JP2005241802A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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。
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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-
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
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
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
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
Claims (4)
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.
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004049426A JP2005241802A (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015184471A (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-22 | 大日本印刷株式会社 | display device |
-
2004
- 2004-02-25 JP JP2004049426A patent/JP2005241802A/en active Pending
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