JP2005241804A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
JP2005241804A
JP2005241804A JP2004049429A JP2004049429A JP2005241804A JP 2005241804 A JP2005241804 A JP 2005241804A JP 2004049429 A JP2004049429 A JP 2004049429A JP 2004049429 A JP2004049429 A JP 2004049429A JP 2005241804 A JP2005241804 A JP 2005241804A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
layer
polarizing plate
side polarizing
transflective
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004049429A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kimitaka Nomura
公孝 野村
Ippei Ino
一平 伊納
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2004049429A priority Critical patent/JP2005241804A/en
Publication of JP2005241804A publication Critical patent/JP2005241804A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide viewing angle, high luminance and high contrast transflective liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The transflective liquid crystal display device is equipped with a light source side polarizing plate 170 and an observer side polarizing plate 100, a liquid crystal layer 143 disposed between the light source side polarizing plate 170 and the observer side polarizing plate 100, a light source 180 disposed on the rear side of the light source side polarizing plate 170, a transflective layer 150 disposed between the light source side polarizing plate 170 and the liquid crystal layer 143, an optical retardation plate 120 disposed between the observer side polarizing plate 100 and the transflective layer 150 and phase modulating light reflected on the transflective layer 150 so as to be emitted from the observer side polarizing plate 100, and a variable optical retardation layer 110 disposed between the observer side polarizing plate 100 and the transflective layer 150 and phase modulating light transmitted by the transflective layer 150 and passed through the liquid crystal layer 143 and the optical retardation plate 120 so as to be emitted from the observer side polarizing plate 100 in the transmissive display mode, and on the other hand, diffusing light reflected on the transflective layer 150 in the reflective 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液晶層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 layer 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液晶層240が設けられている。   An STN liquid crystal layer 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液晶層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 layer 240, an observer side phase difference 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液晶層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 layer 240 is emitted from the observer-side polarizing plate 200.

STN液晶層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液晶層240を通過した光を反射する一方、光源280から出射して光源側偏光板270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 layer 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. Therefore, the semi-transmissive reflective layer 250 reflects the light incident from the observer side polarizing plate 200 and passing through the STN liquid crystal layer 240, while transmitting the light emitted from the light source 280 and transmitted through the light source side polarizing plate 270. 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液晶層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 and is emitted from the light source 290, transmitted through the semi-transmissive reflective layer 250, and transmitted through the STN liquid crystal layer 240 and the observer side retardation plate 220. So that the phase is modulated.

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は、観察者側偏光板200から入射した光は、観察者側位相差板220と、STN液晶層240とを透過した後、半透過反射層250により反射され、再度STN液晶層240と観察者側位相差板220とを透過して、観察者側偏光板200から出射される。   When the transflective liquid crystal display device 2 displays an image in the reflective display mode, light incident from the observer side polarizing plate 200 is transmitted through the observer side retardation plate 220 and the STN liquid crystal layer 240. Then, the light is reflected by the transflective layer 250, passes through the STN liquid crystal layer 240 and the viewer-side retardation plate 220 again, and is emitted from the viewer-side polarizing plate 200.

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する場合は、光源290から出射された光は、光源側位相差板270と、半透過反射層250と、STN液晶層240とを透過した後、さらに観察者側位相差層220を透過し、観察者側偏光板200から出射される。すなわち、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する場合は、光源290からの出射光は、光源側位相差板270と、観察者側位相差層220との2枚の位相差板を透過して観察者偏光板200から出射される。   When the transflective liquid crystal display device 2 displays an image in the transmissive display mode, the light emitted from the light source 290 passes through the light source side retardation plate 270, the transflective layer 250, and the STN liquid crystal layer 240. After being transmitted, the light further passes through the observer-side retardation layer 220 and is emitted from the observer-side polarizing plate 200. That is, when the transflective liquid crystal display device 2 displays an image in the transmissive display mode, the light emitted from the light source 290 is emitted from the light source side retardation plate 270 and the observer side retardation layer 220. The light passes through the retardation plate and is emitted from the observer polarizing plate 200.

このように、透過表示モードと反射表示モードとでは、光の光路が異なるため(例えば、透過表示モードで光はSTN液晶層240を1回しか通らないことに対し、反射表示モードでは光はSTN液晶層240を2回通る。)、透過表示モードに適した光学システムの設計では、最適な反射表示品位は得られず、反射表示モードに適した光学システムの設計では、最適な透過表示品位を得ることはできない。そのため、それぞれの表示モードで適切な表示品位(明度、コントラストなど)を確保するために、位相差板220や270が配置されている。位相差板220や270の部分で、2枚の位相差板が積層していることもある。   Thus, since the optical path of light is different between the transmissive display mode and the reflective display mode (for example, light passes through the STN liquid crystal layer 240 only once in the transmissive display mode, whereas in the reflective display mode, the light is STN. The optical system design suitable for the transmissive display mode cannot obtain the optimum reflective display quality, and the optical system design suitable for the reflective display mode cannot achieve the optimum transmissive display quality. I can't get it. Therefore, the phase difference plates 220 and 270 are arranged in order to ensure appropriate display quality (brightness, contrast, etc.) in each display mode. Two phase difference plates may be laminated at the phase difference plates 220 and 270.

従って、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する場合は、光源290からの出射光は、多くの位相差板を透過して観察者側偏光板から出射されるため、半透過半反射型液晶表示装置2の透過表示モードによる画像表示は、輝度が低く、コントラストが小さいという問題があった。   Therefore, when the transflective liquid crystal display device 2 displays an image in the transmissive display mode, the light emitted from the light source 290 passes through many retardation plates and is emitted from the observer-side polarizing plate. The image display in the transmissive display mode of the transflective liquid crystal display device 2 has a problem that the luminance is low and the contrast is small.

このような問題に鑑み、マルチギャップ構造を有する半透過半反射型液晶表示装置3が提案されている(例えば、特許文献1)。   In view of such a problem, a transflective liquid crystal display device 3 having a multi-gap structure has been proposed (for example, Patent Document 1).

図8は、従来のマルチギャップ構造を有する半透過半反射型液晶表示装置3の部分断面図である。   FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a transflective liquid crystal display device 3 having a conventional multi-gap structure.

半透過反射型液晶表示装置3は、光源390から出射された光を透過する透過領域3aと、観察者側偏光板300から入射した光を反射する反射領域3bとを備えている。   The transflective liquid crystal display device 3 includes a transmissive region 3 a that transmits light emitted from the light source 390 and a reflective region 3 b that reflects light incident from the observer-side polarizing plate 300.

半透過反射型液晶表示装置3は、観察者側偏光板300と、光源側偏光板380とを有する。   The transflective liquid crystal display device 3 includes an observer side polarizing plate 300 and a light source side polarizing plate 380.

光源側偏光板380の後方には、光源390が設けられている。光源390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3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340全体に均一に光を供給する機能を有する。   A light source 390 is provided behind the light source side polarizing plate 380. The light source 390 is constituted 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 340 when the transflective liquid crystal display device 3 displays an image in the transmissive display mode. It has a function of supplying light.

観察者側偏光板300と光源側偏光板380との間には、位相差板320と、STN液晶セル340とが設けられている。   A phase difference plate 320 and an STN liquid crystal cell 340 are provided between the observer side polarizing plate 300 and the light source side polarizing plate 380.

位相差板320は、反射板350よりも観察者側に設けられており、反射板350で反射され、反射領域3bに設けられた層厚h2のSTN液晶層343を通過した光が観察者側偏光板300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 320 is provided closer to the observer than the reflection plate 350, and the light reflected by the reflection plate 350 and passed through the STN liquid crystal layer 343 having the layer thickness h2 provided in the reflection region 3b is on the observer side. It has a function of phase modulation so as to be emitted from the polarizing plate 300.

STN液晶セル340は、基板330と、透明電極341と、透明電極341と透明電極345との間に介設されたSTN液晶層343と、STN液晶層343を狭持するように設けられた配向膜342と配向膜344と、透明電極345より光源390側に設けられたオーバーコート層346とカラーフィルタ347と、反射領域3bに設けられた絶縁層361と、基板362とを有する。   The STN liquid crystal cell 340 includes a substrate 330, a transparent electrode 341, an STN liquid crystal layer 343 interposed between the transparent electrode 341 and the transparent electrode 345, and an alignment provided so as to sandwich the STN liquid crystal layer 343. A film 342, an alignment film 344, an overcoat layer 346 provided on the light source 390 side of the transparent electrode 345, a color filter 347, an insulating layer 361 provided in the reflective region 3b, and a substrate 362 are included.

反射板350は、STN液晶層343の下の反射領域3b部分に設けられている。また、反射板350は、観察者側の表面に微細な凹凸形状が形成されており、光を拡散反射する機能を有する。従って、観察者側偏光板300から入射した光は、STN液晶層343を透過して、反射領域3bに設けられた反射板350によって観察者側に拡散反射される。よって、反射板350によって反射され、観察者側偏光板300から出射する光は指向性を示さず、半透過半反射型液晶表示装置3では、視野角が広く視認性の良好な反射表示モードを実現することができる、と記載されている。   The reflective plate 350 is provided in the reflective region 3b portion under the STN liquid crystal layer 343. Further, the reflecting plate 350 has a fine uneven shape formed on the surface on the viewer side, and has a function of diffusing and reflecting light. Therefore, the light incident from the viewer side polarizing plate 300 is transmitted through the STN liquid crystal layer 343 and diffusely reflected to the viewer side by the reflecting plate 350 provided in the reflective region 3b. Therefore, the light reflected by the reflector 350 and emitted from the observer-side polarizing plate 300 does not exhibit directivity, and the transflective liquid crystal display device 3 has a reflective display mode with a wide viewing angle and good visibility. It can be realized.

STN液晶層343は、透明領域3aと反射領域3bとで異なる層厚を有する。透過領域3aにおけるSTN液晶層343の層厚h1は、光源390から出射され、光源側偏光板380と、透過領域3aに設けられたSTN液晶セル340と、位相差板320とを通過した光が、観察者側偏光板300から出射されるように設定されている。   The STN liquid crystal layer 343 has different layer thicknesses in the transparent region 3a and the reflective region 3b. The layer thickness h1 of the STN liquid crystal layer 343 in the transmissive region 3a is such that the light emitted from the light source 390 passes through the light source side polarizing plate 380, the STN liquid crystal cell 340 provided in the transmissive region 3a, and the retardation plate 320. Are set to be emitted from the observer-side polarizing plate 300.

従って、半透過半反射液晶表示装置3を、透過表示モードにより画像表示する場合は、光源390から出射された光は、光源側偏光板380と、透明領域3aに設けられた層厚h1のSTN液晶層343を有するSTN液晶セル340と、位相差板320とを透過し、観察者側偏光板300から観察者側に出射される。   Therefore, when the transflective liquid crystal display device 3 displays an image in the transmissive display mode, the light emitted from the light source 390 is emitted from the light source side polarizing plate 380 and the STN having the layer thickness h1 provided in the transparent region 3a. The light passes through the STN liquid crystal cell 340 having the liquid crystal layer 343 and the phase difference plate 320 and is emitted from the observer side polarizing plate 300 to the observer side.

上述のように、半透過半反射型液晶表示装置3では、位相差層320と、透過領域3aにおけるSTN液晶層343の層厚h1とにより、光源390から出射されSTN液晶層343の透過領域3aを透過した光と、反射板350により反射されSTN液晶層343の反射領域3bを透過した光との位相差を補償している。そのため、半透過半反射型液晶表示装置3は、より少ない枚数の位相差板により構成することができるため、高輝度かつ高コントラストな透過表示モードを実現することができる、と記載されている。
特開平11−242226号公報
As described above, in the transflective liquid crystal display device 3, the transmissive region 3a of the STN liquid crystal layer 343 emitted from the light source 390 is emitted by the retardation layer 320 and the layer thickness h1 of the STN liquid crystal layer 343 in the transmissive region 3a. And the phase difference between the light reflected by the reflector 350 and transmitted through the reflective region 3b of the STN liquid crystal layer 343 are compensated. For this reason, it is described that the transflective liquid crystal display device 3 can be configured with a smaller number of retardation plates, so that a transmissive display mode with high luminance and high contrast can be realized.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-242226

しかしながら、半透過半反射型液晶表示装置3は、マルチギャップ構造を有するSTN液晶層343により、透過表示モードと反射表示モードとにける位相差を補償するため、層厚h1とh2とには高い寸法精度が要求される。   However, since the transflective liquid crystal display device 3 compensates for the phase difference between the transmissive display mode and the reflective display mode by the STN liquid crystal layer 343 having the multi-gap structure, the layer thicknesses h1 and h2 are high. Dimensional accuracy is required.

また、広い視野角を実現するために、反射板350の観察者側の表面に微細な凹凸形状を形成し、反射板350に光を拡散反射する機能を付与する必要がある。   Further, in order to realize a wide viewing angle, it is necessary to form a fine concavo-convex shape on the surface of the reflector 350 on the viewer side and to give the reflector 350 a function of diffusing and reflecting light.

このように半透過半反射型液晶表示装置3は、複雑かつ精密な構造を要する。従って、半透過半反射型液晶表示装置3は、製造に多くの工程を要し、製造が困難であるという問題がある。   Thus, the transflective liquid crystal display device 3 requires a complicated and precise structure. Therefore, the transflective liquid crystal display device 3 has a problem that it requires many steps for manufacturing and is difficult to manufacture.

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、容易に製造することができ、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 such points, and the object of the present invention is to provide a reflective display mode that can be easily manufactured, has a wide viewing angle, and has good visibility, and has high brightness and contrast. An object is to provide a transflective semi-reflective liquid crystal display device capable of displaying an image in a large transmissive display mode.

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位相変調する位相差板と、
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、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位相変調する一方、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可変位相差層と、
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
Phase modulation is provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer so that light reflected by the transflective layer and passed through the liquid crystal layer is emitted from the observer-side polarizing plate. A phase difference plate,
Provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer, and in the transmissive display mode, the light transmitted through the transflective layer and transmitted through the liquid crystal layer and the retardation plate is observed. A variable phase difference layer that diffuses light reflected by the transflective layer in the reflective display mode while phase-modulating the light so as to be emitted from the user-side polarizing plate;
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、観察者側偏光板と半透過反射層との間に、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位相差板を通過した光を観察者側偏光板から出射されるように位相変調する一方、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させる可変位相差層が設けられている。   The transflective liquid crystal display device according to the present invention transmits the transflective layer between the observer-side polarizing plate and the transflective layer in the transmissive display mode, and transmits the liquid crystal layer and the retardation plate. A variable phase difference layer is provided that diffuses the light reflected by the transflective layer in the reflective display mode, while phase-modulating the light that has passed through the observer-side polarizing plate.

従って、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置で透過表示モードにより画像表示する場合は、光源から出射された光は、光源側偏光板と、半透過反射層と、液晶層と、位相差板とを透過した後、可変位相差層に入射する。可変位相差層に入射した光は、可変位相差層によって観察者側偏光板から出射されるように位相変調され、観察者側偏光板から出射される。よって、この可変位相差層の位相変調機能により、位相差板の枚数を最小限にとどめることができる。従って、高輝度で、高コントラストな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。   Therefore, when an image is displayed in the transmissive display mode in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, the light emitted from the light source is emitted from the light source side polarizing plate, the transflective layer, the liquid crystal layer, and the position. After passing through the phase difference plate, the light enters the variable phase difference layer. The light incident on the variable phase difference layer is phase-modulated by the variable phase difference layer so as to be emitted from the observer side polarizing plate, and is emitted from the observer side polarizing plate. Therefore, the number of retardation plates can be minimized by the phase modulation function of the variable retardation layer. Accordingly, it is possible to realize a transflective liquid crystal display device capable of transmissive display with high brightness and high contrast.

また、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、可変位相差層により拡散された後、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、位相差板とを透過した後、可変位相差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。   In the case of displaying an image 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 variable retardation layer, And transmitted through the liquid crystal layer and reflected by the transflective layer. The light reflected by the transflective layer is transmitted through the liquid crystal layer and the phase difference plate, is further diffused by the variable phase difference 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.

上述のように、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置は、高輝度で、高コントラストな透過表示と、視野角が広く視認性が良好な反射表示とを、半透過反射層と観察者側偏光板との間に設けられた可変位相差層により実現している。   As described above, a transflective liquid crystal display device according to the present invention provides a high-brightness, high-contrast transmissive display and a reflective display with a wide viewing angle and good visibility, as well as an observation with a transflective layer. This is realized by a variable retardation layer provided between the user-side polarizing plate.

従って、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置では、半透過反射膜の観察者側の表面に凹凸形状を形成する必要はなく、また、マルチギャップ構造を有する液晶セルを形成する必要もない。   Therefore, in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, it is not necessary to form an uneven shape on the surface on the viewer side of the transflective film, and it is also necessary to form a liquid crystal cell having a multi-gap structure. Absent.

そのため、本発明に係る半透過半反射型液晶表示装置は、製造工程が少なく、製造が容易である。   Therefore, the transflective liquid crystal display device according to the present invention has few manufacturing steps and is easy to manufacture.

また、本発明においては、可変位相差層が、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 variable retardation 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、可変位相差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 variable retardation layer, is easy to manufacture, and has good operability.

また、本発明においては、可変位相差層であるポリマー分散型液晶層が、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位相変調する一方、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ように、可変位相差層に所定の電圧を印加して、可変位相差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, when the polymer dispersion type liquid crystal layer which is a variable retardation layer is in a transmissive display mode, the light transmitted through the semi-transmissive reflection layer and passed through the liquid crystal layer and the retardation plate is While modulating the phase so as to be emitted from the observer-side polarizing plate, a predetermined voltage is applied to the variable retardation layer so as to diffuse the light reflected by the transflective layer in the reflective display mode. It is preferable to have a drive circuit for controlling the alignment direction of the liquid crystal molecules contained in the variable retardation layer.

この構成によれば、表示用液晶の駆動に用いる回路とは独立して、可変位相差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 included in the variable retardation layer is provided independently of the circuit used for driving the display liquid crystal.

そのため、表示用液晶の表示状態に関わらず、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任意に制御することができる。   Therefore, regardless of the display state of the display liquid crystal, the polymer-dispersed liquid crystal layer can be arbitrarily controlled independently of driving the display liquid crystal.

また、本発明においては、可変位相差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 variable phase difference 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 in 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.

また、 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有する位相差を連続的に調整することができる。   Further, according to this configuration, the phase difference 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のポリマーは異方性を持っている。すなわち、複屈折率を有する。
ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子が完全に電極方向に配向している場合は、ポリマー分散型液晶層は位相差を有する。
The polymer of the polymer dispersion type liquid crystal layer has anisotropy. That is, it has a birefringence.
When the liquid crystal molecules contained in the polymer dispersed liquid crystal layer are perfectly aligned in the electrode direction, the polymer dispersed liquid crystal layer has a phase difference.

その状態から、印加する電圧を小さくしていくと、ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子の配向方向と電極方向との間にズレ角が生じる。   When the applied voltage is reduced from that state, a deviation angle is generated between the alignment direction of the liquid crystal molecules contained in the polymer-dispersed liquid crystal layer and the electrode direction.

液晶分子の配向方向と電極方向との間のズレ角が大きくなるにつれ、ポリマー分散型液晶層に含まれる液晶分子とポリマーとの間に発生する屈折率差が増大するため、ポリマー分散型液晶層の複屈折が増大する。よって、ポリマー分散型液晶層の有する位相差は小さくなる。   As the misalignment angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the electrode direction increases, the difference in the refractive index generated between the liquid crystal molecules contained in the polymer dispersion type liquid crystal layer and the polymer increases. Increases the birefringence. Therefore, the retardation of the polymer dispersion type liquid crystal layer becomes small.

このようにポリマー分散型液晶層に印加する電圧を調整し、ポリマー分散型液晶層の位相差を調整することにより、半透過半反射型液晶表示装置の表示画像の色調を調整することができる。   Thus, the color tone of the display image of the transflective liquid crystal display device can be adjusted by adjusting the voltage applied to the polymer dispersed liquid crystal layer and adjusting the phase difference of the polymer dispersed liquid crystal layer.

従って、この構成によれば、色調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 color tone.

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を観察者側偏光板から出射されるように位相調整する機能を有する可変位相差層を有するので、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. Since it has a variable phase difference layer having a function of adjusting the phase so that the light is emitted from the observer side polarizing plate, it is easy to manufacture, has a wide viewing angle and good visibility, and has a high luminance, Images can be displayed in a transmissive display mode with a high contrast.

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180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 180 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170とを有する。観察者側偏光板100と、光源側偏光板170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 170. The observer side polarizing plate 100 and the light source side polarizing plate 170 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170との間には、画像を表示するためのSTN液晶層140が設けられている。STN液晶セル140は、基板130、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、半透過反射層150、基板160と、を備えている。   An STN liquid crystal layer 140 for displaying an image is provided between the observer side polarizing plate 100 and the light source side polarizing plate 170. 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 a transflective layer 150. , And a substrate 160.

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では、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。   In the STN liquid crystal cell 140, the alignment film 142 and the alignment film 144 are configured to 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。
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 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.
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180から出射して光源側偏光板170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 180 and transmitted through the light source side polarizing plate 170. .

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.

光源側偏光板170の後方には、光源180が設けられている。光源180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 180 is provided behind the light source side polarizing plate 170. The light source 180 is constituted 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.

観察者側偏光板100とSTN液晶セル140との間には、可変位相差層であるポリマー分散型液晶セル110と、位相差板120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 variable retardation 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、可変位相差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 variable retardation 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がランダムな配向で存在しているため、ポリマー117と液晶分子116との間に屈折率差が生じる。そのため、ポリマー分散型液晶層113に入射した光は、拡散される。   When no voltage is applied, since the liquid crystal molecules 116 are present in the polymer 117 in a random orientation, a difference in refractive index occurs between the polymer 117 and the liquid crystal molecules 116. Therefore, the light incident on the polymer dispersed liquid crystal layer 113 is diffused.

一方、所定の電圧を印加した状態では、液晶分子116の配向方向と電極方向とのズレ角が小さくなるため、ポリマー117の屈折率と液晶分子116の屈折率との差が小さくなる。そのため、ポリマー分散型液晶層113は拡散機能を有さなくなり、ポリマー分散型液晶層113を透過する光の位相変調する機能を有するようになる。   On the other hand, in a state where a predetermined voltage is applied, the deviation angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules 116 and the electrode direction is small, so that the difference between the refractive index of the polymer 117 and the refractive index of the liquid crystal molecules 116 is small. Therefore, the polymer-dispersed liquid crystal layer 113 does not have a diffusing function, and has a function of phase-modulating light transmitted through 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機能を有し、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、STN液晶セル140と位相差板120とを透過した光を拡散することなく、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。   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, a predetermined voltage is applied to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 to transmit the STN liquid crystal cell 140 and the phase difference plate 120 as shown in FIG. The light has a function of phase-modulating so as to be emitted from the observer-side polarizing plate 100 without diffusing the emitted light.

よって、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、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, an image can be displayed in a reflective display mode with a wide viewing angle and good visibility and a transmissive display mode with high brightness and high contrast. The 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、印加電圧の制御により、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ため、反射表示モードと透過表示モードとを切り替えるための複雑な機構を必要としない。   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. A complicated mechanism for switching between the mode and the transmissive display mode is not required.

また、半透過反射層150による反射光は、ポリマー分散型液晶セル110によって拡散されるため、半透過反射層150の観察者側の表面に凹凸形状を形成することを要しない。   Further, since the light reflected by the semi-transmissive reflective layer 150 is diffused by the polymer dispersion type liquid crystal cell 110, it is not necessary to form an uneven shape on the surface of the semi-transmissive reflective layer 150 on the viewer side.

さらに、反射表示モードと透過表示モードとの位相差をポリマー分散型液晶セル110によって補償することができるため、製造が困難であるマルチギャップ構造を有する液晶セルを形成することを要しない。   Further, since the phase difference between the reflective display mode and the transmissive display mode can be compensated by the polymer dispersion type liquid crystal cell 110, it is not necessary to form a liquid crystal cell having a multi-gap structure which is difficult to manufacture.

従って、可変位相差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、製造が容易で、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。   Accordingly, by using the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 as the variable retardation layer, the transflective liquid crystal display device 1 that can be easily manufactured and can be easily switched between the reflective display mode and the transmissive display mode. Can be realized.

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、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. 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、可変位相差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。   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 that is a variable retardation layer. The alignment direction of the liquid crystal molecules 116 contained in the cell 110 is configured to be continuously controllable.

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または位相差を調整することができ、視野角、正面輝度、及び、色調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 alignment direction of the liquid crystal molecules 116, it is possible to adjust the degree of light diffusion or phase difference by the polymer dispersed liquid crystal cell 110, and continuously adjust the viewing angle, front luminance, and color tone. Thus, a transflective liquid crystal display device 1 that can be realized 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、正面輝度、及び、色調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 the color tone 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セル110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 cell 110, the liquid crystal molecules 116 in the polymer dispersion type liquid crystal layer 113 are randomly distributed 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セル110に、印加する電圧を徐々に大きくしていくと、液晶分子116の配向方向と電極方向との差が徐々減少していく。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 dispersion type liquid crystal cell 110 is gradually increased, the difference between the alignment direction of the liquid crystal molecules 116 and the electrode direction is gradually reduced. 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セル110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 dispersion type liquid crystal cell 110 is gradually increased, the degree of diffusion of light incident on the polymer dispersion type 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セル110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 a voltage V1 (the voltage V1 is smaller than the voltage V0 sufficient for aligning the liquid crystal molecules 116) is applied to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is As shown in FIG. 4, it is smaller than the viewing angle θa when no voltage is applied.

このように、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。   Thus, by continuously controlling the voltage applied to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 and continuously controlling the alignment state of the liquid crystal molecules 116, the viewing angle and the front luminance can be arbitrarily controlled. A transmissive semi-reflective liquid crystal display device 1 can be realized.

ポリマー分散型液晶セル110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付近の電圧V2(電圧V2は、電圧V0よりも小さい。)まで高くすると、液晶分子116の配向方向と電極方向とがほぼ近似する。よって、液晶分子116の屈折率とポリマー117の屈折率とがほぼ近似する値となる。よって、ポリマー分散型液晶層113は、ポリマー分散型液晶セル110に入射する光を散乱することはなくなる一方、ポリマー分散型液晶層113は、複屈折率を有するようになる。そのため、ポリマー分散型液晶セル110は位相差を有するようになる。   When the voltage applied to the polymer-dispersed liquid crystal cell 110 is increased to a voltage V2 near the voltage V0 sufficient for the alignment of the liquid crystal molecules 116 (the voltage V2 is smaller than the voltage V0), the alignment direction of the liquid crystal molecules 116 And the electrode direction are approximately similar. Therefore, the refractive index of the liquid crystal molecules 116 and the refractive index of the polymer 117 are approximately approximate values. Therefore, the polymer dispersed liquid crystal layer 113 does not scatter light incident on the polymer dispersed liquid crystal cell 110, while the polymer dispersed liquid crystal layer 113 has a birefringence. Therefore, the polymer dispersed liquid crystal cell 110 has a phase difference.

ポリマー分散型液晶層110への印加電圧を、V2からV0に近づけていくと、液晶分子116の配向方向と電極方向とのズレ角がさらに小さくなるため、ポリマー分散型液晶層113の複屈折率は大きくなる。従って、ポリマー分散型液晶セル110の有する位相差は大きくなる 一方、ポリマー分散型液晶セル110への印加電圧を、V2から小さくしていくと、液晶分子の配向方向と電極方向とのズレ角が大きくなるため、ポリマー分散型液晶層113の複屈折率は小さくなる。よって、ポリマー分散型液晶セル110の有する位相差は小さくなる。   When the applied voltage to the polymer dispersion type liquid crystal layer 110 is made closer to V0 from V2, the deviation angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules 116 and the electrode direction is further reduced, so that the birefringence of the polymer dispersion type liquid crystal layer 113 is reduced. Will grow. Accordingly, the phase difference of the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is increased. On the other hand, when the voltage applied to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is decreased from V2, the deviation angle between the alignment direction of the liquid crystal molecules and the electrode direction is increased. Since it becomes large, the birefringence of the polymer dispersion type liquid crystal layer 113 becomes small. Therefore, the phase difference of the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 becomes small.

従って、ポリマー分散型液晶セル110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付近で微調整することによって、ポリマー分散型液晶セル110の有する位相差を調整することができ、従って、色調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1を実現することができる。   Therefore, the phase difference of the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 can be adjusted by finely adjusting the voltage applied to the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 in the vicinity of the voltage V0 sufficient to align the liquid crystal molecules 116. Therefore, the transflective liquid crystal display device 1 capable of arbitrarily adjusting the color tone 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液晶セル140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 cell 140. .

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(例えば、偏光紫外線)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、一軸性を持ったポリマーを有する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 dispersed liquid crystal cell 110 having a uniaxial polymer is formed by irradiating ultraviolet rays (for example, polarized ultraviolet rays) to form the polymer dispersed 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170と、位相差板120と、光源180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 comprising 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 170, a retardation plate 120, a light source 180, Are laminated in the order shown in FIG. 1 to produce a transflective liquid crystal display device 1.

尚、本実施形態では、可変位相差層をポリマー分散型液晶セル110により構成したが、可変位相差層は、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させる一方、透過表示モードのときに、半透過反射層150を透過して光の位相変調することにより観察者側偏光板100から出射させ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 variable retardation layer is configured by the polymer dispersion type liquid crystal cell 110. However, the variable retardation 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 emitted from the observer-side polarizing plate 100 by being transmitted through the semi-transmissive reflective layer 150 and phase-modulating light.

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、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 the present embodiment, the retardation plate 120 is provided between the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 and the STN liquid crystal cell 140. However, the configuration is not limited to this configuration, and the retardation plate 120 is disposed on the viewer side. You may provide between the polarizing plate 100 and the polymer dispersion-type liquid crystal cell 110. FIG.

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 this embodiment, the polymer dispersion type liquid crystal cell 110 is provided between the observer-side polarizing plate 100 and the retardation plate 120. However, the present invention is not limited to this configuration. May be interposed anywhere between the transflective layer 150 and the observer-side polarizing plate 100, for example, of course, may be interposed between the substrate 130 and the transparent electrode 141.

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。   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 a monochrome STN. The present invention can also be applied to a transflective liquid crystal display device having a liquid crystal layer, a transflective liquid crystal display device having an active matrix drive type liquid crystal layer using a switching element such as TFT or MIM, and the like. .

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180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 180 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. 従来のマルチギャップ構造を有する半透過半反射型液晶表示装置3の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the transflective liquid crystal display device 3 having a conventional multi-gap structure.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3 半透過半反射型液晶表示装置
3a 透過領域
3b 反射領域
100、200、300 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、330、362 基板
112、114、141、145、341、345 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、320 位相差板
140、340 STN液晶セル
142、144、342、344 配向膜
143、240、343 STN液晶層
146、346 オーバーコート層
147、347 カラーフィルタ層
150、250 半透過反射層
170、280、380 光源側偏光板
180、290、390 光源
220 観察者側位相差板
270 光源側位相差板
350 反射板
361 絶縁層
1, 2, 3 transflective liquid crystal display device 3 a transmissive region 3 b reflective region 100, 200, 300 observer side polarizing plate 101, 102 drive circuit 110 polymer dispersed liquid crystal cell 111, 115, 130, 160, 230, 260, 330, 362 Substrate 112, 114, 141, 145, 341, 345 Transparent electrode 113 Polymer dispersed liquid crystal layer 116 Liquid crystal molecule 117 Polymer 120, 320 Phase difference plate 140, 340 STN liquid crystal cell 142, 144, 342, 344 Alignment Films 143, 240, 343 STN liquid crystal layer 146, 346 Overcoat layer 147, 347 Color filter layer 150, 250 Transflective layer 170, 280, 380 Light source side polarizing plate 180, 290, 390 Light source 220 Viewer side retardation plate 270 Light source side retardation plate 350 Plate 361 insulating layer

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位相変調する位相差板と、
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、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位相変調する一方、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可変位相差層と、
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 semi-transmissive reflective layer, the light reflected by the semi-transmissive reflective layer and passed through the liquid crystal layer is phased so as to be emitted from the observer-side polarizing plate. A phase difference plate to modulate;
Provided between the observer-side polarizing plate and the transflective layer, and in the transmissive display mode, the light transmitted through the transflective layer and transmitted through the liquid crystal layer and the retardation plate is observed. A variable phase difference layer that diffuses light reflected by the transflective layer in the reflective display mode while phase-modulating the light so as to be emitted from the user-side polarizing plate;
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、
上記可変位相差層が、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, wherein the variable retardation 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、
上記可変位相差層であるポリマー分散型液晶層が、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位相差板を透過した光を上記観察者側偏光板から出射されるように位相変調する一方、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ように、上記可変位相差層に所定の電圧を印加して、上記可変位相差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,
When the polymer-dispersed liquid crystal layer, which is the variable retardation layer, is in the transmissive display mode, the light transmitted through the transflective layer and the liquid crystal layer and the retardation plate is transmitted from the observer-side polarizing plate. In the reflective display mode, a predetermined voltage is applied to the variable retardation layer so as to diffuse the light reflected by the transflective layer in the reflective display mode, and the variable phase difference is applied. A liquid crystal display device having a drive circuit for controlling the alignment direction of liquid crystal molecules contained in a layer.
請求項2に記載された液晶表示装置において、
上記可変位相差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る液晶表示装置。
The liquid crystal display device according to claim 2,
A liquid crystal display device configured to be capable of continuously controlling the alignment direction of liquid crystal molecules contained in the polymer-dispersed liquid crystal layer which is the variable retardation layer.
JP2004049429A 2004-02-25 2004-02-25 Liquid crystal display device Pending JP2005241804A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004049429A JP2005241804A (en) 2004-02-25 2004-02-25 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004049429A JP2005241804A (en) 2004-02-25 2004-02-25 Liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005241804A true JP2005241804A (en) 2005-09-08

Family

ID=35023622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004049429A Pending JP2005241804A (en) 2004-02-25 2004-02-25 Liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005241804A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10725228B2 (en) Electronic device display with switchable film structures
TWI316630B (en)
JP3717054B2 (en) Transflective LCD
JP3445284B2 (en) Laminated retarder and liquid crystal display device comprising the same
TW565733B (en) Liquid crystal display device
US6144430A (en) Reflective-type liquid crystal display with single polarizer and an inner metallic reflector
JP4883521B2 (en) Transflective liquid crystal display device
KR100895155B1 (en) Transflective liquid crystal display device and method of generating a pattterned ?/4 foil
WO2016195786A1 (en) Electronic device display with switchable film structures
KR100423685B1 (en) A transflector, and a transflective display device
JP3345755B2 (en) Display device and electronic device using the same
JP2005208568A (en) Liquid crystal display
TW200419255A (en) Transflective liquid crystal display device
US20090122226A1 (en) Liquid Crystal Display Device and Mobile Station Having the Same
US7502091B2 (en) Optical sheet, electric-field-controlled panel, lighting apparatus, liquid crystal display, and method of manufacturing an optical sheet
US20060114381A1 (en) Liquid crystal display device with dual modes
JPH11259018A (en) Manufacture of diffuse reflector and reflection type display device
JP2007148081A (en) Liquid crystal display device
TWI292848B (en) A vertically displaced type liquid crystal display component
US7646454B2 (en) Transflective liquid crystal display device
TWI266076B (en) Reflective-transmissive liquid crystal display panel, liquid crystal display panel, and liquid crystal display apparatus
KR20010066252A (en) reflection type and transflection type liquid crystal display device with retardation film
JP2005241804A (en) Liquid crystal display device
JP3807944B2 (en) Display device and lighting device
JP2005241802A (en) Liquid crystal display device