JP2003241186A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003241186A
JP2003241186A JP2002044372A JP2002044372A JP2003241186A JP 2003241186 A JP2003241186 A JP 2003241186A JP 2002044372 A JP2002044372 A JP 2002044372A JP 2002044372 A JP2002044372 A JP 2002044372A JP 2003241186 A JP2003241186 A JP 2003241186A
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JP
Japan
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liquid crystal
plate
light
display device
crystal display
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JP2002044372A
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English (en)
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Koji Suyama
幸治 須山
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】反射表示と透過表示を両立させ、双方の機能を
高めた高性能な液晶表示装置を提供する。 【解決手段】ガラス基板12上に反射板15と透明電極
10と配向膜9を順次形成し、ガラス基板4上に反射板
15に対応する領域に位相差層17を形成し、この位相
差層17上に透明電極5と配向膜6を順次形成し、そし
て、各ガラス基板4、12を液晶層8を介してシール剤
7により貼り合わせる。この貼り合わせにおいて、双方
の透明電極5、10が直交するよう対向配設して各直交
部分を画素と成し、また、各画素に対応して反射板15
にスリット形状などの光透過部を形成し、この反射板1
5による反射光の通過部分にのみ位相差層17を各画素
ごとに形成する。そして、ガラス基板4の外面上にポリ
カーボネイトなどからなる第1位相差板2とヨウ素系の
第1偏光板1を順次積み重ね、ガラス基板12の外面上
にポリカーボネイトなどからなる第2位相差板16とヨ
ウ素系の第2偏光板14を順次積み重ねる。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は透過モードと反射モ
ードの双方に使用できるようにした半透過型液晶表示装
置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来の反射型液晶表示装置は自然光ある
いは照明光の外光を利用するため、外光の少ない条件下
では暗く視認できないという問題があった。このため外
光の少ない状況下での視認性を高めるため、透過型液晶
表示装置と同様に液晶セルの裏面側にバックライトをも
つ半透過型液晶表示装置が実用化されている。 【0003】白黒表示を行う半透過型表示装置において
は、液晶セルの裏面側に反射および透過の双方の特性を
備えた半透過フィルム又は半透過板を形成することによ
って、十分な特性が得られた。 【0004】しかしながら、液晶表示装置のカラー化に
ともない、カラーフィルターを液晶セル内に形成するに
至り、液晶セル外部に半透過板を設けた液晶表示装置で
は、カラーフィルターと半透過板の間の基板の厚みに起
因し、視差による二重像、混色等の問題があった。 【0005】これを解消するために、液晶セル内部に半
透過層をもつ液晶表示装置が実用化された。 【0006】図4に代表的な半透過型液晶表示装置のセ
ル構造の断面図を示す。ガラス基板などからなる透明電
極5、10を設けた透明基板4、12が対抗配設され、
それぞれに配向膜6、9が設けられ、液晶層8を狭持す
る構造になっている。 【0007】さらに透明基板12と透明電極10との間
に半透過層11が形成され、また、透明基板4の外部に
位相差板2、3と偏光板1、透明基板12の外部には1
/4波長板13、偏光板14が設けられている。 【0008】上記構成の半透過型液晶表示装置によれ
ば、1/4波長板13を設けているが、この点を、以
下、図5と図6により説明する。 【0009】反射表示(反射モード)にて行う場合、図
5に示すように、暗状態にするには2枚の位相差板およ
び液晶層を通過し、半透過板で反射する時に円偏光状態
になった場合、再度、液晶層および位相差板を通過し、
偏光板に到達したときに、入射時と直交した直線偏光が
得られ、暗状態となる。 【0010】直線偏光が半透過板上で円偏光に変わる場
合には、復路により円偏光が再び直線偏光状態に戻る
が、反射によって進行方向が変わるり、そのために円偏
光状態の回転方向が逆転する。これによって、再度直線
偏光に戻ったときの偏光軸の方向が初期とは90°異な
り、暗状態が得られる。 【0011】一方、明状態にするには、図6に示す如
く、逆に半透過板上で直線偏光状態にする。 【0012】透過表示を行う場合、上記の反射表示時と
同様に円偏光状態を液晶セルに入射させることが暗状態
を得る必要条件である。したがって、円偏光状態を得る
ために偏光板と1/4波長板組み合わせが半透過型液晶
表示装置には必須である。 【0013】上記の1/4波長板を液晶セル内にもった
構造は幾つか提案されている。 【0014】たとえば、特開平2001−222009
号公報によれば、透過表示部に1/4波長板を形成する
ことを提案している。 【0015】この提案によれば、反射部と透過部を持ち
合わせた半透過板において、裏面の照明装置から1/4
波長板を通過し、円偏光状態となった光線は反射板によ
り反射され、再度1/4波長板を通過することにより偏
光板に対し、直交する直線偏光となり、これによって反
射光はすべて吸収される。この吸収を防ぐため、透過部
にのみ1/4波長板を形成することにより、反射板で反
射された光線の偏光は変わらなくなり、再度偏光板を透
過することができる。そして、裏面の照明装置内で再
度、反射され、照明光として再利用することを目的とし
ている。 【0016】 【発明が解決しようとする課題】半透過型液晶表示装置
として反射表示(反射モード)と透過表示(透過モー
ド)を両立させるためには、反射表示時にて、暗状態に
するには半透過板上で円偏光状態、明状態にするには直
線偏光状態にする必要がある。 【0017】図5に示す如く、暗状態では、2枚の位相
差板と液晶層によって直線偏光状態が円偏光状態に変換
されていることから、2枚の位相差板と液晶層によって
1/4波長板に相当する状態を形成しているとみなせ
る。 【0018】また、図6に示す如く、明状態では位相差
板と液晶層を通過することで偏向状態が変わらないこと
から、位相差が打ち消し合う状態とみなせる。透過表示
の場合に裏面より円偏光状態の光線を入射すると、暗状
態では表側の偏光板と直交する直線偏光に変換されるた
め、光線が偏光板に完全に吸収される。 【0019】しかしながら、明状態では入射した円偏光
に近い状態(あるいは逆回転の円偏光状態)で偏光板に
到達するため、入射光の半分が偏光板に吸収された明状
態となる。このように透過表示の明状態において、入射
光線の総量にロスが発生することになる。これらの問題
を解決するには、透過表示部と反射表示部のセル構造お
よび光学設計をそれぞれに適正化する必要がある。 【0020】したがって本発明は、上記事情に鑑みて完
成されたものであって、反射表示部にのみ位相差層を形
成することにより、反射表示と透過表示を両立させ、双
方の機能を高めた高性能な液晶表示装置を提供すること
にある。 【0021】 【課題を解決するための手段】本発明の半透過型液晶表
示装置は、基板上に光反射膜と複数の透明電極をストラ
イプ状に配列してなる透明電極群と配向膜とを順次形成
してなる一方部材と、基板上に複数の透明電極をストラ
イプ状に配列してなる透明電極群と配向膜とを順次形成
してなる他方部材とを、双方の透明電極群が直交するよ
うカイラルネマチック液晶を介して対向配設して各直交
部分を画素と成し、さらに一方部材側にバックライトを
配するとともに、各画素に対応して前記光反射膜に光透
過部を形成し、前記バックライトの照射光を光透過部を
通過させて透過モードに、光反射膜による反射光にて反
射モードにした装置において、前記光反射膜による反射
光の通過部分にのみ位相差層を各画素ごとに他方部材に
形成したことを特徴とする。 【0022】 【発明の実施の形態】図1は本発明の液晶表示装置にお
けるパネル構造の断面図である。なお、図4に示す液晶
表示装置と同一箇所には同一符号を付す。 【0023】4はセグメント側のガラス基板、12はコ
モン側のガラス基板である。 【0024】ガラス基板12上に前記光反射膜であるス
リット状の反射板15を形成する。この反射板15は金
属層により形成するが、金属層にはAl、Cr、SUS
系、Agの合金を用いるとよい。これらの金属膜をスパ
ッタリング法により形成し、透過領域に相当する部分を
フォトエッチング法により金属膜を取り除きスリットの
形成を行う。その上にストライプ状に多数平行に配列し
たITOからなる透明電極10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9を順次形成し、これ
によって、前記一方部材を形成する。 【0025】なお、本例の液晶表示装置をカラー表示に
供するためには、反射板15にカラーフィルターを形成
すればよい。 【0026】前記他方部材については、一方のガラス基
板4上に上記の反射板15に対応する領域に位相差層1
7を形成する。 【0027】位相差層17の形成については、ガラス基
板4上にポリイミド配向膜を形成し、必要とする光学軸
方向にラビング処理を行う。その上に光硬化性を有する
液晶材料(液晶モノマー)を均一に塗布し、高分子液晶
を水平配向状態とし、さらに紫外線を照射して重合を行
う。このようにして形成された高分子液晶による複屈折
膜をドライエッチング等により所定の領域に形成する。 【0028】このような構成の位相差層17の上にスト
ライプ状に多数平行に配列したITOからなる透明電極
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を順次形成する。 【0029】上記のように形成された各ガラス基板4、
12を200°〜270°の角度でツイストされたカイ
ラルネマティック液晶からなる液晶層8を介して、シー
ル剤7により貼り合わせることにより形成する。この貼
り合わせにおいて、双方の透明電極5、10が直交する
よう対向配設して各直交部分を画素と成し、さらに一方
部材側にバックライト(図示せず)を配する。 【0030】また、各画素に対応して反射板15にスリ
ット形状などの光透過部を形成し、この反射板15によ
る反射光の通過部分にのみ位相差層17を各画素ごとに
形成している。 【0031】そして、ガラス基板4の外面上にポリカー
ボネイトなどからなる第1位相差板2とヨウ素系の第1
偏光板1を順次積み重ね、ガラス基板12の外面上にポ
リカーボネイトなどからなる第2位相差板16とヨウ素
系の第2偏光板14を順次積み重ねる。 【0032】上記構成の液晶表示装置によれば、各画素
に対応して反射板15に光透過部を形成した構成であっ
て、このような構成においては、バックライトの照射光
を、光透過部を通過させて透過モードになし、反射板1
5による反射光にて反射モードになる。 【0033】本発明者は、図1に示す液晶表示装置につ
いて、第1位相差板2(光路差:Δnd=433nm)
の延伸軸を65°、位相差層17(光路差:Δnd=1
10nm)の延伸軸を95°、第2位相差板16(光路
差:Δnd=433nm)の延伸軸を65°、第1偏光
板1の吸収軸を3°、第2偏光板14の吸収軸を93°
に設定した。図2にて、各位相差板の延伸軸、各偏光板
の吸収軸の角度を示す。なお、同図では反時計回りでも
って各角度を示す。 【0034】比較例においては、図4に示す液晶表示装
置について、第1位相差板(光路差:Δnd=426n
m)の延伸軸を25°、第2位相差板(光路差:Δnd
=426nm)の延伸軸を55°、第3位相差板(光路
差:Δnd=138nm)の延伸軸を90°、第1偏光
板の吸収軸を47°、第2偏光板の吸収軸を45°に設
定した。図3にて、各位相差板の延伸軸、各偏光板の吸
収軸の角度を反時計回りにて示す。 【0035】これら本発明の液晶表示装置と比較例の液
晶表示装置に対する光学特性を測定したところ、本発明
によれば、透過モードにて透過率が2.7%、CR(コ
ントラスト比)が19.3、反射モードにて反射率が2
5.5%、CRが14.2であった。 【0036】これに対する比較例においては、透過モー
ドにて透過率が1.7%、CRが11.4であり、反射
モードにて反射率が26.9%、CRが14.8であっ
た。 【0037】よって、本発明によれば、透過モードに関
しては透過率が約1.6倍、CRが約1.7倍と改善し
ている。また、反射モードに関しては比較例と同等の特
性が得られている。 【0038】本発明は、上記の実施形態例に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々
の変更や改善等は何ら差し支えない。たとえば、カラー
フィルターを設けたカラー液晶表示装置でも、同様の作
用効果がある。 【0039】 【発明の効果】以上のとおり、本発明の液晶表示装置に
よれば、光反射膜による反射光の通過部分にのみ位相差
層を各画素ごとに他方部材に形成したことで、反射表示
と透過表示を両立させ、双方の機能を高めた高性能な液
晶表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の液晶表示装置の断面概略図である。 【図2】本発明の液晶表示装置に係る位相差板の延伸軸
と偏光板の吸収軸角度示す概略図である。 【図3】従来の液晶表示装置に係る位相差板の延伸軸と
偏光板の吸収軸角度示す概略図である。 【図4】従来の液晶表示装置の断面概略図である。 【図5】従来の液晶表示装置に係る偏光状態を示す概念
図である。 【図6】従来の液晶表示装置に係る偏光状態を示す概念
図である。 【符号の説明】 1.第1偏光板 2.第1位相差板 3.第2位相差板 4.ガラス基板 5.透明電極 6.配向膜 7.シール材 8.液晶層 9.配向膜 10.透明電極 11.半透過板 12.透明基板 13.第3位相差板 14.第2偏光板 15.反射板 16.位相差層(1/4波長板) 17.位相差層

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】基板上に光反射膜と複数の透明電極をスト
    ライプ状に配列してなる透明電極群と配向膜とを順次形
    成してなる一方部材と、基板上に複数の透明電極をスト
    ライプ状に配列してなる透明電極群と配向膜とを順次形
    成してなる他方部材とを、双方の透明電極群が直交する
    ようカイラルネマチック液晶を介して対向配設して各直
    交部分を画素と成し、さらに一方部材側にバックライト
    を配するとともに、各画素に対応して前記光反射膜に光
    透過部を形成し、前記バックライトの照射光を光透過部
    を通過させて透過モードに、光反射膜による反射光にて
    反射モードにした液晶表示装置であって、前記光反射膜
    による反射光の通過部分にのみ位相差層を各画素ごとに
    他方部材に形成したことを特徴とする液晶表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008519995A (ja) * 2004-11-12 2008-06-12 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング セル内にパターン化された1/4波長位相差子を有する半透過型垂直配向液晶ディスプレイ
CN101349828B (zh) * 2007-07-19 2010-08-18 株式会社日立显示器 液晶显示装置、其制造方法及滤色器基板
KR101043338B1 (ko) * 2004-04-19 2011-06-21 삼성전자주식회사 편광자, 이를 갖는 표시장치, 이의 제조방법 및 이의제조장비

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