JP2005107140A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半透過半反射型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a transflective liquid crystal display device.
従来より液晶表示装置として、自然光や室内光等の外光を利用する反射型表示と、バックライトからの照明光を利用する透過型表示との両方の表示を行なう、半透過半反射型の液晶表示装置がある(例えば、特許文献1参照)。この半透過半反射型液晶表示装置は、充分な明るさの外光が得られる明るい環境下では外光を利用する反射型表示を行ない、充分な明るさの外光が得られない暗い環境下ではバックライトからの照明光を利用する透過型表示を行なうものである。そのため、バックライトは、通常透過型表示を行なうときに点灯される。 Conventionally, as a liquid crystal display device, a transflective liquid crystal display that displays both a reflective display using outside light such as natural light and room light and a transmissive display using illumination light from a backlight. There is a display device (see, for example, Patent Document 1). This transflective liquid crystal display device performs reflective display using outside light in a bright environment where sufficient brightness of outside light can be obtained, and in a dark environment where sufficient brightness of outside light cannot be obtained. Then, transmissive display using illumination light from a backlight is performed. For this reason, the backlight is normally turned on when transmissive display is performed.
ここで、図6に半透過半反射型液晶表示装置の構成例を示す。この例は、STN(スーパー ツイステッド ネマティック)方式を採用している。図において、1は偏光層、2は位相差層、3は前面側透明基板、4は液晶層、6はカラーフィルタ(CF)層、7は反射層71及び透過層72よりなる半透過半反射層、8は背面側透明基板、9は位相差層、12は偏光層である。
Here, FIG. 6 shows a configuration example of a transflective liquid crystal display device. This example employs an STN (Super Twisted Nematic) system. In the figure, 1 is a polarizing layer, 2 is a retardation layer, 3 is a transparent substrate on the front side, 4 is a liquid crystal layer, 6 is a color filter (CF) layer, 7 is a semi-transmissive semi-reflective layer composed of a
反射型表示の場合に前面から入射する光Aは、偏光層1、位相差層2、前面側透明基板3、液晶層4、CF層6を経て反射層71において反射され、同じ経路を逆に進んで表示装置の前面から出射する。このため、反射特性は、偏光層1から反射層71までの間にある部材構成により規定される。
In the case of a reflective display, the light A incident from the front is reflected by the
さらに具体的に光の状態の変遷について説明する。反射型表示において黒表示を行う場合には、偏光層1において出射した状態の直線偏光は、位相差層2によって楕円偏光に変換され、液晶層4に入射する。液晶層4において円偏光に変換され、反射層71において反射され、その位相はπだけずれる。反射層71において反射された円偏光は液晶層4において楕円偏光になり、位相差層2において楕円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光は偏光層1に入射するが、その振動方向は偏光層1の透過軸と平行でないため当該偏光層1において吸収される。
More specifically, the transition of the light state will be described. When performing black display in the reflective display, the linearly polarized light emitted from the polarizing
次に反射型表示において白表示を行う場合には、偏光層1において出射した状態の直線偏光は、位相差層2によって楕円偏光に変換され、液晶層4に入射する。液晶層4において直線偏光に変換され、反射層71において反射され、その位相はπだけずれる。反射層71において反射された直線偏光は液晶層4において楕円偏光になり、位相差層2において楕円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光の振動方向は偏光層1の透過軸と平行であるため、偏光層1を透過し、前面から出射する。
Next, when performing white display in the reflective display, the linearly polarized light emitted from the polarizing
他方、透過型表示の場合において図示しないバックライトから入射する光Bは、偏光層12、位相差層9、背面側透明基板8、透過層72、CF層6、液晶層4、前面側透明基板3、位相差層2、偏光層1を進んで表示装置の前面から出射する。このため、透過特性は、最も背面側にある偏光層12から最も前面側にある偏光層1までの部材構成により規定される。従って、このような構成を有する液晶表示装置では、一つのディスプレイ内に二つの異なる光学構成が混在していることになる。
On the other hand, in the case of the transmissive display, the light B incident from a backlight (not shown) is the polarizing
さらに具体的に光の状態の変遷について説明する。透過型表示において黒表示を行う場合も白表示を行う場合も同様の変遷となるため同時に説明する。偏光層12において入射光Bは直線偏光に変換され、位相差層9によりさらに円偏光に変換される。この円偏光は、液晶層4に入射し、当該液晶層4において楕円偏光に変換される。この楕円偏光は位相差層2において直線偏光に変換され偏光層1に入射する。黒表示の場合には、直線偏光は偏光層1において吸収され、白表示の場合には直線偏光は偏光層1において透過する。
More specifically, the transition of the light state will be described. In the transmissive display, when black display is performed and when white display is performed, the transition is the same. In the polarizing
反射型表示の場合に前面から入射する光Aは、偏光層1を経て反射層71において反射され、再び偏光層1に至るまでの間に液晶層4を2回通過する。これに対して、透過型表示の場合に背面から入射する光Bは、偏光層12から偏光層1に至るまでの間に液晶層4を1回通過する。従って、反射型表示の場合と、透過型表示の場合とで液晶層4から受けるリタデーション効果が異なる。このため、従来の半透過半反射型液晶表示装置では、反射特性若しくは透過特性のどちらかを優先した構造を採用せざるを得なかった。また、偏光の状態を、ポアンカレ球を用いて、図6の黒表示時でさらに説明すると、反射層71で反射された光Aは、円偏光であるので、ポアンカレ球上の極部分に表わされ、液晶層4等を経てポアンカレ球上の特定の赤道点に位置する直線偏光に変換させなければならない。この直線偏光への変換過程は、直線偏光から直線偏光への変換過程(たとえば赤道線を通過する過程、円偏光の極を通過する過程、極を通過しない楕円偏光)に比べて選択余地がないものである。さらに、この変換過程の道のりが短いということは、光の状態変化が少ないということ、換言すれば光の利用効率が少ないということになり、白状態、黒状態の比であるコントラストが悪いということになる。したがって、観察者に対し直線偏光で出射しなければならない光の出発点(液晶層4に入射する前の光)を円偏光とすると、表示においてはコントラストの低い見栄えが悪いものとなり、液晶の光学設計においては自由度の低いものとなる。また、透過表示部においては、反射表示部に合わせるため、故意に表示には好ましくない位相差層を配設しなければならかった。
In the case of the reflective display, the light A incident from the front is reflected by the
一般的に、透過特性を優先すると反射特性が劣化するため、透過特性を犠牲にする構造を採用することが多い。この場合には、透過特性は約50%程度利用効率を低下させることとなる。このとき、反射層71と透過層72のそれぞれの上方にある液晶層4の厚さを変化させることにより、反射領域、透過領域のリタデーション値を最適に設定することも可能である。しかしならがら、この方法によれば、液晶層4中に大きな段差を作成する必要があるため、ドメインなどの欠陥が生じるという問題が発生する。
In general, when priority is given to the transmission characteristics, the reflection characteristics deteriorate, and therefore, a structure that sacrifices the transmission characteristics is often employed. In this case, the transmission characteristics reduce the utilization efficiency by about 50%. At this time, by changing the thickness of the
図7は、他の半透過半反射型液晶表示装置の構成例を示す。この構成においては、CF層6と背面側透明基板8の間に液晶層4及び部分反射層71を設けている。
FIG. 7 shows a configuration example of another transflective liquid crystal display device. In this configuration, the
通常、TN(ツイステッド ネマチック)方式を採用した場合には、着色を回避するため、積極的に複屈折効果を用いることは行なわない。しかしながら、背面側透明基板8と液晶層4の間に部分反射層71を配置した場合には、液晶層4に入射する前の反射光を円偏光にする必要があり、それに合わせて透過型表示の場合にも円偏光にする必要があるため積極的に複屈折を用いる必要がある。積極的に複屈折を用いる場合には、高コントラスト比(CR)を得ようとすると着色が問題となり、着色を回避しようとすると低CRとなるといった不具合を生じる。
Usually, when a TN (twisted nematic) system is employed, the birefringence effect is not actively used in order to avoid coloring. However, when the
図7に示す構成においては、液晶層4に段差を設けて反射領域及び透過領域のリタデーション値を最適に設定している。また、液晶層4の段差によるドメイン発生に対し多くのマージンを有している水平配向、即ち0度ツイストのモードを採用することにより、高い光利用効率を達成できる。しかしながら、液晶層4に中に大きな段差を作成する必要があるため、付加工程が必要となる等の問題が発生する。
上述のように、従来の半透過半反射型液晶表示装置においては、透過型表示と反射型表示の双方において表示特性を同時に高めることは困難であった。 As described above, in the conventional transflective liquid crystal display device, it is difficult to simultaneously improve display characteristics in both transmissive display and reflective display.
本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、透過型表示と反射型表示の双方において表示特性を同時に高めることが可能な液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of simultaneously improving display characteristics in both transmissive display and reflective display.
本発明にかかる液晶表示装置は、第1の透明基板(例えば、本発明の実施の形態にかかる前面側透明基板3)と当該第1の透明基板と対向する第2の透明基板(例えば、本発明の実施の形態にかかる背面側透明基板8)の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第1の透明基板の観察者側に設けられた第1の偏光層(例えば、本発明の実施の形態にかかる偏光層1)と、前記液晶層と第2の透明基板の間に設けられた第2の偏光層(例えば、本発明の実施の形態にかかる偏光層5)と、前記第2の偏光層と前記第2の透明基板の間に設けられた半透過半反射層(例えば、本発明の実施の形態にかかる半透過半反射層7)とを備えたものである。このような構成によれば、反射型表示の場合に反射層上で反射された光が液晶層に入射する際に、黒表示/白表示のいかんに関わらず常に直線偏光が入射されることに伴って、透過型表示の場合にも直線偏光を入射する構成を採用できるため、着色の問題を発生させることなく高コントラストを実現できる。
The liquid crystal display device according to the present invention includes a first transparent substrate (for example, the front-side
また、前記第1の偏光層と前記第1の透明基板の間に第1の偏光層より出射された直線偏光を楕円偏光に変換する位相差層を備えることが好ましい。 It is preferable that a retardation layer for converting linearly polarized light emitted from the first polarizing layer into elliptically polarized light is provided between the first polarizing layer and the first transparent substrate.
さらに、前記第1の透明基板と前記第2の透明基板との間にカラーフィルタ層を設けるとよい。 Furthermore, a color filter layer may be provided between the first transparent substrate and the second transparent substrate.
特に、前記カラーフィルタ層は、前記第2の偏光層と前記半透過半反射層の間に設けることが好ましい。これにより、混色の問題の発生を抑制できる。 In particular, the color filter layer is preferably provided between the second polarizing layer and the transflective layer. Thereby, generation | occurrence | production of the problem of color mixing can be suppressed.
前記第2の偏光層は塗布工程により形成するとよい。偏光フィルムで形成した場合には他の工程において高温処理が行われた際に当該偏光フィルムが変形し特性の悪化をもたらすからである。 The second polarizing layer may be formed by a coating process. This is because when the polarizing film is formed, the polarizing film is deformed and deteriorates when high temperature treatment is performed in another process.
好適な実施の形態における液晶表示装置は、第1の透明基板と当該第1の透明基板と対向する第2の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第1の透明基板の観察者側に設けられた第1の偏光層と、前記第1の偏光層と前記第1の透明基板の間に設けられた位相差層と、前記液晶層と第2の透明基板の間に設けられた第2の偏光層と、前記第2の偏光層と前記第2の透明基板の間に設けられたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層と前記第2の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えたものである。 A liquid crystal display device according to a preferred embodiment is a liquid crystal display device including a liquid crystal layer between a first transparent substrate and a second transparent substrate facing the first transparent substrate, wherein the first transparent substrate is the first liquid crystal display device. A first polarizing layer provided on an observer side of the transparent substrate; a retardation layer provided between the first polarizing layer and the first transparent substrate; the liquid crystal layer; and a second transparent substrate. A second polarizing layer provided between, a color filter layer provided between the second polarizing layer and the second transparent substrate, and between the color filter layer and the second transparent substrate. And a semi-transmissive / semi-reflective layer.
また、好適な実施の形態における他の液晶表示装置は、第1の透明基板と当該第1の透明基板と対向する第2の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第1の透明基板の観察者側に設けられた第1の偏光層と、前記第1の偏光層と前記第1の透明基板の間に設けられた位相差層と、前記液晶層と第2の透明基板の間に設けられたカラーフィルタ層と、前記カラーフィルタ層と前記第2の透明基板の間に設けられた第2の偏光層と、前記第2の偏光層と前記第2の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えたものである。 Another liquid crystal display device according to a preferred embodiment is a liquid crystal display device including a liquid crystal layer between a first transparent substrate and a second transparent substrate facing the first transparent substrate, A first polarizing layer provided on an observer side of the first transparent substrate; a retardation layer provided between the first polarizing layer and the first transparent substrate; a liquid crystal layer; A color filter layer provided between two transparent substrates, a second polarizing layer provided between the color filter layer and the second transparent substrate, the second polarizing layer, and the second And a transflective layer provided between the transparent substrates.
さらに、好適な実施の形態における他の液晶表示装置は、第1の透明基板と当該第1の透明基板と対向する第2の透明基板の間に液晶層を備えた液晶表示装置であって、前記第1の透明基板の観察者側に設けられた第1の偏光層と、前記第1の偏光層と前記第1の透明基板の間に設けられた位相差層と、前記第1の透明基板と前記液晶層の間に設けられたカラーフィルタ層と、前記液晶層と前記第2の透明基板の間に設けられた第2の偏光層と、前記第2の偏光層と前記第2の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えたものである。 Furthermore, another liquid crystal display device according to a preferred embodiment is a liquid crystal display device including a liquid crystal layer between a first transparent substrate and a second transparent substrate facing the first transparent substrate, A first polarizing layer provided on an observer side of the first transparent substrate; a retardation layer provided between the first polarizing layer and the first transparent substrate; and the first transparent layer. A color filter layer provided between a substrate and the liquid crystal layer, a second polarizing layer provided between the liquid crystal layer and the second transparent substrate, the second polarizing layer, and the second And a transflective layer provided between the transparent substrates.
本発明によれば、透過型表示と反射型表示の双方において表示特性を同時に高めることが可能な液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device capable of simultaneously improving display characteristics in both transmissive display and reflective display.
発明の実施の形態1.
図1に本発明の実施の形態1にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、STN方式又はTN方式を採用している。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面側から偏光層1、位相差層2、前面側透明基板3、液晶層4、偏光層5、CF層6、反射層71及び透過層72からなる半透過半反射層7、背面側透明基板8が配置されている。
FIG. 1 shows a configuration of a transflective liquid crystal display device according to
偏光層1は、例えば偏光フィルムにより構成され、透過軸と吸収軸が互いに直交し、透過軸と平行な直線偏光を透過し、吸収軸と平行な直線偏光を吸収する。位相差層2は、位相差板や位相差フィルム及びこれらの積層体により構成され、直線偏光を楕円偏光に変換する。
The
前面側透明基板3は、観察者側に配置された透明基板であり、例えばガラスや透明樹脂により構成され、ITO等の透明電極等が形成されている。液晶層4は、前面側透明基板3と背面側透明基板8の間に設けられた、例えばネマチック液晶からなる層である。
The front-side
偏光層5は、塗布工程によってCF層6上に形成され、特定の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ通過させる。この偏光層5は、例えば500nmの厚さを有する。本発明の実施の形態においては、このように偏光層5を前面側透明基板3と背面側透明基板8の間に設けたことを特徴としている。
The
当該偏光層5は、配向処理を施した背面側透明基板8上に染料を配列させたり、染料塗布後に光を照射することにより染料を配向させたり、さらには、染料塗布時の塗布方向に沿って染料を配向させることにより、吸収軸を規定する。偏光層5の塗布方法については、例えば、米国特許第6174394号に開示された方法を用いることができる。偏光層5の上面には、ITO等の透明電極が形成される。
The
CF層6は、R(赤)、G(緑)、B(青)の領域を有し、これらの各領域を通過する光量を制御することにより、カラー表示を実現する。CF層6は、例えば2μmの厚さを有する。 The CF layer 6 has R (red), G (green), and B (blue) regions, and realizes color display by controlling the amount of light that passes through these regions. The CF layer 6 has a thickness of 2 μm, for example.
反射層71は、透過層72と同層に設けられ、前面側から入射した光を、前面側に反射する。透過層72は、前面側から入射した光を透過し、背面側に出射するとともに、背面側から入射した光も透過し、前面側に出射する。当該反射層71や透過層72は、金属スパッタ等によって形成されるが、このとき膜厚を制御することにより、反射率や透過率を制御することができる。若しくは、完全反射層をパターニング処理することにより透明部を間欠的に形成し、反射率や透過率を制御することも可能である。
The
背面側透明基板8は、例えばガラス基板や透明樹脂基板である。背面側透明基板8の背面側には位相差層は設けられていない。
The back side
液晶表示装置は、駆動回路、バックライト、フレーム、反射防止膜、導光板等種々の部材により構成することができるが、図示を省略している。 The liquid crystal display device can be constituted by various members such as a drive circuit, a backlight, a frame, an antireflection film, and a light guide plate, but is not illustrated.
図1に示す構成を備えた液晶表示装置において、反射型表示の場合及び透過型表示の場合について説明する。 In the liquid crystal display device having the configuration shown in FIG. 1, a case of a reflective display and a case of a transmissive display will be described.
反射型表示の場合に前面から入射する光Aは、まず、偏光層1において、当該偏光層1の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光が透過し、位相差層2に入射する。位相差層2において直線偏光が楕円偏光に変換され、前面側透明基板3に入射する。
In the case of the reflective display, the light A incident from the front surface is first transmitted through the
前面側透明基板3に入射した楕円偏光はそのまま通過して液晶層4に入射する。液晶層4に電圧が印加された状態及び電圧が印加されていない状態では共に、液晶層4に入射した楕円偏光は直線偏光に変換され出射する。
The elliptically polarized light incident on the front
液晶層4を出射した直線偏光は、偏光層5によって、当該偏光層5の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ透過し、CF層6に入射する。CF層6に入射した直線偏光は、反射層71において反射され、再びCF層6を通過して偏光層5に入射する。反射層71において反射する際に直線偏光は位相がπだけずれる。当該偏光層5に入射した直線偏光は、偏光層5を透過して、液晶層4に入射する。液晶層4に入射した直線偏光は、楕円偏光に変換され、前面側透明基板3に入射する。
The linearly polarized light emitted from the
前面側透明基板3は、入射した楕円偏光をそのまま位相差層2に出射する。位相差層2では、入射した楕円偏光を直線偏光に変換し、出射する。位相差層2より出射した直線偏光は、偏光層1の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ透過し、表示装置の前面側から出力する。このとき、液晶層4への電圧の印加に応じて、位相差層2から出射される直線偏光の振動方向と、当該偏光層1の透過軸の方向の相対的な角度が異なる。例えば、ノーマリーホワイトモードでは、液晶層4へ電圧が印加されていない状態で位相差層2から出射される直線偏光の振動方向と、当該偏光層1の透過軸の方向が平行となる。
The front
他方、透過型表示の場合において図示しないバックライトから入射する光Bは、背面側透明基板8、透過層72、CF層6を通過して、偏光層5に入射する。偏光層5に入射した光は、当該偏光層5の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光が透過し、液晶層4に入射する。
On the other hand, in the case of the transmissive display, light B incident from a backlight (not shown) passes through the back side
液晶層4に電圧が印加された状態及び電圧が印加されていない状態では共に液晶層4に入射した楕円偏光は楕円偏光の状態で出射することになる。
When the voltage is applied to the
前面側透明基板3は、入射した楕円偏光をそのままの状態で位相差層2に出射する。位相差層2では、入射した楕円偏光を直線偏光に変換し、出射する。位相差層2より出射した直線偏光は、偏光層1の透過軸と平行な振動方向を有する直線偏光のみ透過し、表示装置の前面側から出力する。このとき、液晶層4への電圧の印加に応じて、位相差層2から出射される直線偏光の振動方向と、当該偏光層1の透過軸の方向の相対的な角度が異なる。
The front
図1に示す構造の液晶表示装置において、反射型表示の場合の前面から入射する光Aは、液晶層4を通過した後に、偏光層5により直線偏光に変換された後に反射層71において反射され、直線偏光の状態で液晶層4に入射する。従って、透過型表示の場合にも、液晶層4に対しては、直線偏光の状態で入射すればよいため、積極的に複屈折を用いる必要がない。そのため、複屈折を用いる場合に高コントラスト比(CR)を得ようとするときに生じやすい着色の問題を回避することができる。
In the liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 1, the light A incident from the front surface in the case of a reflective display passes through the
ここで、本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置では、新たに液晶層4の背面側に偏光層5を設けているため、かかる偏光層5において光のロスが発生することは免れない。しかしながら、偏光層5を出射した状態の偏光と、反射層71において反射した後に偏光層5に入射した状態の偏光とは位相がπだけずれているため偏光状態は等しく、かかる光のロスは5%程度と少ない。
Here, in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, since the
尚、CF層6と反射層71が離れた位置にあると、例えば、CF層6のR領域を通過した光が反射層71により反射され、G領域を通過するという混色の問題を生じさせやすいが、図1に示す構造の液晶表示装置におけるCF層6と反射層71は互いに接しているため、このような問題が生じない。
If the CF layer 6 and the
また、図1に示す構造の液晶表示装置では、背面側透明基板8上に連続的に製造工程の類似した反射層71・透過層72、CF層6を製造することができるため、製造が容易であるという効果がある。
Further, in the liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 1, the
発明の実施の形態2.
図2に本発明の実施の形態2にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、STN方式を採用している。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面(表示面)側から偏光層1、位相差層2、前面側透明基板3、液晶層4、CF層6、偏光層5、半透過半反射層7、背面側透明基板8が配置されている。即ち、図1に示す発明の実施の形態1とは、CF層6と偏光層5の位置が入れ替わっている点でのみ異なる。
FIG. 2 shows a configuration of a transflective liquid crystal display device according to the second exemplary embodiment of the present invention. This liquid crystal display device employs the STN method. As shown in the figure, in this liquid crystal display device, the
このような構成の液晶表示装置においても、発明の実施の形態1と同様に、反射型表示の場合の前面から入射する光Aは、液晶層4を通過した後に、偏光層5により直線偏光に変換された後に反射層71において反射され、直線偏光の状態で液晶層4に入射する。従って、透過型表示の場合にも、液晶層4に対しては、直線偏光の状態で入射すればよいため、余分であった複屈折を用いる必要が無い。そのため、大きな偏光状態変化を用いる場合、特に高コントラスト比(CR)を得ようとするときに生じる着色の問題を回避することができる。
Also in the liquid crystal display device having such a configuration, as in the first embodiment of the invention, the light A incident from the front surface in the case of the reflective display passes through the
発明の実施の形態3.
図3に本発明の実施の形態3にかかる半透過半反射型液晶表示装置の構成を示す。この液晶表示装置は、TN方式を採用している。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面(表示面)側から偏光層1、位相差層2、前面側透明基板3、CF層6、液晶層4、偏光層5、反射層71及び透過層72、背面側透明基板8が配置されている。即ち、図2に示す発明の実施の形態2とは、CF層6と液晶層4の位置が入れ替わっている点でのみ異なる。
FIG. 3 shows the configuration of a transflective liquid crystal display device according to
このような構成の液晶表示装置においても、発明の実施の形態1と同様に、反射型表示の場合の前面から入射する光Aは、液晶層4を通過した後に、偏光層5により直線偏光に変換された後に反射層71において反射され、直線偏光の状態で液晶層4に入射する。従って、透過型表示の場合にも、液晶層4に対しては、直線偏光の状態で入射すればよいため、円偏光を得るために必要であった位相差層を1層省略するとともに複屈折を用いる必要が無い。そのため、大きな偏光状態変化を用いる場合、特に高コントラスト比(CR)を得ようとするときに生じる着色の問題を回避することができる。
Also in the liquid crystal display device having such a configuration, as in the first embodiment of the invention, the light A incident from the front surface in the case of the reflective display passes through the
実施例1.
図4に示される構造を有する半透過半反射型液晶表示装置について評価した。
Example 1.
The transflective liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 4 was evaluated.
まず、図4を用いて当該液晶表示装置の構造について説明する。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面側から偏光層1、位相差層2、拡散層10、前面側透明基板3、液晶層4、偏光層5、CF層6、反射層71及び透過層72(半透過半反射層7)、背面側透明基板8が配置されている。図4において、101は偏光層1の吸収軸の角度θpp11を、102は位相差層2の配向軸の角度θfp1及び位相差層2のツイスト角度θftw1を、104は液晶層4の前面側の配向軸の角度θlcp1及び配向方向のツイスト角度θlctw1を、105は偏光層5の吸収軸の角度θpp21をそれぞれ示している。以下の説明では、時計回りを「+」、反時計回りを「−」とし、12時方向を0°としている。
First, the structure of the liquid crystal display device will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in this liquid crystal display device, the
実施例1においては、まず、ガラス基板からなる背面側透明基板8上にAPC(AgPdCu合金材料)による半透過半反射層7を形成した。この半透過半反射層7の反射領域及び透過領域の面積比は8対2とした。半透過半反射層7の上方にCF層6を形成した。さらに、CF層6の上方にスリットコーターを用いて染料を塗布することにより偏光層5を形成した。さらにITOによる透明導電膜や配向膜等を偏光層5上に形成した。
In Example 1, first, a
前面側透明基板3上には、ITOによる透明導電膜及び配向膜等を形成した。その後、前面側透明基板3と背面側透明基板8の間に液晶を挟持し液晶セルを作成した。
On the front-side
両基板間の距離d及び液晶複屈折Δnの積であるΔn・dを0.84(μm)とし、両基板間を通じて液晶の配向方向がθlctw1=−240°ツイストするように調整した。その後、液晶セルの上方に拡散層10を設けた。さらに、θftw1=240°ツイストし、Δn・dが0.80(μm)である、ねじれ位相差板を位相差層2として当該拡散層10上に配置した。拡散層10の上方には、偏光層1を配置した。
Δn · d, which is the product of the distance d between both substrates and the liquid crystal birefringence Δn, was set to 0.84 (μm), and the alignment direction of the liquid crystal was adjusted to twist θlctw1 = −240 ° through the two substrates. Thereafter, the
また、偏光層1の吸収軸の角度θpp11を15°、位相差層2の配向軸の角度θfp1を15°、液晶層4の前面側の配向軸の角度θlcp1を120°、偏光層5の吸収軸の角度θpp21を105°にそれぞれ設定した。また、この液晶セルの下方には図示しない光源及び導光板よりなるバックライトを配置した。
Also, the angle θpp11 of the absorption axis of the
このような構造を有する液晶表示装置において、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、透過率が0.002%、CIE(x,y)が(0.230、0.150)の暗状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、透過率が2.1%、CIE(x,y)が(0.339、0.404)の明状態を表示した。
In the liquid crystal display device having such a structure, when the backlight is turned on in a dark room, the transmittance is 0.002% and the CIE (x, y) is (0) when no voltage is applied to the
さらに、この液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、反射率が0.002%、CIE(x,y)が(0.230、0.150)の暗状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、反射率が27.5%、CIE(x,y)が(0.339、0.404)の明状態を表示した。尚、図4に示す構成のほかにもCF層6を反射層71と前面側透明基板3の間であれば同様の特性を得ることができた。
Further, when the liquid crystal display device was irradiated with light and measured in a reflection state, the reflectance was 0.002% and the CIE (x, y) was (0.230, when no voltage was applied to the
さらに、従来例と比較するために、CF層6及び反射層71を取り除いて同様の実験を行なった。すると、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、透過率が0.04%の暗状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、透過率が34.4%の明状態を表示した。図8にその際の電圧−透過率特性を示す。図に示されるように比較例が25.7%前後の透過率であるのに対して、大幅に透過率が向上した。
Further, in order to compare with the conventional example, the same experiment was performed by removing the CF layer 6 and the
さらに、CF層6を取り除くとともに、反射層71を全面に設けた液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、反射率が0.036%の暗状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、反射率が31.0%の明状態を表示した。
Further, when the CF layer 6 is removed and the liquid crystal display device provided with the
実施例2.
図5に示される構造を有する半透過半反射型液晶表示装置について評価した。
Example 2
The transflective liquid crystal display device having the structure shown in FIG. 5 was evaluated.
まず、図5を用いて当該液晶表示装置の構造について説明する。図に示されるように、この液晶表示装置では、前面(表示面)側から偏光層1、視角補償層11、拡散層10、前面側透明基板3、CF層6、液晶層4、偏光層5、反射層71及び透過層72(半透過半反射層7)、背面側透明基板8が配置されている。図5において、101は偏光層1の吸収軸の角度θpp12を、104は液晶層4の前面側の配向軸の角度θlcp2及び配向方向のツイスト角度θlctw2を、105は偏光層5の吸収軸の角度θpp22をそれぞれ示している。以下の説明では、時計回りを「+」、反時計回りを「−」とし、12時方向を0°としている。
First, the structure of the liquid crystal display device will be described with reference to FIG. As shown in the figure, in this liquid crystal display device, the
実施例2においては、まず、ガラス基板からなる背面側透明基板8上にAPC(AgPdCu合金材料)による半透過半反射層7を形成した。この半透過半反射層7の反射領域及び透過領域の面積比は8対2とした。半透過半反射層7の上方にスリットコーターを用いて染料を塗布することにより偏光層5を形成した。さらにITOによる透明導電膜や配向膜等を偏光層5上に形成した。
In Example 2, first, the
前面側透明基板3上には、CF層6、ITOによる透明導電膜及び配向膜等を形成した。その後、前面側透明基板3と背面側透明基板8の間に液晶を挟持し液晶セルを作成した。
On the front
両基板間の距離d及び液晶複屈折Δnの積であるΔn・dを0.490(μm)とし、両基板間を通じて液晶の配向方向がθlctw2=−90°ツイストするように調整した。その後、液晶セルの上方に拡散層10を設けた。
Δn · d, which is the product of the distance d between the two substrates and the liquid crystal birefringence Δn, was set to 0.490 (μm), and the alignment direction of the liquid crystal was adjusted to twist θlctw2 = −90 ° between the two substrates. Thereafter, the
また、偏光層1の吸収軸の角度θpp12を45°、液晶層4の前面側の配向軸の角度θlcp2を45°、偏光層5の吸収軸の角度θpp22を135°にそれぞれ設定した。また、この液晶セルの下方には図示しない光源及び導光板よりなるバックライトを配置した。
Further, the angle θpp12 of the absorption axis of the
このような構造を有する液晶表示装置において、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、透過率が3.6%、CIE(x,y)が(0.323、0.342)の明状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、透過率が0.024%、CIE(x,y)が(0.303、0.315)の暗状態を表示した。
In the liquid crystal display device having such a structure, when the backlight is turned on in a dark room, the transmittance is 3.6% and the CIE (x, y) is (0) when no voltage is applied to the
さらに、この液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、反射率が29.1%、CIE(x,y)が(0.323、0.342)の明状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、反射率が24.6%、CIE(x,y)が(0.303、0.342)の暗状態を表示した。尚、図5に示す構成のほかにもCF層6を反射層71と前面側透明基板3の間であれば同様の特性を得ることができた。
Further, when the liquid crystal display device was irradiated with light and measured in a reflection state, the reflectance was 29.1% and the CIE (x, y) was (0.323, when no voltage was applied to the
さらに、従来例と比較するために、CF層6及び反射層71を取り除いて同様の実験を行なった。すると、暗室下でバックライトを点灯させたところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、透過率が36.4%の明状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、透過率が0.04%の暗状態を表示した。
Further, in order to compare with the conventional example, the same experiment was performed by removing the CF layer 6 and the
さらに、CF層6を取り除くとともに、反射層71を全面に設けた液晶表示装置に光を照射し、反射状態で測定したところ、液晶層4に電圧を印加しない状態では、反射率が32.8%の明状態を表示した。また、液晶層4に所定電圧を印加した状態では、反射率が0.036%の暗状態を表示した。
Further, when the CF layer 6 is removed and the liquid crystal display device provided with the
実施例3.
実施例1及び実施例2の液晶表示装置よりバックライトを除去し、光源を背面側透明基板8の側面に配置し、背面側透明基板8の背面側に印刷処理をすることにより当該背面側透明基板8を導光板として用いた。この場合には、背面側透明基板8の側面より入射した光源からの光は、空気と透明基板(ここではガラス)の界面で全反射を起こしながら透明基板内部を進行し、印刷部で散乱する。印刷部で散乱した光は、前面(観察者)側に出射する。このような構成を有する液晶表示装置においても実施例1及び実施例2と同様の結果を得ることができた。
Example 3
The backlight is removed from the liquid crystal display devices of Example 1 and Example 2, the light source is disposed on the side surface of the back side
また、実施例3においては、導光板を設ける必要がないため、液晶表示装置の部品点数を減らすことができ、かつ小型化を図ることができるという利点がある。 Further, in the third embodiment, since it is not necessary to provide a light guide plate, there is an advantage that the number of parts of the liquid crystal display device can be reduced and the size can be reduced.
1 偏光層
2 位相差層
3 前面側透明基板
4 液晶層
5 偏光層
6 CF層
7 半透過半反射層
8 背面側透明基板
10 拡散層
11 視角補償層
12 偏光層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1の透明基板の観察者側に設けられた第1の偏光層と、
前記液晶層と第2の透明基板の間に設けられた第2の偏光層と、
前記第2の偏光層と前記第2の透明基板の間に設けられた半透過半反射層とを備えた液晶表示装置。 A liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer between a first transparent substrate and a second transparent substrate facing the first transparent substrate,
A first polarizing layer provided on the viewer side of the first transparent substrate;
A second polarizing layer provided between the liquid crystal layer and a second transparent substrate;
A liquid crystal display device comprising: the second polarizing layer; and a transflective layer provided between the second transparent substrate.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the second polarizing layer is formed by a coating process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003340219A JP2005107140A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003340219A JP2005107140A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005107140A true JP2005107140A (en) | 2005-04-21 |
Family
ID=34535176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003340219A Pending JP2005107140A (en) | 2003-09-30 | 2003-09-30 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005107140A (en) |
-
2003
- 2003-09-30 JP JP2003340219A patent/JP2005107140A/en active Pending
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