような架橋重合可能なネ
マチック液晶を用いることができる。Here, as the nematic liquid crystal, Japanese Patent Laid-Open No.
(1) of [Chemical Formula 17] of 001-100045 or [Chemical Formula 1]
A crosslinkable nematic liquid crystal as disclosed in (7) of [8] can be used.
【0033】また、有機溶剤としては、トルエン、テト
ラヒドロフラン、キシレン、アセトン、プロピレングリ
コールモノエチルエーテルアセテート、3−メトキシブ
チルアセテート等を用いることができ、その希釈濃度
は、5〜50%wwに調整することが好ましい。なお、
塗布方法としては、スピンコーティング以外にも、ブレ
ードコーティングや、スライドコーティング、ダイコー
ティング等を用いることができる。As the organic solvent, toluene, tetrahydrofuran, xylene, acetone, propylene glycol monoethyl ether acetate, 3-methoxybutyl acetate, etc. can be used, and the dilution concentration thereof is adjusted to 5 to 50% ww. It is preferable. In addition,
In addition to spin coating, blade coating, slide coating, die coating and the like can be used as the coating method.
【0034】次に、ガラス基板1の配向層2上に形成さ
れた位相差層3上にコレステリック液晶(ネマチック液
晶+カイラル剤)をスピンコーティング等により膜厚を
制御して塗布して硬化させることにより半透過なコレス
テリック液晶フィルター層4を形成する(図2
(d))。なお、このコレステリック液晶は、上述した
ネマチック液晶の場合と同様の方法で塗布及び硬化させ
ることが好ましい。その際、ネマチック液晶は同じもの
を用い、カイラル剤としては、特開2001−1000
45の〔化18〕の(8)又は〔化17〕の(5)に開
示されているようなカイラル剤の分子末端をアクリレー
トにして重合可能にして用いることができる。Then, a cholesteric liquid crystal (nematic liquid crystal + chiral agent) is applied on the retardation layer 3 formed on the alignment layer 2 of the glass substrate 1 by spin coating or the like to control the film thickness and then cured. To form a semi-transparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 (see FIG. 2).
(D)). The cholesteric liquid crystal is preferably applied and cured by the same method as in the case of the nematic liquid crystal described above. At that time, the same nematic liquid crystal was used, and as the chiral agent, JP-A-2001-1000 was used.
A chiral agent as disclosed in (8) of [Chemical formula 18] or (5) of [Chemical formula 17] of 45 can be used by converting it into an acrylate at the molecular end to be polymerizable.
【0035】また、カイラル剤の添加量は、中心選択反
射波長に応じて適宜調整することが好ましい。なお、コ
レステリック液晶フィルター層4の膜厚は、円偏光成分
を部分反射する(例えば70%)のに必要な厚さ(例え
ば10μm)であることが好ましい。The amount of the chiral agent added is preferably adjusted appropriately according to the central selective reflection wavelength. The thickness of the cholesteric liquid crystal filter layer 4 is preferably a thickness (for example, 10 μm) necessary for partially reflecting the circularly polarized light component (for example, 70%).
【0036】これにより、ガラス基板1上にネマチック
液晶層からなる位相差層3とコレステリック液晶層から
なる半透過なコレステリック液晶フィルター層4とが一
体に成膜された液晶表示装置用フィルター基板10が製
造される。As a result, the filter substrate 10 for a liquid crystal display device, in which the retardation layer 3 made of a nematic liquid crystal layer and the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4 made of a cholesteric liquid crystal layer are integrally formed on the glass substrate 1, is formed. Manufactured.
【0037】なお、上記において、位相差層3上に成膜
する半透過なコレステリック液晶フィルター層4は、位
相差層3のネマチック液晶層表面の配向規制力を用いて
コレステリック液晶フィルター層4のコレステリック液
晶層を配向させる。In the above description, the semi-transparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 formed on the retardation layer 3 uses the alignment regulating force of the surface of the nematic liquid crystal layer of the retardation layer 3 to make the cholesteric liquid crystal filter layer 4 cholesteric. Align the liquid crystal layer.
【0038】もちろん、位相差層3とコレステリック液
晶フィルター層4の間に別の配向層(膜)を介してもよ
く、さらには、位相差層3のネマチック液晶層表面をラ
ビングしてその配向規制力を用いてコレステリック液晶
層を配向させるようにしてもよい。Of course, another alignment layer (film) may be interposed between the retardation layer 3 and the cholesteric liquid crystal filter layer 4. Further, the surface of the nematic liquid crystal layer of the retardation layer 3 is rubbed to regulate its orientation. The force may be used to orient the cholesteric liquid crystal layer.
【0039】また、実質的にλ/4位相差を持つ位相差
層3を、特開平10−68816号に示されたように、
λ/2位相差層とλ/4位相差層とを互いの進相軸が6
0±10度で交差するように成膜して構成する場合に
は、先に成膜したλ/2位相差層上に配向層(膜)を設
け、その配向規制力を用いてλ/4位相差層を配向させ
るか、あるいは、先に成膜したλ/2位相差層表面をラ
ビングしてその配向規制力を用いてλ/4位相差層を配
向させるようにする。Further, the retardation layer 3 having a substantially λ / 4 retardation is formed as described in JP-A-10-68816.
The λ / 2 phase difference layer and the λ / 4 phase difference layer have mutual fast axes of 6
When a film is formed so as to intersect at 0 ± 10 degrees, an alignment layer (film) is provided on the previously formed λ / 2 retardation layer, and λ / 4 is used by using the alignment regulating force. The retardation layer is oriented, or the surface of the previously formed λ / 2 retardation layer is rubbed and the λ / 4 retardation layer is oriented using the orientation regulating force.
【0040】以上に基づいて、本発明による液晶表示装
置用フィルター基板10の構成例を図3に示す。Based on the above, a structural example of the filter substrate 10 for a liquid crystal display device according to the present invention is shown in FIG.
【0041】図3(a)は、バックライト光源12側か
ら順に、直線偏光板11、接着層13、ガラス基板1、
配向層2、λ/4位相差を持つ位相差層3、半透過なコ
レステリック液晶フィルター層4から液晶表示装置用フ
ィルター基板10を構成している。この例は、図1の例
と略同じである。FIG. 3A shows a linear polarizing plate 11, an adhesive layer 13, a glass substrate 1, in order from the backlight light source 12 side.
The alignment layer 2, the retardation layer 3 having a λ / 4 retardation, and the semitransparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 constitute a filter substrate 10 for a liquid crystal display device. This example is substantially the same as the example of FIG.
【0042】図3(b)は、バックライト光源12側か
ら順に、直線偏光板11、接着層13、ガラス基板1、
配向層2、λ/2位相差層31、λ/4位相差層32、
半透過なコレステリック液晶フィルター層4から液晶表
示装置用フィルター基板10を構成している。この例
は、λ/4位相差を持つ位相差層3をλ/2位相差層3
1とλ/4位相差層32で構成した例であり、λ/2位
相差層31の上のλ/4位相差層32は、λ/2位相差
層31表面をラビングしてその配向規制力を用いて配向
させている。FIG. 3B shows a linear polarizing plate 11, an adhesive layer 13, a glass substrate 1, in order from the backlight light source 12 side.
Alignment layer 2, λ / 2 retardation layer 31, λ / 4 retardation layer 32,
The semi-transparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 constitutes a filter substrate 10 for a liquid crystal display device. In this example, the retardation layer 3 having the λ / 4 retardation is replaced by the λ / 2 retardation layer 3
1 and a λ / 4 retardation layer 32. The λ / 4 retardation layer 32 on the λ / 2 retardation layer 31 is rubbed on the surface of the λ / 2 retardation layer 31 to regulate its orientation. It is oriented by using force.
【0043】図3(c)は、バックライト光源12側か
ら順に、直線偏光板11、接着層13、ガラス基板1、
配向層2、λ/2位相差層31、配向層33、λ/4位
相差層32、半透過なコレステリック液晶フィルター層
4から液晶表示装置用フィルター基板10を構成してい
る。この例は、λ/4位相差を持つ位相差層3をλ/2
位相差層31とλ/4位相差層32で構成した例であ
り、λ/2位相差層31の上に配向層33を設け、その
配向規制力を用いてλ/4位相差層を配向させている。FIG. 3C shows a linear polarizing plate 11, an adhesive layer 13, a glass substrate 1, in order from the backlight light source 12 side.
The orientation substrate 2, the λ / 2 retardation layer 31, the orientation layer 33, the λ / 4 retardation layer 32, and the semitransparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 constitute the filter substrate 10 for a liquid crystal display device. In this example, the retardation layer 3 having a λ / 4 retardation is set to λ / 2.
This is an example constituted by a retardation layer 31 and a λ / 4 retardation layer 32. An orientation layer 33 is provided on the λ / 2 retardation layer 31, and the λ / 4 retardation layer is oriented by using the orientation regulating force. I am letting you.
【0044】次に、本発明の液晶表示装置用フィルター
基板10を用いた液晶表示装置の1実施例を説明する。
図4はこの実施例の構成を示す断面図である。Next, one embodiment of a liquid crystal display device using the filter substrate 10 for a liquid crystal display device of the present invention will be described.
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of this embodiment.
【0045】図4において、この液晶表示装置は、例え
ば図3(a)に示した構成の液晶表示装置用フィルター
基板10をバックライト側基板として用い、観察側に配
置されるガラス基板20と共に、液晶表示装置用フィル
ター基板10の半透過なコレステリック液晶フィルター
層4側とガラス基板20の間に液晶層21が挟持され
る。ここで、液晶表示装置用フィルター基板10の半透
過なコレステリック液晶フィルター層4は、R(赤
色)、G(緑色)、B(青色)全ての波長域の光に対し
て半透過型のものである。In FIG. 4, this liquid crystal display device uses, for example, the filter substrate 10 for the liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 3A as a backlight side substrate, and together with the glass substrate 20 arranged on the observation side, A liquid crystal layer 21 is sandwiched between the semitransparent cholesteric liquid crystal filter layer 4 side of the liquid crystal display device filter substrate 10 and the glass substrate 20. Here, the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4 of the liquid crystal display device filter substrate 10 is of a semi-transmissive type for light in all wavelength bands of R (red), G (green), and B (blue). is there.
【0046】そして、観察側のガラス基板20の観察側
には、λ/4位相差板22と直線偏光板23とからなる
円偏光板24が配置されており、また、液晶表示装置用
フィルター基板10の入射側には、バックライト光源1
2とそのための反射板15が配置されている。なお、基
板10と20の内面には、画素を構成する画素電極とそ
の対向電極、画素電極と対向電極間に印加する電圧を制
御するTFT(TFD)、配向膜等が設けられるが、図
示は省く。なお、この場合、TFT(TFD)は、基板
10、20何れの側でもよいが、バックライト側の基板
10の内面に設ける方が、特に反射型の場合に明るくな
る。On the observation side of the observation-side glass substrate 20, there is arranged a circular polarization plate 24 composed of a λ / 4 retardation plate 22 and a linear polarization plate 23, and a filter substrate for a liquid crystal display device. On the incident side of 10, the backlight light source 1
2 and the reflection plate 15 therefor are arranged. It should be noted that the inner surfaces of the substrates 10 and 20 are provided with a pixel electrode that constitutes a pixel and its counter electrode, a TFT (TFD) that controls the voltage applied between the pixel electrode and the counter electrode, an alignment film, etc. Omit it. In this case, the TFT (TFD) may be provided on either side of the substrate 10 or 20, but it is brighter if it is provided on the inner surface of the substrate 10 on the backlight side, especially in the case of a reflection type.
【0047】以上のような配置であるので、透過型の表
示の場合、光源12から出た自然偏光の白色照明光は、
直線偏光板11で直線偏光となり、その直線偏光がガラ
ス基板1と配向層2とを経て位相差層3に達し、その実
質的にλ/4位相差により例えば右円偏光(R)に変換
され直ぐに半透過なコレステリック液晶フィルター層4
に入射し、その中の例えば30%の右円偏光(R)が右
円偏光(R)のまま透過して行き、70%はブラッグ反
射により右円偏光(R)のままバックライト側に反射さ
れる。With the above arrangement, in the case of a transmissive display, the naturally polarized white illumination light emitted from the light source 12 is
It becomes linearly polarized light by the linearly polarizing plate 11, the linearly polarized light reaches the retardation layer 3 through the glass substrate 1 and the orientation layer 2, and is converted into, for example, right circularly polarized light (R) by the substantially λ / 4 retardation. Cholesteric liquid crystal filter layer 4 that is semi-transparent immediately
30% of the right-hand circularly polarized light (R) passes through as it is right-handed circularly polarized light (R), and 70% of it remains as right-handed circularly polarized light (R) due to Bragg reflection to the backlight side. To be done.
【0048】30%の透過光の白色の右円偏光(R)は
液晶層21に達し、画素の変調状態に応じて右円偏光
(R)のまま、あるいは、左円偏光(L)に変換され、
円偏光板24に達するが、右円偏光(R)のままの場
合、円偏光板24を経て直線偏光として観察側に出て明
状態の表示をする。また、左円偏光(L)に変換された
場合は、円偏光板24が通過させる円偏光とは反対の左
円偏光であるため、ここで遮断され暗状態の表示をす
る。The white right circularly polarized light (R) of 30% of the transmitted light reaches the liquid crystal layer 21 and remains right circularly polarized light (R) or is converted to left circularly polarized light (L) depending on the modulation state of the pixel. Is
When the light reaches the circularly polarizing plate 24 but remains right circularly polarized (R), it goes through the circularly polarizing plate 24 as linearly polarized light to the observation side to display a bright state. Further, when the light is converted into left circularly polarized light (L), it is left circularly polarized light that is the opposite of the circularly polarized light that the circularly polarizing plate 24 allows to pass therethrough, and is blocked here to display a dark state.
【0049】半透過なコレステリック液晶フィルター層
4で反射された残りの例えば70%の右円偏光(R)の
反射光は実質的にλ/4位相差を持つ位相差層3を反対
に透過して直線偏光に戻り、直線偏光板11を通過して
光源12側に戻る。The remaining, for example, 70% of the right circularly polarized light (R) reflected by the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4 is transmitted through the retardation layer 3 having a λ / 4 retardation in the opposite direction. And returns to linearly polarized light, passes through the linearly polarizing plate 11, and returns to the light source 12 side.
【0050】半透過のコレステリック液晶フィルター層
4で反射されて光源12側に戻った光は、反射板15等
で反射散乱して再び照明光に用いられるため、バックラ
イトの利用効率が向上し、明るい表示が可能になる。The light reflected by the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4 and returned to the light source 12 side is reflected and scattered by the reflecting plate 15 and the like and is used again as illumination light, so that the utilization efficiency of the backlight is improved, Bright display is possible.
【0051】次に、外光による反射型の表示の場合、円
偏光板24を経て右円偏光(R)になり、液晶層21を
右円偏光(R)のまま、あるいは、左円偏光(L)に変
換されて、右円偏光(R)のままの場合は、半透過のコ
レステリック液晶フィルター層4で70%だけ反射さ
れ、再び液晶層21を透過して、円偏光板24を経て直
線偏光として観察側に出て明状態の表示をする。液晶層
21で左円偏光(L)に変換される場合は、半透過のコ
レステリック液晶フィルター層4を透過し実質的にλ/
4位相差を持つ位相差層3に達し、直線偏光板11が通
過させる直線偏光と直交する直線偏光に変換されるた
め、直線偏光板11で遮断され暗状態の表示をする。Next, in the case of a reflection type display by external light, it becomes right circularly polarized light (R) through the circularly polarizing plate 24, and the liquid crystal layer 21 is left circularly polarized light (R) or left circularly polarized light (R). When converted to L) and left circularly polarized light (R) remains, it is reflected by the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4 by 70%, transmitted through the liquid crystal layer 21 again, and linearly passed through the circularly polarizing plate 24. It goes out to the observation side as polarized light and displays the bright state. When the liquid crystal layer 21 is converted into left-handed circularly polarized light (L), it is transmitted through the semi-transmissive cholesteric liquid crystal filter layer 4 and substantially λ /
The light reaches the retardation layer 3 having four phase differences and is converted into linearly polarized light which is orthogonal to the linearly polarized light that the linearly polarizing plate 11 passes, so that the linearly polarizing plate 11 blocks the light and displays a dark state.
【0052】なお、以上の実施例において、バックライ
ト入射側の直線偏光板11はバックライト光源12から
照射される他方の直線偏光を吸収カットしてしまうが、
その入射側に特開平10−232313号に開示されて
いるような右円偏光又は左円偏光の一方を反射し他方を
透過させる円偏光選択層と4分の1波長板とが積層され
てなる円偏光分離フィルムを配置することにより、バッ
クライト光源12から照射される一方の円偏光成分を照
明に利用し、透過できない他方の円偏光成分を反射する
ようにすると、バックライト利用効率はさらに向上す
る。In the above embodiment, the linear polarization plate 11 on the incident side of the backlight absorbs and cuts the other linearly polarized light emitted from the backlight light source 12.
A circularly polarized light selection layer that reflects one of right-handed circularly polarized light and left-handed circularly polarized light and transmits the other, as disclosed in JP-A-10-232313, and a quarter-wave plate are laminated on the incident side. By arranging the circularly polarized light separating film, one circularly polarized light component emitted from the backlight light source 12 is used for illumination and the other circularly polarized light component that cannot be transmitted is reflected, whereby the backlight utilization efficiency is further improved. To do.
【0053】以上、本発明の液晶表示装置用フィルター
基板とその製造方法及びそれを用いた液晶表示装置をい
くつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこ
れら実施例に限定されず種々の変形が可能である。Although the filter substrate for a liquid crystal display device, the method for manufacturing the same, and the liquid crystal display device using the same according to the present invention have been described above based on some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Various modifications are possible.
【0054】[0054]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液晶表示装置用フィルター基板とその製造方法及びそ
れを用いた液晶表示装置によると、液晶表示装置用フィ
ルター基板が、透明基板上に順に、入射した直線偏光を
円偏光に変換する位相差層と、その位相差層で変換され
た円偏光を選択反射する作用を有するコレステリック液
晶フィルターとを備え、コレステリック液晶フィルター
が選択反射する波長帯域内の光の一部を透過する作用を
有し、位相差層とコレステリック液晶フィルターとの平
均屈折率の差が0.05以下であるので、例えば反射型
と透過型の表示が可能な液晶表示装置のバックライト利
用効率を向上させると共に、バックライト側基板の界面
反射によるコントラスト、色純度等への悪影響を防止す
ることができる。As is apparent from the above description, according to the filter substrate for a liquid crystal display device, the method for manufacturing the same and the liquid crystal display device using the same, the filter substrate for a liquid crystal display device is formed on the transparent substrate. In order, a retardation layer for converting incident linearly polarized light into circularly polarized light and a cholesteric liquid crystal filter having a function of selectively reflecting the circularly polarized light converted by the retardation layer are provided, and a wavelength band selectively reflected by the cholesteric liquid crystal filter. Since it has a function of transmitting a part of the light inside, and the difference in average refractive index between the retardation layer and the cholesteric liquid crystal filter is 0.05 or less, for example, a liquid crystal display capable of reflective and transmissive display. It is possible to improve the backlight utilization efficiency of the device and prevent adverse effects on the contrast, color purity, etc. due to the interface reflection of the backlight side substrate.
【図1】本発明の液晶表示装置用フィルター基板の1例
の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention.
【図2】本発明の液晶表示装置用フィルター基板の製造
方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a method for manufacturing a filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention.
【図3】本発明による液晶表示装置用フィルター基板の
構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a filter substrate for a liquid crystal display device according to the present invention.
【図4】本発明の液晶表示装置用フィルター基板を用い
た液晶表示装置の1実施例の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of one embodiment of a liquid crystal display device using the filter substrate for a liquid crystal display device of the present invention.
【図5】従来の液晶表示装置用フィルター基板の問題点
を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a problem of a conventional filter substrate for a liquid crystal display device.
1…ガラス基板 2…配向層 2’…ポリイミド膜 3…実質的にλ/4位相差を持つ位相差層 4…半透過なコレステリック液晶フィルター層 10…液晶表示装置用フィルター基板 11…直線偏光板 12…バックライト光源 13…接着層 15…反射板 20…ガラス基板 21…液晶層 22…λ/4位相差板 23…直線偏光板 24…円偏光板 31…λ/2位相差層 32…λ/4位相差層 33…配向層 1 ... Glass substrate 2 ... Alignment layer 2 '... Polyimide film 3 ... Retardation layer having substantially λ / 4 retardation 4 ... Semi-transparent cholesteric liquid crystal filter layer 10 ... Filter substrate for liquid crystal display device 11 ... Linear polarizing plate 12 ... Backlight light source 13 ... Adhesive layer 15 ... Reflector 20 ... Glass substrate 21 ... Liquid crystal layer 22 ... λ / 4 retardation plate 23 ... Linear polarizing plate 24 ... Circularly polarizing plate 31 ... λ / 2 retardation layer 32 ... λ / 4 retardation layer 33 ... Alignment layer
Claims (9)
円偏光に変換する位相差層と、前記位相差層で変換され
た円偏光を選択反射する作用を有するコレステリック液
晶フィルターとを備え、前記コレステリック液晶フィル
ターが前記選択反射する波長帯域内の光の一部を透過す
る作用を有し、前記位相差層と前記コレステリック液晶
フィルターとの平均屈折率の差が0.05以下であるこ
とを特徴とする液晶表示装置用フィルター基板。1. A transparent substrate is provided with a retardation layer for converting incident linearly polarized light into circularly polarized light and a cholesteric liquid crystal filter having a function of selectively reflecting the circularly polarized light converted by the retardation layer, in order. The cholesteric liquid crystal filter has a function of transmitting a part of the light in the selectively reflected wavelength band, and the difference in average refractive index between the retardation layer and the cholesteric liquid crystal filter is 0.05 or less. A characteristic filter substrate for liquid crystal display devices.
架橋可能なネマチック液晶と架橋可能なカイラル剤とを
主成分とし、前記位相差層が前記ネマチック液晶を主成
分とすることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置
用フィルター基板。2. The cholesteric liquid crystal filter,
The filter substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a cross-linkable nematic liquid crystal and a cross-linkable chiral agent are main components, and the retardation layer is the nematic liquid crystal main component.
4位相差層からなり、互いの進相軸が60±10度で交
差することを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示
装置用フィルター基板。3. The retardation layer comprises a λ / 2 retardation layer and a λ /
The filter substrate for a liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the filter substrate comprises four retardation layers, and fast axes of the four retardation layers intersect at 60 ± 10 degrees.
接着されていることを特徴とする請求項1から3の何れ
か1項記載の液晶表示装置用フィルター基板。4. The filter substrate for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a linear polarizing plate is attached to the opposite side surface of the transparent substrate.
た架橋可能なネマチック液晶を架橋してフィルム状と
し、その上に別に用意した架橋可能なネマチック液晶と
架橋可能なカイラル剤の混合液をコーティングし、架橋
してフィルム状とすることを特徴とする請求項1又は2
記載の液晶表示装置用フィルター基板の製造方法。5. A cross-linkable nematic liquid crystal coated on an alignment film on a transparent substrate is cross-linked to form a film, and a mixture of a separately prepared cross-linkable nematic liquid crystal and a cross-linkable chiral agent is coated thereon. And cross-linked to form a film.
A method for producing a filter substrate for a liquid crystal display device as described above.
た架橋可能なネマチック液晶を架橋してλ/2位相差層
とし、その上に架橋可能なネマチック液晶をコーティン
グし、架橋しλ/4位相差層とし、さらにその上に別に
用意した架橋可能なネマチック液晶と架橋可能なカイラ
ル剤の混合液をコーティングし、架橋してフィルム状と
することを特徴とする請求項1から4の何れか1項記載
の液晶表示装置用フィルター基板の製造方法。6. A crosslinkable nematic liquid crystal coated on an alignment film on a transparent substrate is crosslinked to form a λ / 2 retardation layer, on which a crosslinkable nematic liquid crystal is coated and crosslinked to form a λ / 4 position. 5. A retardation layer, which is coated with a separately prepared liquid mixture of a crosslinkable nematic liquid crystal and a crosslinkable chiral agent and crosslinked to form a film. A method for manufacturing a filter substrate for a liquid crystal display device according to item.
ングし、そのλ/2位相差層表面の配向規制力を用いて
互いの進相軸が60±10度で交差するようにすること
を特徴とする請求項6記載の液晶表示装置用フィルター
基板の製造方法。7. The surface of the λ / 2 retardation layer is rubbed in an arbitrary direction, and the fast axes of the λ / 2 retardation layers intersect each other at 60 ± 10 degrees by using the alignment regulating force of the surface of the λ / 2 retardation layer. 7. The method for manufacturing a filter substrate for a liquid crystal display device according to claim 6, wherein.
から任意の方向にラビングし、そのλ/2位相差層表面
の配向規制力を用いて互いの進相軸が60±10度で交
差するようにすることを特徴とする請求項6記載の液晶
表示装置用フィルター基板の製造方法。8. An alignment film is formed on the surface of a λ / 2 retardation layer and then rubbed in an arbitrary direction, and the mutual fast axes are 60 by using the alignment regulating force of the surface of the λ / 2 retardation layer. 7. The method for manufacturing a filter substrate for a liquid crystal display device according to claim 6, wherein the filters intersect at ± 10 degrees.
射光の位相を変調する液晶層が挟持され、その液晶層に
画素毎に独立に電圧を印加する電極及び駆動回路が設け
られた液晶表示素子と、その観察側と反対側に設けられ
た照明光源と、前記照明光源と前記液晶層の間に配置さ
れた円偏光手段と、前記液晶表示素子の観察側に設けら
れた円偏光手段とを備えた液晶表示装置において、 前記液晶表示素子のバックライト側の透明基板として請
求項1から4の何れか1項記載の液晶表示装置用フィル
ター基板が配置されていることを特徴とする液晶表示装
置。9. A liquid crystal layer for modulating the phase of incident light according to an applied voltage is sandwiched between two transparent substrates, and an electrode and a drive circuit for independently applying a voltage to each pixel are provided in the liquid crystal layer. A liquid crystal display element, an illumination light source provided on the side opposite to the observation side, a circular polarization means arranged between the illumination light source and the liquid crystal layer, and a circle provided on the observation side of the liquid crystal display element. A liquid crystal display device comprising a polarizing means, wherein the liquid crystal display device filter substrate according to any one of claims 1 to 4 is arranged as a transparent substrate on the backlight side of the liquid crystal display element. Liquid crystal display device.
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JP2005173621A (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Jds Uniphase Corp | Polarization control element |
US7324180B2 (en) | 2002-09-06 | 2008-01-29 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Laminated retardation optical element, process of producing the same, and liquid crystal display |
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2001
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