JP2005241802A - Liquid crystal display device - Google Patents

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light
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Kimitaka Nomura
公孝 野村
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Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide viewing angle transflective liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The transflective liquid crystal display device 1 is equipped with a light source side polarizing plate 180 and an observer side polarizing plate 100, a liquid crystal layer 140 disposed between the light source side polarizing plate 180 and the observer side polarizing plate 100, a light source 190 disposed on the rear side of the light source side polarizing plate 180, a transflective layer 150 disposed between the light source side polarizing plate 180 and the liquid crystal layer 143, an observer side optical retardation plate 120 disposed between the observer side polarizing plate 100 and the transflective layer 150, a light source side optical retardation plate 170 disposed between the light source side polarizing plate 180 and the transflective layer 150, and a light diffusion transmission layer 110 disposed between the observer side polarizing plate 100 and the transflective layer 150, diffusing light reflected on the transflective layer 150 in the reflective display mode, and on the other hand, interrupting diffusion of light transmitted by the transflective layer 150 and passed through the liquid crystal layer 143 and the observer side optical retardation plate 120 and transmitting it in the transmissive display mode. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半透過半反射型液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a transflective liquid crystal display device.

近年、携帯電話等の普及に伴い、色再現性がよく、消費電力の少ない半透過半反射型液晶表示装置の需要が増大している。   In recent years, with the spread of mobile phones and the like, the demand for transflective liquid crystal display devices with good color reproducibility and low power consumption is increasing.

図7は、従来の半透過半反射型液晶表示装置2の断面図である。   FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional transflective liquid crystal display device 2.

半透過半反射型液晶表示装置2は、観察者側偏光板200と、光源側偏光板280とを有する。   The transflective liquid crystal display device 2 includes an observer side polarizing plate 200 and a light source side polarizing plate 280.

光源側偏光板280の後方には、光源290が設けられている。光源290は、例えば、直下式バックライトや、エッジライト式バックライト等により構成され、半透過半反射型液晶表示装置2を透過表示モードにより画像表示させるときに、STN液晶セル240全体に均一に光を供給する機能を有する。   A light source 290 is provided behind the light source side polarizing plate 280. The light source 290 is configured by, for example, a direct backlight, an edge light backlight, or the like, and uniformly displays the entire STN liquid crystal cell 240 when the transflective liquid crystal display device 2 displays an image in the transmissive display mode. It has a function of supplying light.

観察者側偏光板200と光源側偏光板280との間には、画像を表示するためのSTN液晶セル240が設けられている。   An STN liquid crystal cell 240 for displaying an image is provided between the observer side polarizing plate 200 and the light source side polarizing plate 280.

観察者側偏光板200とSTN液晶セル240との間には、観察者側位相差板220と、基板230が設けられている。   Between the observer side polarizing plate 200 and the STN liquid crystal cell 240, an observer side retardation plate 220 and a substrate 230 are provided.

観察者側位相差板220は、半透過反射層250で反射され、STN液晶セル240を通過した光が観察者側偏光板200から出射されるように位相変調する機能を有する。   The observer-side retardation plate 220 has a function of performing phase modulation so that light reflected by the semi-transmissive reflective layer 250 and passed through the STN liquid crystal cell 240 is emitted from the observer-side polarizing plate 200.

STN液晶セル240と光源側偏光板280との間には、半透過反射層250が設けられている。半透過反射層250は、例えば、例えば、アルミニウムや銀等からなる金属全反射層に金属全反射層を厚さ方向に貫通する光透過用開口を設けたものや、アルミニウムや銀等の金属薄膜ハーフミラー等により形成されている。従って、半透過反射層250は、観察者側偏光板200から入射し、STN液晶セル240を通過した光を反射する一方、光源290から出射して光源側偏光板280を透過した光を透過する機能を有する。   A transflective layer 250 is provided between the STN liquid crystal cell 240 and the light source side polarizing plate 280. The transflective layer 250 is, for example, a metal total reflection layer made of aluminum, silver, or the like provided with a light transmission opening that penetrates the metal total reflection layer in the thickness direction, or a metal thin film such as aluminum or silver. It is formed by a half mirror or the like. Accordingly, the transflective layer 250 reflects the light incident from the observer side polarizing plate 200 and passing through the STN liquid crystal cell 240, while transmitting the light emitted from the light source 290 and transmitted through the light source side polarizing plate 280. It has a function.

半透過反射膜250と光源側偏光板280との間には、基板260と、光源側位相差板270が設けられている。光源側位相差板270は、光源290から出射され、半透過反射層250を透過し、STN液晶セル240と観察者側位相差板220とを透過した光を観察者側偏光板200から出射されるように位相変調する機能を有する。   Between the semi-transmissive reflective film 250 and the light source side polarizing plate 280, a substrate 260 and a light source side retardation plate 270 are provided. The light source side retardation plate 270 is emitted from the observer side polarizing plate 200, which is emitted from the light source 290, transmitted through the semi-transmissive reflection layer 250, and transmitted through the STN liquid crystal cell 240 and the observer side retardation plate 220. So that the phase is modulated.

従って、半透過半反射型液晶表示装置2は、その周囲が明るく、観察者側偏光板200から入射する外部光が豊富な場合には、光源290を点灯せず、観察者側偏光板200から入射する外部光を半透過反射層250により反射することで画像表示する反射表示モードにより画像表示を行うことができる。   Therefore, the transflective liquid crystal display device 2 has a bright periphery and abundant external light incident from the observer-side polarizing plate 200, does not turn on the light source 290, and from the observer-side polarizing plate 200. Image display can be performed in a reflective display mode in which an image is displayed by reflecting incident external light by the semi-transmissive reflective layer 250.

また、半透過半反射型液晶表示装置2は、その周囲が暗く、観察者側偏光板200から入射する外部光が少ない場合には、光源290を点灯し、光源290から出射され半透過反射層250を透過した光により画像表示する透過表示モードにより画像表示を行うことができる。   The transflective liquid crystal display device 2 turns on the light source 290 and emits from the light source 290 when the surrounding area is dark and the external light incident from the observer-side polarizing plate 200 is small. Image display can be performed in a transmissive display mode in which an image is displayed by light transmitted through 250.

半透過半反射型液晶表示装置2を反射表示モードにより画像表示する場合には、観察者側偏光板200から入射する外部光は、位相差板220と、基板230と、STN液晶セル240とを透過し、半透過反射層250により観察者側に反射される。半透過反射層250により反射された光は、再度STN液晶セル240と、基板230と、位相差板220とを透過し、観察者側偏光板200から観察者側に出射する。   When the transflective liquid crystal display device 2 displays an image in the reflective display mode, external light incident from the observer-side polarizing plate 200 passes through the phase difference plate 220, the substrate 230, and the STN liquid crystal cell 240. The light is transmitted and reflected by the transflective reflection layer 250 to the viewer side. The light reflected by the transflective layer 250 is transmitted again through the STN liquid crystal cell 240, the substrate 230, and the phase difference plate 220, and is emitted from the viewer side polarizing plate 200 to the viewer side.

半透過反射層250の観察者側の表面が鏡面に構成されている場合は、観察者側偏光板200から入射した光は、半透過反射層250によりほとんどの光が正面反射方向のみに反射され、観察者側偏光板200から出射される。よって、半透過反射層250により反射される光は強い指向性を示す。従って、半透過半反射型液晶表示装置2の視野角は非常に狭いという問題がある。   When the surface on the viewer side of the semi-transmissive reflective layer 250 is configured as a mirror surface, most of the light incident from the viewer-side polarizing plate 200 is reflected by the semi-transmissive reflective layer 250 only in the front reflection direction. The light is emitted from the observer side polarizing plate 200. Therefore, the light reflected by the transflective layer 250 exhibits strong directivity. Therefore, there is a problem that the viewing angle of the transflective liquid crystal display device 2 is very narrow.

このような問題に鑑み、半透過反射層と観察者側偏光板との間に、半透過反射層により反射された光を拡散する光拡散層を備えた半透過半反射型液晶表示装置(例えば、特許文献1)や、半透過反射層の観察者側の表面に凹凸形状を形成し、観察者側偏光板から入射した光を拡散反射する機能を付与した半透過反射層を備えた半透過半反射型液晶表示装置が提案されている。   In view of such problems, a transflective liquid crystal display device (for example, a light diffusing layer that diffuses light reflected by the transflective layer between the transflective layer and the observer-side polarizing plate (for example, , Patent Document 1) and a semi-transparent reflection layer provided with a semi-transparent reflection layer provided with a function of diffusing and reflecting light incident from an observer-side polarizing plate by forming an uneven shape on the surface of the translucent reflection layer on the observer side Semi-reflective liquid crystal display devices have been proposed.

これらの半透過半反射型液晶表示装置のうち、光拡散層を備えた液晶表示装置は、光拡散機能を付与した半透過反射層を有する液晶表示装置よりシンプルな構造であり、安価に製造することができるため、特に研究開発が盛んに行われている。   Among these transflective liquid crystal display devices, a liquid crystal display device having a light diffusion layer has a simpler structure than a liquid crystal display device having a transflective layer provided with a light diffusion function, and is manufactured at a low cost. In particular, research and development are actively conducted.

図8は、特許文献1に記載された光拡散層304を有する半透過半反射型液晶表示装置3の断面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view of the transflective liquid crystal display device 3 having the light diffusion layer 304 described in Patent Document 1.

半透過半反射型液晶表示装置3は、液晶セル303と、光源308とを有する。   The transflective liquid crystal display device 3 includes a liquid crystal cell 303 and a light source 308.

光源308の上には、光源308から出射される光を拡散する機能を有するプリズムシート306と光拡散シート307とが設けられている。   On the light source 308, a prism sheet 306 and a light diffusion sheet 307 having a function of diffusing light emitted from the light source 308 are provided.

液晶セル303の上には、光吸収型偏光フィルム301と、液晶セル303を透過し光吸収型偏光フィルム301から光が出射されるように位相変調する機能を有する位相差板302とが設けられている。   On the liquid crystal cell 303, there are provided a light absorbing polarizing film 301 and a retardation plate 302 having a function of phase modulation so that light is transmitted through the liquid crystal cell 303 and emitted from the light absorbing polarizing film 301. ing.

さらに光吸収型偏光フィルム301の上には、反射防止処理付きハードコート保護フィルム300が設けられている。   Further, a hard coat protective film 300 with an antireflection treatment is provided on the light absorbing polarizing film 301.

光源308と液晶セル303との間には、反射型偏光層305が設けられている。反射型偏光層305は、観察者側から入射する光を反射する一方、光源308から出射される光を透過する機能を有する。   A reflective polarizing layer 305 is provided between the light source 308 and the liquid crystal cell 303. The reflective polarizing layer 305 has a function of reflecting light incident from the viewer side and transmitting light emitted from the light source 308.

プリズムシート306と反射型偏光層305との間には、光拡散層304が設けられている。光拡散層304は、観察者側から入射する光と、光源308から出射される光の双方を拡散する機能を有する。   A light diffusion layer 304 is provided between the prism sheet 306 and the reflective polarizing layer 305. The light diffusion layer 304 has a function of diffusing both light incident from the viewer side and light emitted from the light source 308.

半透過半反射型液晶表示装置3を反射表示モードにより画像表示する場合には、光源308から出射された光は、光拡散シート307とプリズムシート306により拡散された後、反射型偏光層305に入射する。反射型偏光層305に入射した光は、反射型偏光層305によって直線偏光にされ、前方散乱性の光拡散層304によって散乱出射光となって、液晶セル303に入射する。液晶セル303に入射した光は、位相差板302と、光吸収型偏光フィルム301と、反射防止処理付きハードコート保護フィルム300とを透過して、観察者側に出射しる。従って、半透過半反射型液晶表示装置3からの出射光は強い指向性を示さず、半透過半反射型液晶表示装置3は広い視野角を実現することができると記載されている。
特開2001−235605号公報
When the transflective liquid crystal display device 3 displays an image in the reflective display mode, the light emitted from the light source 308 is diffused by the light diffusion sheet 307 and the prism sheet 306 and then is reflected on the reflective polarizing layer 305. Incident. The light incident on the reflective polarizing layer 305 is converted into linearly polarized light by the reflective polarizing layer 305, becomes scattered outgoing light by the forward scattering light diffusion layer 304, and enters the liquid crystal cell 303. The light incident on the liquid crystal cell 303 is transmitted through the phase difference plate 302, the light-absorbing polarizing film 301, and the hard coat protective film 300 with antireflection treatment and is emitted to the viewer side. Accordingly, it is described that the light emitted from the transflective liquid crystal display device 3 does not exhibit strong directivity, and the transflective liquid crystal display device 3 can realize a wide viewing angle.
JP 2001-235605 A

しかしながら、半透過半反射型液晶表示装置3を透過表示モードにより画像表示する場合には、光源308から出射され、拡散シート307とプリズムシート306とによって拡散された光は、前方散乱性の光拡散層304によってさらに拡散され、液晶セル303に入射する。従って、半透過半反射型液晶表示装置3は、透過表示モードにより画像表示する場合、正面輝度が低く、コントラストが小さいという問題がある。   However, when the transflective liquid crystal display device 3 displays an image in the transmissive display mode, the light emitted from the light source 308 and diffused by the diffusion sheet 307 and the prism sheet 306 is a forward scattering light diffusion. It is further diffused by the layer 304 and enters the liquid crystal cell 303. Therefore, the transflective liquid crystal display device 3 has a problem that the front luminance is low and the contrast is small when displaying an image in the transmissive display mode.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードと、正面輝度が高く、コントラストが大きい透過表示モードとにより画像表示することができる半透過型半反射型液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an image using a reflective display mode with a wide viewing angle and good visibility, and a transmissive display mode with high front luminance and high contrast. An object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device capable of displaying.

本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置は、反射表示モードと透過表示モードとを切り替えて画像表示する液晶表示装置であって、
光源側偏光板及び観察者側偏光板と、
上記光源側偏光板と上記観察者側偏光板との間に設けられた液晶層と、
上記光源側偏光板の後方に設けられた光源と、
上記光源側偏光板と上記液晶層との間に設けられ、上記観察者側偏光板から入射して上記液晶層を通過した光を反射する一方、上記光源から出射して上記光源側偏光板を通過した光を透過する半透過反射層と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層で反射して上記液晶層を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する観察者側位相差板と、
上記光源側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する光源側位相差板と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、反射表示モードのときに、上記半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層と、
を備えていることを特徴とする。
A transflective liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device that displays an image by switching between a reflective display mode and a transmissive display mode,
A light source side polarizing plate and an observer side polarizing plate;
A liquid crystal layer provided between the light source side polarizing plate and the observer side polarizing plate;
A light source provided behind the light source side polarizing plate;
Provided between the light source side polarizing plate and the liquid crystal layer, and reflects light that has entered from the observer side polarizing plate and passed through the liquid crystal layer, while exiting from the light source and illuminating the light source side polarizing plate. A transflective layer that transmits the transmitted light; and
Provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer, and modulates the light reflected by the transflective layer and passing through the liquid crystal layer so as to be emitted from the observer-side polarizing plate. An observer-side retardation plate;
Light that is provided between the light source side polarizing plate and the semi-transmissive reflective layer and transmits the light transmitted through the semi-transmissive reflective layer and the liquid crystal layer and the observer-side phase difference plate from the observer-side polarizing plate. A light source side retardation plate that modulates the light so as to be emitted;
Provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer and diffuses the light reflected by the transflective layer in the reflective display mode, while transflective in the transmissive display mode A light diffusing and transmitting layer that transmits the reflection layer and transmits the light passing through the liquid crystal layer and the observer-side retardation plate while preventing diffusion;
It is characterized by having.

本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置は、半透過反射層と観察者側偏光板との間に、反射表示モードのときに、半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層を透過して液晶層及び観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層が設けられている。   The transflective liquid crystal display device according to the present invention diffuses light reflected by the transflective layer between the transflective layer and the observer-side polarizing plate in the reflective display mode while transmitting the light. In the display mode, there is provided a light diffusing transmissive layer that transmits the transflective layer through the liquid crystal layer and the viewer side retardation plate while preventing diffusion.

従って、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置で反射表示モードにより画像表示する場合は、観察者側偏光板から入射した光は、光拡散透過層により拡散された後、観察者側位相差板と、液晶層とを透過し、半透過反射層で反射される。半透過反射層で反射された光は、液晶層と、観察者側位相差板とを透過した後、光拡散透過層によってさらに拡散され、観察者側偏光板から出射する。よって、観察者側偏光板から出射する光は指向性を示さず、視野角が広く視認性が良好な反射表示が可能な半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。   Therefore, when an image is displayed in the reflective display mode in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, the light incident from the observer side polarizing plate is diffused by the light diffusing and transmissive layer, and then the observer side position. The light passes through the phase difference plate and the liquid crystal layer, and is reflected by the transflective layer. The light reflected by the transflective layer passes through the liquid crystal layer and the observer-side retardation plate, and is further diffused by the light diffusing and transmitting layer, and is emitted from the observer-side polarizing plate. Therefore, it is possible to realize a transflective liquid crystal display device capable of performing reflective display with a wide viewing angle and good visibility without directivity of light emitted from the observer-side polarizing plate.

また、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置で透過モードにより画像表示する場合は、光源から出射した光は、光源側偏光板と、光源側位相差板と、半透過反射層と、液晶層と、観察者側位相差板とを透過した後、光拡散透過層に入射する。光拡散透過層に入射した光は、光拡散透過層により拡散されることなく光拡散透過層を透過する。よって、光源からの出射光は過剰に拡散されることなく、正面輝度が高く、コントラストが大きい透過表示が可能な半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。   In addition, when an image is displayed in the transmission mode in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, the light emitted from the light source includes a light source side polarizing plate, a light source side retardation plate, a transflective layer, After passing through the liquid crystal layer and the observer-side retardation plate, the light enters the light diffusion transmission layer. The light incident on the light diffusing and transmitting layer passes through the light diffusing and transmitting layer without being diffused by the light diffusing and transmitting layer. Therefore, the light emitted from the light source is not excessively diffused, and a transflective liquid crystal display device capable of transmissive display with high front luminance and high contrast can be realized.

また、本発明においては、光拡散透過層が、ポリマー分散型液晶層で構成されているものであっても構わない。   In the present invention, the light diffusing and transmitting layer may be composed of a polymer dispersed liquid crystal layer.

この構成によれば、透過表示モードと反射表示モードとの切り替えをポリマー分散型液晶層への印加電圧の制御により容易に行うことができる。従って、光拡散透過層の制御に複雑な機構を必要とせず、製造が容易であり、操作性の良好な半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。   According to this configuration, switching between the transmissive display mode and the reflective display mode can be easily performed by controlling the voltage applied to the polymer-dispersed liquid crystal layer. Therefore, it is possible to realize a transflective liquid crystal display device that does not require a complicated mechanism for controlling the light diffusion / transmission layer, is easy to manufacture, and has good operability.

また、本発明においては、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶層が、反射表示モードのときに、半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層を透過して液晶層及び観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過するように、光拡散透過層に所定の電圧を印加して、光拡散透過層に含まれる液晶分子の配向方向を制御するための駆動回路を有するものであることが好ましい。   In the present invention, the polymer-dispersed liquid crystal layer, which is a light diffusive transmissive layer, diffuses light reflected by the semi-transmissive reflective layer in the reflective display mode, while transflective in the transmissive display mode. A liquid crystal contained in the light diffusing and transmitting layer is applied by applying a predetermined voltage to the light diffusing and transmitting layer so that the light passing through the layer and passing through the liquid crystal layer and the observer side retardation plate is transmitted while preventing diffusion. It is preferable to have a drive circuit for controlling the orientation direction of molecules.

この構成によれば、表示用液晶の駆動とは独立して、光拡散透過層に含まれる液晶分子の配向方向を制御するための駆動回路が設けられている。   According to this configuration, the drive circuit for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules contained in the light diffusion / transmission layer is provided independently of the drive of the display liquid crystal.

そのため、表示用液晶を駆動している最中においても、ポリマー分散型液晶層を表示用液晶の駆動とは独立して駆動することができる。よって、表示用液晶の表示状態に関わらず、半透過半反射型液晶表示装置の反射表示モードと透過表示モードとの切り替えを任意に行うことができる。   Therefore, even while the display liquid crystal is being driven, the polymer dispersed liquid crystal layer can be driven independently of the display liquid crystal. Therefore, regardless of the display state of the display liquid crystal, it is possible to arbitrarily switch between the reflective display mode and the transmissive display mode of the transflective liquid crystal display device.

また、本発明においては、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を連続的に制御可能に構成されていても構わない。   Moreover, in this invention, you may be comprised so that the orientation direction of the liquid crystal molecule contained in the polymer dispersion-type liquid crystal layer which is a light-diffusion transmission layer can be controlled continuously.

この構成によれば、ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を連続的に制御可能することにより、ポリマー分散型液晶層の光の拡散度合いを連続的に調整することができる。   According to this configuration, the degree of light diffusion of the polymer dispersed liquid crystal layer can be continuously adjusted by continuously controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules contained in the polymer dispersed liquid crystal layer.

ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向が無秩序になるにつれて、半透過反射層により反射され観察者側偏光板から出射する光の拡散度合いが強くなる。よって、半透過半反射型液晶表示装置の視野角は広く、正面輝度は小さくなる。一方、ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子が配向するに従って、半透過反射層により反射され観察者側偏光板から出射する光の拡散度合いが弱くなる。よって、半透過半反射型液晶表示装置の視野角は狭く、正面輝度は大きくなる。   As the alignment direction of the liquid crystal molecules contained in the polymer-dispersed liquid crystal layer becomes disordered, the degree of diffusion of light reflected from the transflective layer and emitted from the observer-side polarizing plate increases. Therefore, the transflective liquid crystal display device has a wide viewing angle and a low front luminance. On the other hand, as the liquid crystal molecules contained in the polymer-dispersed liquid crystal layer are aligned, the degree of diffusion of light reflected by the transflective layer and emitted from the observer-side polarizing plate becomes weaker. Therefore, the viewing angle of the transflective liquid crystal display device is narrow and the front luminance is increased.

従って、この構成によれば、視野角や正面輝度を任意に調整することができる半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。   Therefore, according to this configuration, it is possible to realize a transflective liquid crystal display device capable of arbitrarily adjusting the viewing angle and the front luminance.

以上のとおり、本発明によれば、反射表示モードにより画像表示するときは半透過反射膜により反射された光を拡散し、一方、透過表示モードにより画像表示するときには光源から出射された光の拡散を防止して透過する機能を有する半透過反射層を有するので、製造が容易であり、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードと、輝度が高く、コントラストが大きい透過表示モードとにより画像表示することができる。   As described above, according to the present invention, when the image is displayed in the reflective display mode, the light reflected by the transflective film is diffused. On the other hand, when the image is displayed in the transmissive display mode, the light emitted from the light source is diffused. And a transflective layer that has a function of transmitting and preventing light transmission, and is easy to manufacture, and has a wide viewing angle and good visibility, and a transmissive display mode with high brightness and high contrast. Can be displayed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態に係る半透過半反射型液晶表示装置1の断面図である。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device 1 according to an embodiment of the present invention.

図2は、半透過半反射型液晶表示装置1を反射表示モードで画像表示する場合の観察者側偏光板100から入射する光の光路を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing an optical path of light incident from the observer-side polarizing plate 100 when the transflective liquid crystal display device 1 displays an image in the reflective display mode.

図3は、半透過半反射型液晶表示装置1を透過表示モードで画像表示する場合の光源190から出射される光の光路を示す断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing an optical path of light emitted from the light source 190 when the transflective liquid crystal display device 1 displays an image in the transmissive display mode.

半透過半反射型液晶表示装置1は、観察者側偏光板100と、光源側偏光板180とを有する。観察者側偏光板100と、光源側偏光板180とは、入射光に対して特定の偏光成分のみを透過させる機能を有する。   The transflective liquid crystal display device 1 includes an observer side polarizing plate 100 and a light source side polarizing plate 180. The observer side polarizing plate 100 and the light source side polarizing plate 180 have a function of transmitting only a specific polarization component with respect to incident light.

観察者側偏光板100と、光源側偏光板180との間には、画像を表示するためのSTN液晶セル140が設けられている。STN液晶セル140は、基板130と、透明電極141と、配向膜142と、STN液晶層143と、配向膜144と、透明電極145と、オーバーコート層146と、カラーフィルタ147と、半透過反射膜150と、基板160と、を備えている。   An STN liquid crystal cell 140 for displaying an image is provided between the observer side polarizing plate 100 and the light source side polarizing plate 180. The STN liquid crystal cell 140 includes a substrate 130, a transparent electrode 141, an alignment film 142, an STN liquid crystal layer 143, an alignment film 144, a transparent electrode 145, an overcoat layer 146, a color filter 147, and transflective reflection. A film 150 and a substrate 160 are provided.

透明電極141と透明電極145とは、配向膜142と配向膜144とにより狭持されたSTN液晶層143を狭持するように設けられている。透明電極141と透明電極145とは、例えば、酸化インジウムに1〜5重量パーセントの酸化スズを添加したインジウムスズ酸化物(以下、「ITO」と略することがある。)等からなり、STN液晶層143に電圧を印加する機能を有する。   The transparent electrode 141 and the transparent electrode 145 are provided so as to sandwich the STN liquid crystal layer 143 sandwiched between the alignment film 142 and the alignment film 144. The transparent electrode 141 and the transparent electrode 145 are made of, for example, indium tin oxide (hereinafter sometimes abbreviated as “ITO”) in which 1 to 5 weight percent of tin oxide is added to indium oxide, and the STN liquid crystal. The layer 143 has a function of applying a voltage.

配向膜142と配向膜144とは、STN液晶層143を狭持するように設けられている。配向膜142と配向膜144とは、例えば、布などで一定方向に擦ること等によりラビング処理したポリイミド等の薄膜により構成されており、棒状の液晶分子をラビング方向に配向させる機能を有する。   The alignment film 142 and the alignment film 144 are provided so as to sandwich the STN liquid crystal layer 143. The alignment film 142 and the alignment film 144 are made of, for example, a thin film such as polyimide that is rubbed by rubbing in a certain direction with a cloth or the like, and has a function of aligning rod-like liquid crystal molecules in the rubbing direction.

STN液晶セル140は、配向膜142と配向膜144とは、約180〜270°ねじれたラビング方向を持つように構成されている。従って、STN液晶層143中に分散された液晶分子は、約180〜270°ねじれ構造を有する。   The STN liquid crystal cell 140 is configured so that the alignment film 142 and the alignment film 144 have a rubbing direction twisted by about 180 to 270 °. Accordingly, the liquid crystal molecules dispersed in the STN liquid crystal layer 143 have a twist structure of about 180 to 270 °.

オーバーコート層146は、例えば、アクリル系樹脂等からなり、カラーフィルタ147の表面に存在する凹凸を平坦化し、液晶表示の立ち上がりを均一にする効果を奏する。   The overcoat layer 146 is made of, for example, an acrylic resin, and has an effect of flattening the unevenness present on the surface of the color filter 147 and making the rising of the liquid crystal display uniform.

光源側偏光板180の後方には、光源190が設けられている。光源190は、例えば、直下式バックライトや、エッジライト式バックライト等により構成され、半透過半反射型液晶表示装置1を透過表示モードにより画像表示させるときに、STN液晶セル140全体に均一に光を供給する機能を有する。   A light source 190 is provided behind the light source side polarizing plate 180. The light source 190 is configured by, for example, a direct type backlight, an edge light type backlight, or the like, and is uniform over the entire STN liquid crystal cell 140 when the transflective liquid crystal display device 1 displays an image in the transmissive display mode. It has a function of supplying light.

光源側偏光板180とSTN液晶層143との間には、半透過反射層150と、基板160と、位相差板170とが設けられている。   Between the light source side polarizing plate 180 and the STN liquid crystal layer 143, a transflective layer 150, a substrate 160, and a retardation plate 170 are provided.

位相差板170は、光源190から出射されてSTN液晶セル140を透過した光を観察者側偏光板100から出射されるように位相変調する機能を有する。   The phase difference plate 170 has a function of performing phase modulation so that light emitted from the light source 190 and transmitted through the STN liquid crystal cell 140 is emitted from the observer-side polarizing plate 100.

半透過反射層150は、例えば、例えば、アルミニウムや銀等からなる金属全反射層に金属全反射層を厚さ方向に貫通する光透過用開口を設けたものや、アルミニウムや銀等の金属薄膜ハーフミラー等により形成されている。   The transflective layer 150 is, for example, a metal total reflection layer made of aluminum, silver, or the like provided with a light transmission opening that penetrates the metal total reflection layer in the thickness direction, or a metal thin film such as aluminum or silver It is formed by a half mirror or the like.

従って、半透過反射層150は、観察者側偏光板100から入射し、STN液晶層143を通過した光を反射する一方、光源190から出射して光源側偏光板180を透過した光を透過する。   Therefore, the semi-transmissive reflective layer 150 reflects the light incident from the observer side polarizing plate 100 and passing through the STN liquid crystal layer 143, while transmitting the light emitted from the light source 190 and transmitted through the light source side polarizing plate 180. .

よって、半透過反射層150を用いることにより、透過表示モードと反射表示モードとを切り替えて画像表示することができる半透過半反射型液晶表示装置1を実現することができる。   Therefore, by using the transflective layer 150, it is possible to realize the transflective liquid crystal display device 1 that can display an image by switching between the transmissive display mode and the reflective display mode.

観察者側偏光板100とSTN液晶セル140との間には、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶セル110と、位相差板120とが設けられている。   Between the observer-side polarizing plate 100 and the STN liquid crystal cell 140, a polymer dispersion type liquid crystal cell 110 that is a light diffusion transmission layer and a retardation plate 120 are provided.

位相差板120は、半透過反射層150で反射されSTN液晶層143を透過した光を観察者側偏光板100から出射されるように位相変調する機能を有する。   The phase difference plate 120 has a function of performing phase modulation so that the light reflected by the transflective layer 150 and transmitted through the STN liquid crystal layer 143 is emitted from the observer-side polarizing plate 100.

ポリマー分散型液晶セル110は、光拡散透過層としての機能を有し、基板111と、基板115と、基板111と基板115との間に設けられたポリマー分散型液晶層113と、ポリマー分散型液晶層113を狭持するように設けられた透明電極112と透明電極114と、を備えている。   The polymer dispersion type liquid crystal cell 110 has a function as a light diffusion / transmission layer, and includes a substrate 111, a substrate 115, a polymer dispersion type liquid crystal layer 113 provided between the substrate 111 and the substrate 115, and a polymer dispersion type. A transparent electrode 112 and a transparent electrode 114 are provided so as to sandwich the liquid crystal layer 113.

基板111と、基板115と、上述の、基板130と、基板160とは、例えば、ガラス基板や樹脂製の基板等の透光性基板からなる。樹脂製の基板を用いた場合は、薄く、フレキシブルな半透過半反射液晶表示装置1を実現することができる。   The substrate 111, the substrate 115, and the above-described substrate 130 and substrate 160 are made of a light-transmitting substrate such as a glass substrate or a resin substrate, for example. When a resin substrate is used, a thin and flexible transflective liquid crystal display device 1 can be realized.

ポリマー分散型液晶層113は、一軸性を持つポリマー117中に、液晶分子116を分散した層である。   The polymer-dispersed liquid crystal layer 113 is a layer in which liquid crystal molecules 116 are dispersed in a uniaxial polymer 117.

液晶分子116は、電極方向に配向した場合、ポリマー117と同一の屈折率を有し、電極方向に配向していない場合は、ポリマー117と異なる屈折率を有するように形成されている。   The liquid crystal molecules 116 are formed so as to have the same refractive index as that of the polymer 117 when aligned in the electrode direction, and to have a refractive index different from that of the polymer 117 when not aligned in the electrode direction.

電圧無印加状態では、ポリマー117中に液晶分子116がランダムな方向を向いて存在しており、ポリマー117と液晶分子116との屈折率が異なる。そのため、ポリマー分散型液晶層113は入射した光を拡散する機能を有する。   When no voltage is applied, the liquid crystal molecules 116 are present in a random direction in the polymer 117, and the refractive indexes of the polymer 117 and the liquid crystal molecules 116 are different. Therefore, the polymer dispersed liquid crystal layer 113 has a function of diffusing incident light.

一方、所定の電圧を印加した状態では、液晶分子116が電極方向に配向し、ポリマー117の屈折率と液晶分子116の屈折率とが等しくなる。そのため、ポリマー分散型液晶層113に入射した光は、ポリマー分散型液晶層113により拡散されることなく透過する。   On the other hand, in a state where a predetermined voltage is applied, the liquid crystal molecules 116 are aligned in the electrode direction, and the refractive index of the polymer 117 and the refractive index of the liquid crystal molecules 116 are equal. Therefore, the light incident on the polymer dispersed liquid crystal layer 113 is transmitted without being diffused by the polymer dispersed liquid crystal layer 113.

従って、ポリマー分散型液晶セル110は、反射表示モードのときは、図2に示すように、ポリマー分散型液晶セル110に電圧を印加しないことにより、半透過反射層150で反射された光を拡散することができ、一方、透過表示モードのときは、図3に示すように、ポリマー分散型液晶セル110に所定の電圧を印加することにより、半透過反射層150とSTN液晶セル140と観察者側位相差板120とを透過した光を拡散を阻止して透過することができる。   Accordingly, when the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is in the reflective display mode, as shown in FIG. 2, by applying no voltage to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110, the light reflected by the transflective layer 150 is diffused. On the other hand, in the transmissive display mode, as shown in FIG. 3, by applying a predetermined voltage to the polymer dispersed liquid crystal cell 110, the transflective layer 150, the STN liquid crystal cell 140, and the observer The light transmitted through the side phase difference plate 120 can be transmitted while being prevented from diffusing.

よって、光拡散透過層であるポリマー分散型液晶セル110を用いることにより、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードと、正面輝度が高く、コントラストが大きい透過表示モードにより画像表示することができる半透過型半反射型液晶表示装置1を提供することができる。   Therefore, by using the polymer-dispersed liquid crystal cell 110 that is a light diffusion / transmission layer, it is possible to display an image in a reflective display mode with a wide viewing angle and good visibility and a transmissive display mode with high front luminance and high contrast. A transflective semi-reflective liquid crystal display device 1 can be provided.

上述のように、ポリマー分散型液晶セル110は、印加電圧を制御することにより、半透過半反射型液晶表示装置1の反射表示モードと透過表示モードとの切り替えを容易に行うことができる。   As described above, the polymer-dispersed liquid crystal cell 110 can easily switch between the reflective display mode and the transmissive display mode of the transflective liquid crystal display device 1 by controlling the applied voltage.

従って、光拡散透過層としてポリマー分散型液晶セル110を用いることにより、反射表示モードと透過表示モードとの切り替えを容易に行うことができる半透過半反射型液晶表示装置1を実現することができる。   Therefore, by using the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 as the light diffusing and transmitting layer, it is possible to realize the transflective liquid crystal display device 1 that can easily switch between the reflective display mode and the transmissive display mode. .

また、ポリマー分散型液晶セル110には、表示用液晶であるSTN液晶セル140の駆動回路102とは独立した駆動回路101が設けられている。   The polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is provided with a drive circuit 101 independent of the drive circuit 102 of the STN liquid crystal cell 140 which is a display liquid crystal.

よって、ポリマー分散型液晶セル110は、表示用液晶であるSTN液晶セル140とは別個に制御することができる。従って、STN液晶セル140の表示状態に関わらず、任意に反射表示モードと透過表示モードとを切り替えることができる半透過半反射型液晶表示装置1を実現することができる。   Therefore, the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 can be controlled separately from the STN liquid crystal cell 140 which is a display liquid crystal. Therefore, the transflective liquid crystal display device 1 that can arbitrarily switch between the reflective display mode and the transmissive display mode regardless of the display state of the STN liquid crystal cell 140 can be realized.

また、駆動回路101は、ポリマー分散型液晶セル110に印加する電圧を連続的に制御可能に構成されており、半透過半反射型液晶表示装置1は、拡散透過層であるポリマー分散型液晶セル110に含まれる液晶分子116の配向方向を連続的に制御可能に構成されている。   In addition, the drive circuit 101 is configured to be able to continuously control the voltage applied to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110, and the transflective liquid crystal display device 1 is a polymer dispersion type liquid crystal cell that is a diffuse transmission layer. 110 is configured such that the alignment direction of the liquid crystal molecules 116 included in 110 can be continuously controlled.

液晶分子116の配向方向を連続的に制御することにより、ポリマー分散型液晶セル110による光の拡散度合いを調整することができ、半透過半反射型液晶表示装置1の視野角や正面輝度を連続的に調整することができる半透過半反射型液晶表示装置1を実現することができる。   By continuously controlling the orientation direction of the liquid crystal molecules 116, the degree of light diffusion by the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 can be adjusted, and the viewing angle and front luminance of the transflective liquid crystal display device 1 can be continuously adjusted. Therefore, the transflective liquid crystal display device 1 that can be adjusted automatically can be realized.

以下に、ポリマー分散型液晶セル110に印加する電圧を連続的に制御し、液晶分子116の配向方向を連続的に制御することにより、半透過半反射型液晶表示装置1の視野角や正面輝度を任意に調整することができる原理について説明する。   Hereinafter, the viewing angle and front luminance of the transflective liquid crystal display device 1 are controlled by continuously controlling the voltage applied to the polymer dispersed liquid crystal cell 110 and continuously controlling the orientation direction of the liquid crystal molecules 116. The principle that can be arbitrarily adjusted will be described.

図4は、駆動回路101に電圧を印加していない状態のポリマー分散型液晶セル110の断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the polymer dispersed liquid crystal cell 110 in a state where no voltage is applied to the drive circuit 101.

図5は、駆動回路101に電圧V1を印加した状態のポリマー分散型液晶セル110の断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the polymer-dispersed liquid crystal cell 110 in a state where the voltage V1 is applied to the drive circuit 101. FIG.

図6は、駆動回路101に電圧V0を印加した状態のポリマー分散型液晶セル110の断面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the polymer dispersed liquid crystal cell 110 in a state where the voltage V0 is applied to the drive circuit 101. As shown in FIG.

ポリマー分散型液晶層113に電圧を印加しない状態では、図4に示すように、ポリマー分散型液晶層113内の液晶分子116は、無秩序に分散している。このため、液晶分子116とポリマー117との間に屈折率差が生じる。よって、ポリマー分散型液晶セル110に入射した光は、ポリマー分散型液晶層113によって拡散される。従って、電圧無印加時における半透過半反射型液晶表示装置1は広い視野角を有する。   In a state where no voltage is applied to the polymer dispersion type liquid crystal layer 113, the liquid crystal molecules 116 in the polymer dispersion type liquid crystal layer 113 are randomly dispersed as shown in FIG. For this reason, a difference in refractive index occurs between the liquid crystal molecules 116 and the polymer 117. Therefore, light incident on the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is diffused by the polymer dispersion type liquid crystal layer 113. Therefore, the transflective liquid crystal display device 1 when no voltage is applied has a wide viewing angle.

ポリマー分散型液晶層113に、印加する電圧を徐々に大きくしていくと、液晶分子116は、電極方向に徐々に配向していく。このため、液晶分子116とポリマー117との間の屈折率差が、電圧無印加時よりも小さくなる。   When the voltage applied to the polymer dispersed liquid crystal layer 113 is gradually increased, the liquid crystal molecules 116 are gradually aligned in the electrode direction. For this reason, the refractive index difference between the liquid crystal molecules 116 and the polymer 117 is smaller than when no voltage is applied.

よって、ポリマー分散型液晶層113に、印加する電圧を徐々に大きくしていくにつれ、ポリマー分散型液晶セル110に入射した光の拡散度合いは減少する。それに伴い半透過半反射型液晶表示装置1の視野角は、電圧無印加時よりも小さくなり、正面輝度は電圧無印加時よりも大きくなる。   Therefore, as the voltage applied to the polymer dispersed liquid crystal layer 113 is gradually increased, the degree of diffusion of light incident on the polymer dispersed liquid crystal cell 110 decreases. Accordingly, the viewing angle of the transflective liquid crystal display device 1 becomes smaller than when no voltage is applied, and the front luminance becomes larger than when no voltage is applied.

例えば、図5に示すように、ポリマー分散型液晶層113に電圧V1(電圧V1は、液晶分子116が配向するのに十分な電圧V0よりも小さい。)を印加した場合の視野角θbは、図4に示す、電圧無印加時の視野角θaよりも小さい。   For example, as shown in FIG. 5, the viewing angle θb when the voltage V1 (the voltage V1 is smaller than the voltage V0 sufficient for aligning the liquid crystal molecules 116) is applied to the polymer-dispersed liquid crystal layer 113 is As shown in FIG. 4, it is smaller than the viewing angle θa when no voltage is applied.

ポリマー分散型液晶層113への印加電圧を、液晶分子116が配向するのに十分な電圧V0まで高くすると、図6に示すように、液晶分子116は電極方向に完全に配向し、液晶分子116とポリマー117との屈折率が等しくなる。このため、ポリマー分散型液晶セル110は、ポリマー分散型液晶セル110に入射する光を拡散を阻止して透過する。   When the voltage applied to the polymer-dispersed liquid crystal layer 113 is increased to a voltage V0 sufficient to align the liquid crystal molecules 116, the liquid crystal molecules 116 are completely aligned in the electrode direction as shown in FIG. And the polymer 117 have the same refractive index. Therefore, the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 transmits the light incident on the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 while preventing diffusion.

上述のように、ポリマー分散型液晶層113に印加する電圧を連続的に制御し、液晶分子116の配向状態を連続的に制御することにより、視野角や正面輝度を任意に制御することができる半透過半反射型液晶表示装置1を実現することができる。   As described above, by continuously controlling the voltage applied to the polymer dispersion type liquid crystal layer 113 and continuously controlling the alignment state of the liquid crystal molecules 116, the viewing angle and the front luminance can be arbitrarily controlled. The transflective liquid crystal display device 1 can be realized.

以下に、半透過半反射型液晶表示装置1の製造方法について説明する。   Below, the manufacturing method of the transflective liquid crystal display device 1 is demonstrated.

まず、例えばガラス又は樹脂等からなる透光性の基板160の上に、例えば、アルミニウム又は銀等からなる金属薄膜をスパッタ法等の成膜方法により形成することにより半透過反射層150を作成する。   First, the transflective layer 150 is formed by forming a metal thin film made of, for example, aluminum or silver on a light-transmitting substrate 160 made of, for example, glass or resin by a film forming method such as sputtering. .

次に、半透過反射層150を形成した基板160の上に、例えば、電着法等によりカラーフィルタ層147を形成し、続いて、例えば、アクリル樹脂等からなるオーバーコート層146を形成する。   Next, a color filter layer 147 is formed on the substrate 160 on which the transflective layer 150 is formed by, for example, an electrodeposition method or the like, and then an overcoat layer 146 made of, for example, an acrylic resin or the like is formed.

次にオーバーコート層146の上に、例えばITO(インジウム錫酸化物)等からなる透明導電膜を、スパッタ法等の成膜方法により成膜し、フォトリゾグラフィー技術等によりパターン加工することにより透明電極145を形成する。   Next, a transparent conductive film made of, for example, ITO (indium tin oxide) or the like is formed on the overcoat layer 146 by a film forming method such as a sputtering method, and pattern processing is performed by a photolithography technique or the like. An electrode 145 is formed.

次に、透明電極145の上に、例えば、ロールコーター法等により配向膜144を形成し、ラビング処理を行う。   Next, an alignment film 144 is formed on the transparent electrode 145 by, for example, a roll coater method, and a rubbing process is performed.

次に、例えば、ガラス又は樹脂等からなる透光性の基板130の上に、基板160と同様に、透明電極141と配向膜142とを順に形成し、その後、ラビング処理を行う。   Next, for example, the transparent electrode 141 and the alignment film 142 are sequentially formed on the light-transmitting substrate 130 made of glass, resin, or the like, like the substrate 160, and then a rubbing process is performed.

次に、透明電極等を構成した基板130と基板160とを、互いに対向させて張り合わせ、配向膜142と配向膜144との間にSTN液晶を真空注入することにより、STN液晶層143を形成する。   Next, the substrate 130 and the substrate 160 that constitute a transparent electrode or the like are bonded to face each other, and STN liquid crystal is vacuum injected between the alignment film 142 and the alignment film 144 to form the STN liquid crystal layer 143. .

次に、ポリマー分散型液晶セル110の製造方法について説明する。   Next, a manufacturing method of the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 will be described.

まず、例えば、ガラス又は樹脂等からなる基板111の上にITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電膜を、スパッタ法等の成膜方法により成膜し、フォトリゾグラフィー技術等によりパターン加工することにより、透明電極112を形成する。   First, for example, a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide) is formed on a substrate 111 made of glass or resin by a film forming method such as sputtering, and pattern processing is performed by a photolithography technique or the like. Thus, the transparent electrode 112 is formed.

次に、同様の方法により、例えば、ガラス又は樹脂等からなる基板115の上にITO(インジウム錫酸化物)等からなる透明電極114を形成する。   Next, the transparent electrode 114 made of ITO (indium tin oxide) or the like is formed on the substrate 115 made of glass or resin by the same method, for example.

次に、透明電極を形成した基板111と基板115とを、互いに対向させて張り合わせ、透明電極112と透明電極114との間に紫外線硬化ポリマー117と液晶分子116とからなるポリマー分散型液晶の溶液を真空注入し、その後、紫外線を照射し、ポリマー分散型液晶層113を形成することにより、ポリマー分散型液晶セル110を作成する。   Next, the substrate 111 and the substrate 115 on which the transparent electrode is formed are bonded to face each other, and a polymer-dispersed liquid crystal solution composed of the ultraviolet curable polymer 117 and the liquid crystal molecules 116 is interposed between the transparent electrode 112 and the transparent electrode 114. Then, the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is formed by irradiating with ultraviolet rays to form the polymer dispersion type liquid crystal layer 113.

上述のように作成したポリマー分散型液晶セル110と、STN液晶セル140とからなる積層体と、観察者側偏光板100と、光源側偏光板180と、観察者側位相差板120及び170と、光源190と、を図1に示す順に張り合わせることにより半透過半反射型液晶表示装置1を作成する。   A laminate composed of the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 and the STN liquid crystal cell 140 prepared as described above, an observer-side polarizing plate 100, a light source-side polarizing plate 180, observer-side retardation plates 120 and 170, The light source 190 and the light source 190 are pasted together in the order shown in FIG. 1 to produce the transflective liquid crystal display device 1.

尚、本実施形態では、光拡散透過層をポリマー分散型液晶セル110により構成したが、光拡散透過層は、反射表示モードのときに、半透過反射層150で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、半透過反射層150を透過してSTN液晶層143及び観察者側位相差板120を通過した光の拡散を阻止して透過することができるものであれば、なんら限定されるものではない。   In the present embodiment, the light diffusing and transmitting layer is composed of the polymer dispersion type liquid crystal cell 110, but the light diffusing and transmitting layer diffuses the light reflected by the transflective layer 150 in the reflective display mode. In the transmissive display mode, there is no limitation as long as the light can be transmitted while being prevented from diffusing through the semi-transmissive reflective layer 150 and the STN liquid crystal layer 143 and the observer-side retardation plate 120. Is not to be done.

また、本実施形態では、ポリマー分散型液晶セル110とSTN液晶セル140との間に観察者側位相差板120を設けたが、なんらこの構成に限定されるものではなく、観察者側位相差板120を観察者側偏光板100とポリマー分散型液晶セル110との間に設けても構わない。   In this embodiment, the observer-side retardation plate 120 is provided between the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 and the STN liquid crystal cell 140. However, the present invention is not limited to this configuration. The plate 120 may be provided between the observer side polarizing plate 100 and the polymer dispersion type liquid crystal cell 110.

また、その場合に、基板115と基板130とを共通化し、1枚の基板としても構わない。これにより、基板厚による視差の影響を抑制することができ、より鮮明な画像表示することができる半透過半反射型液晶表示装置を実現することができる。   In that case, the substrate 115 and the substrate 130 may be shared to form a single substrate. Thereby, the effect of parallax due to the substrate thickness can be suppressed, and a transflective liquid crystal display device capable of displaying a clearer image can be realized.

また、本実施形態では、ポリマー分散型液晶セル110を観察者側偏光板100と観察者側位相差板120との間に設けたが、なんらこの構成に限定されるものではなく、ポリマー分散型液晶セル110は、半透過反射層150と観察者側偏光板100との間であればどこに介設してもよく、例えば、基板130と透明電極141との間に介設しても勿論構わない。   In the present embodiment, the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is provided between the observer side polarizing plate 100 and the observer side retardation plate 120. However, the present invention is not limited to this configuration. The liquid crystal cell 110 may be interposed anywhere between the transflective layer 150 and the viewer-side polarizing plate 100, for example, of course, may be interposed between the substrate 130 and the transparent electrode 141. Absent.

また、本実施形態は、表示用液晶層として、STN液晶セル140を有するカラー半透過半反射型液晶表示装置1に関するものであるが、なんらこれに限定されるものではなく、本発明は、白黒STN液晶層を有する半透過反射方液晶表示装置や、TFTやMIM等のスイッチング素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式の表示用液晶層を有する半透過半反射型液晶表示装置等にも適用することができる。   Further, the present embodiment relates to the color transflective liquid crystal display device 1 having the STN liquid crystal cell 140 as a display liquid crystal layer. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to black and white. The present invention can also be applied to a transflective liquid crystal display device having an STN liquid crystal layer, a transflective liquid crystal display device having an active matrix driving liquid crystal layer using a switching element such as a TFT or MIM, and the like. it can.

本発明の実施形態に係る半透過半反射型液晶表示装置1の断面図である。1 is a cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device 1 according to an embodiment of the present invention. 半透過半反射型液晶表示装置1を反射表示モードで画像表示する場合の観察者側偏光板100から入射する光の光路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical path of the light which injects from the observer side polarizing plate 100 in the case of displaying an image in the transflective liquid crystal display device 1 in the reflective display mode. 半透過半反射型液晶表示装置1を透過表示モードで画像表示する場合の光源190から出射される光の光路を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the optical path of the light radiate | emitted from the light source 190 in the case of displaying an image by the transflective liquid crystal display device 1 in a transmissive display mode. 駆動回路101に電圧を印加していない状態のポリマー分散型液晶セル110の断面図である。2 is a cross-sectional view of a polymer dispersed liquid crystal cell 110 in a state where no voltage is applied to a drive circuit 101. FIG. 駆動回路101に電圧V1を印加した状態のポリマー分散型液晶セル110の断面図である。2 is a cross-sectional view of a polymer dispersed liquid crystal cell 110 in a state where a voltage V1 is applied to a drive circuit 101. FIG. 駆動回路101に電圧V0を印加した状態のポリマー分散型液晶セル110の断面図である。2 is a cross-sectional view of a polymer dispersed liquid crystal cell 110 in a state where a voltage V0 is applied to a drive circuit 101. FIG. 従来の半透過半反射型液晶表示装置2の断面図である。It is sectional drawing of the conventional transflective liquid crystal display device 2. FIG. 従来の光拡散層304を有する半透過半反射型液晶表示装置3の断面図である。It is sectional drawing of the transflective liquid crystal display device 3 which has the conventional light-diffusion layer 304. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3 半透過半反射型液晶表示装置
100、200 観察者側偏光板
101、102 駆動回路
110 ポリマー分散型液晶セル
111、115、130、160、230、260 基板
112、114、141、145 透明電極
113 ポリマー分散型液晶層
116 液晶分子
117 ポリマー
120 観察者側位相差板
140、240 STN液晶セル
142、144 配向膜
143 STN液晶層
146 オーバーコート層
147 カラーフィルタ層
150、250 半透過反射層
170 光源側位相差板
180、280 光源側偏光板
190、290、308 光源
220、270、302 位相差板
300 反射防止処理付きハードコート保護フィルム
301 光吸収型偏光フィルム
303 液晶セル
304 光拡散層
305 反射型偏光層
306 プリズムシート
307 光拡散シート
1, 2, 3 Transflective liquid crystal display device 100, 200 Observer side polarizing plate 101, 102 Drive circuit 110 Polymer dispersed liquid crystal cell 111, 115, 130, 160, 230, 260 Substrate 112, 114, 141, 145 Transparent electrode 113 Polymer dispersion type liquid crystal layer 116 Liquid crystal molecule 117 Polymer 120 Observer side retardation plate 140, 240 STN liquid crystal cell 142, 144 Alignment film 143 STN liquid crystal layer 146 Overcoat layer 147 Color filter layer 150, 250 Transflective reflection Layer 170 Light source side retardation plate 180, 280 Light source side polarizing plate 190, 290, 308 Light source 220, 270, 302 Phase difference plate 300 Hard coat protective film with antireflection treatment 301 Light absorbing polarizing film 303 Liquid crystal cell 304 Light diffusion layer 305 Reflective polarizing layer 306 Prism sheet 307 Light diffusion sheet

Claims (4)

反射表示モードと透過表示モードとを切り替えて画像表示する液晶表示装置であって、
光源側偏光板及び観察者側偏光板と、
上記光源側偏光板と上記観察者側偏光板との間に設けられた液晶層と、
上記光源側偏光板の後方に設けられた光源と、
上記光源側偏光板と上記液晶層との間に設けられ、上記観察者側偏光板から入射して上記液晶層を通過した光を反射する一方、上記光源から出射して上記光源側偏光板を通過した光を透過する半透過反射層と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層で反射して上記液晶層を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する観察者側位相差板と、
上記光源側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように変調する光源側位相差板と、
上記観察者側偏光板と上記半透過反射層との間に設けられ、反射表示モードのときに、上記半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過する光拡散透過層と、
を備えた液晶表示装置。
A liquid crystal display device that displays an image by switching between a reflective display mode and a transmissive display mode,
A light source side polarizing plate and an observer side polarizing plate;
A liquid crystal layer provided between the light source side polarizing plate and the observer side polarizing plate;
A light source provided behind the light source side polarizing plate;
Provided between the light source side polarizing plate and the liquid crystal layer, and reflects light that has entered from the observer side polarizing plate and passed through the liquid crystal layer, while exiting from the light source and illuminating the light source side polarizing plate. A transflective layer that transmits the transmitted light; and
Provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer, and modulates the light reflected by the transflective layer and passing through the liquid crystal layer so as to be emitted from the observer-side polarizing plate. An observer-side retardation plate;
Provided between the light source side polarizing plate and the transflective layer, and transmits the light transmitted through the transflective layer and passing through the liquid crystal layer and the observer side retardation plate from the observer side polarizing plate. A light source side retardation plate that modulates the light so as to be emitted;
Provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer, and diffuses the light reflected by the transflective layer in the reflective display mode, while translucent in the transmissive display mode A light diffusing and transmitting layer that transmits the reflection layer and transmits the light passing through the liquid crystal layer and the observer-side retardation plate while preventing diffusion;
A liquid crystal display device.
請求項1に記載された液晶表示装置において、
上記光拡散透過層が、ポリマー分散型液晶層で構成されている液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 1,
A liquid crystal display device in which the light diffusion / transmission layer is composed of a polymer-dispersed liquid crystal layer.
請求項2に記載された液晶表示装置において、
上記光拡散透過層である上記ポリマー分散型液晶層が、反射表示モードのときに、上記半透過反射層で反射した光を拡散する一方、透過表示モードのときに、上記半透過反射層を透過して上記液晶層及び上記観察者側位相差板を通過した光を拡散を阻止して透過するように、該光拡散透過層に所定の電圧を印加して、該光拡散透過層に含まれる液晶分子の配向方向を制御するための駆動回路を有する液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 2,
The polymer-dispersed liquid crystal layer, which is the light diffusing transmissive layer, diffuses the light reflected by the semi-transmissive reflective layer in the reflective display mode, while transmitting the semi-transmissive reflective layer in the transmissive display mode. Then, a predetermined voltage is applied to the light diffusing and transmitting layer so that the light passing through the liquid crystal layer and the observer side retardation plate is transmitted while being prevented from being diffused. A liquid crystal display device having a drive circuit for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules.
請求項2に記載された液晶表示装置において、
上記光拡散透過層である上記ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を連続的に制御可能に構成されている液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 2,
The liquid crystal display device comprised so that the orientation direction of the liquid crystal molecule contained in the said polymer dispersion-type liquid crystal layer which is the said light diffusive transmission layer was continuously controllable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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