JP2008003635A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射部と透過部とを兼ね備えた半透過型の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a transflective liquid crystal display device having both a reflection part and a transmission part.
従来、パーソナルコンピュータ向けのディスプレイとしては、バックライトを用いて表示を行う透過型液晶ディスプレイが主流であったが、近年では、Personal Digital Assistant(PDA)や携帯電話等のモバイル用電子機器向けの表示装置の需要が急激に高まっており、透過型液晶表示装置に比べて低消費電力化が可能な反射型液晶表示装置が注目されている。この反射型液晶表示装置は、外部からの入射光を反射板で反射させて表示を行うものであり、バックライトが不要であるためにそのぶんの消費電力が節約され、透過型液晶表示装置を採用した場合に比べて電子機器の長時間駆動を可能とするといった利点がある。 Conventionally, as a display for a personal computer, a transmissive liquid crystal display that performs display using a backlight has been mainstream. However, in recent years, a display for a mobile electronic device such as a personal digital assistant (PDA) or a mobile phone is used. Reflecting liquid crystal display devices capable of reducing power consumption as compared with transmissive liquid crystal display devices have attracted attention as the demand for such devices has increased rapidly. This reflection type liquid crystal display device performs display by reflecting incident light from the outside with a reflection plate. Since a backlight is not required, the power consumption is saved, and the transmission type liquid crystal display device is reduced. There is an advantage that the electronic device can be driven for a long time as compared with the case where it is adopted.
反射型液晶表示装置は周囲の光を利用して表示を行うので、暗い状況で使用する場合を想定して、パネルの表示面側にフロントライトを設置してこのフロントライトから光を入射するような構成が提案されている。しかしながら、フロントライトを表示面側に設置すると、反射率及びコントラストが低下し画質が損なわれるといった不都合がある。 Since the reflective liquid crystal display device uses ambient light to display, assuming that it is used in dark conditions, install a front light on the display surface side of the panel so that light enters from the front light. Have been proposed. However, if the front light is installed on the display surface side, there is a disadvantage that the reflectance and contrast are lowered and the image quality is impaired.
この問題を解決するために、画素部の反射板の一部に透過部を設け、反射型と透過型とを共存させた半透過型の液晶表示装置が開発されている。この方式では、表示面の反対側にバックライトを設置することになるため、反射型としての画質を損なうことなく、暗い場所と明るい場所との両方で良好な視認性が得られ、高画質を実現することができる。半透過型の液晶表示装置の基本的な構成は、例えば下記特許文献1,2に開示されている。 In order to solve this problem, a transflective liquid crystal display device has been developed in which a transmissive portion is provided in a part of the reflection plate of the pixel portion and the reflective type and the transmissive type coexist. In this method, since a backlight is installed on the opposite side of the display surface, good visibility can be obtained in both dark and bright areas without impairing the image quality as a reflection type, and high image quality. Can be realized. The basic configuration of a transflective liquid crystal display device is disclosed in, for example, Patent Documents 1 and 2 below.
従来の半透過型の液晶表示装置101は、図27に示すように、基板102の一主面側に、層間膜103を介して反射率の高い材料により形成された反射電極104と、透過率の高い材料により形成された透明電極105とを有し、基板102の他主面側にλ/4層106と偏光板107とをこの順に積層して有している。また、液晶表示装置101は、基板108の基板102と対向する一主面上に対向電極107を有している。また、基板108の他主面側にλ/4層110と、偏光板111とをこの順に積層して有している。また、反射電極104及び透明電極105と対向電極109との間に、液晶材料からなる液晶層112を備えている。この図27に示す液晶表示装置101では、前面に1枚、後面に1枚、合計2枚の位相差層を用いている。
As shown in FIG. 27, a conventional transflective liquid
実際には、波長分散の影響を確実に抑えてさらに良好な黒表示を実現するために、図28に示すように、基板102側にλ/4層106とλ/2層113とを組み合わせて用い、さらに基板108側にλ/4層110とλ/2層114とを組み合わせて用いて合計4枚の位相差層を用いる場合もある。
Actually, in order to reliably suppress the influence of wavelength dispersion and realize a better black display, as shown in FIG. 28, a λ / 4 layer 106 and a λ / 2 layer 113 are combined on the substrate 102 side. In some cases, a total of four retardation layers may be used by combining the λ / 4
ところで、図27に示す液晶表示装置101では、表示面となる基板108側の全面に位相差層としてλ/4層110を備えることにより、波長分散の影響を抑えて反射表示を実現している。一方、透過表示を実現する際には、本来λ/4層等の位相差層は不要であるが、反射表示のために表示面となる基板108側の全面にλ/4層110が存在するので、このλ/4層110での位相差を補償するために後面の基板102側にλ/4層106を用いる必要がある。すなわち、透過表示では本来不要である位相差層を、反射表示用に表示面に1枚用いるために、この位相差を補償するために後面にも1枚追加しなければならない。
By the way, in the liquid
また、同様の理由により、図28に示すような液晶表示装置では、位相差層4枚のうち後面の2枚は反射表示用の位相差層の位相差を補償するためのものであり、透過表示には本来不要である。 For the same reason, in the liquid crystal display device as shown in FIG. 28, two of the four retardation layers are for compensating for the phase difference of the retardation layer for reflection display, It is essentially unnecessary for display.
このように従来の半透過型液晶表示装置は、反射型液晶表示装置や透過型液晶表示に比べて位相差層の使用枚数が多く、その分のコストが上昇することや、セルの厚みが増大する等の不都合を抱えている。 As described above, the conventional transflective liquid crystal display device uses a larger number of retardation layers than the reflective liquid crystal display device and the transmissive liquid crystal display, which increases the cost and increases the thickness of the cell. I have inconvenience such as doing.
本発明はこのような従来の問題点を解決するものであり、半透過型の液晶表示装置において、例えば後面側の位相差層を削減可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device, for example, a liquid crystal display device capable of reducing the retardation layer on the rear surface side and a method for manufacturing the same. And
上述の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板に液晶層が挟持され、反射部及び透過部が形成されてなる液晶表示装置において、少なくとも一方の基板に位相差層が形成され、当該位相差層は、上記反射部と透過部とで位相差が異なることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates and a reflection portion and a transmission portion are formed. A layer is formed, and the retardation layer is characterized in that the retardation is different between the reflection portion and the transmission portion.
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、一対の基板に液晶層が挟持され、反射部及び透過部が形成されてなる液晶表示装置の製造方法であって、少なくとも一方の基板に位相差層を形成し、当該位相差層をパターニングして少なくとも反射部に当該位相差層を残すとともに、上記反射部と透過部とで位相差層の位相差を異ならせることを特徴とする。 The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, and a reflective portion and a transmissive portion are formed. A retardation layer is formed, and the retardation layer is patterned to leave the retardation layer at least in the reflection portion, and the phase difference of the retardation layer is made different between the reflection portion and the transmission portion.
以上のように構成された液晶表示装置では、一方の基板に形成された位相差層の位相差を反射部と透過部とで異ならせることにより、反射部の画像表示に必要となる位相差層が透過部では機能しないようにされている。このため、反射部では位相差層が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部ではこの位相差層の位相差を補償するための新たな位相差層を追加しなくても透過表示を実現できる。 In the liquid crystal display device configured as described above, the phase difference layer required for the image display of the reflection portion is made different by making the phase difference of the phase difference layer formed on one substrate different between the reflection portion and the transmission portion. However, it does not function in the transmission part. For this reason, the retardation layer functions in the reflecting portion to obtain sufficient reflectivity, and in the transmissive portion, transmissive display can be achieved without adding a new retardation layer to compensate for the retardation of the retardation layer. Can be realized.
また、本発明に係る液晶表示装置は、一対の基板に液晶層が挟持され、反射部及び透過部が形成されてなる液晶表示装置において、少なくとも一方の基板に位相差層が形成され、当該位相差層は、上記反射部と透過部とで遅相軸が異なることを特徴とする。 In the liquid crystal display device according to the present invention, in a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates and a reflective portion and a transmissive portion are formed, a retardation layer is formed on at least one of the substrates. The phase difference layer is characterized in that a slow axis is different between the reflection part and the transmission part.
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、一対の基板に液晶層が挟持され、反射部及び透過部が形成されてなる液晶表示装置の製造方法であって、少なくとも一方の基板に、反射部と透過部とで遅相軸が異なる位相差層を形成することを特徴とする。 In addition, a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates, and a reflection portion and a transmission portion are formed. A retardation layer having different slow axes is formed between the reflection portion and the transmission portion.
以上のように構成された液晶表示装置では、一方の基板に形成された位相差層の遅相軸を反射部と透過部とで異ならせることにより、反射部の画像表示に必要となる位相差層が透過部では機能しないようにされている。このため、反射部では位相差層が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部ではこの位相差層の位相差を補償するための新たな位相差層を追加しなくても透過表示を実現できる。 In the liquid crystal display device configured as described above, the phase difference required for the image display of the reflective portion is made different by making the slow axis of the retardation layer formed on one substrate different between the reflective portion and the transmissive portion. The layer is prevented from functioning in the transmissive part. For this reason, the retardation layer functions in the reflecting portion to obtain sufficient reflectivity, and in the transmissive portion, transmissive display can be achieved without adding a new retardation layer to compensate for the retardation of the retardation layer. Can be realized.
従来の半透過型液晶表示装置では、偏光板と一括したラビング処理及び露光とにより作製されるλ/4層とを組み合わせて円偏光板とすることによって、光学構成上で設計が容易となるというメリットを得られるが、先に述べたように位相差層の使用枚数が増加し、コスト増大の要因となる。これに対して本発明は、透過部と反射部との位相差を変えることや、位相差層を形成する際のラビング方向と偏光板の透過軸との組み合わせを最適なものとすることによって、従来必要となる位相差層を削減することができる。 In a conventional transflective liquid crystal display device, a circular polarizing plate is formed by combining a polarizing plate and a λ / 4 layer produced by batch rubbing treatment and exposure, thereby facilitating design on the optical configuration. Although the merit can be obtained, as described above, the number of used retardation layers increases, which causes an increase in cost. On the other hand, the present invention changes the phase difference between the transmission part and the reflection part, or by optimizing the combination of the rubbing direction and the transmission axis of the polarizing plate when forming the retardation layer, The conventionally required retardation layer can be reduced.
また、本発明の液晶表示素子では、透過部を従来から透過型液晶表示素子で用いられているツイストネマチックモードにすることも可能である。そのため、透過表示時に高いコントラストを得ることができる。さらに、反射部についても、透過部と同じか、または異なる角度でツイストさせた形で電解複屈折モード(Electrically Controlled Birefringence:ECBモード)での表示が可能になるので、ギャップマージンが広がり、生産性を上げることができる。 Further, in the liquid crystal display element of the present invention, the transmission part can be set to the twisted nematic mode conventionally used in the transmission type liquid crystal display element. Therefore, high contrast can be obtained during transmissive display. In addition, the reflective part can be displayed in the electrolytic birefringence mode (ECB mode) with the same or different angle as the transmissive part, so the gap margin is widened and productivity is increased. Can be raised.
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法では、一方の基板に形成された位相差層の位相差を反射部と透過部とで異ならせることにより、反射部の画像表示に必要となる位相差層が透過部では機能しないようにされている。このため、反射部では位相差層が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部ではこの位相差層の位相差を補償するための新たな位相差層を追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、本発明によれば、位相差層の使用枚数削減によりセルの薄膜化及びコスト低減を実現可能な半透過型の液晶表示装置を実現できる。 As is clear from the above description, in the liquid crystal display device and the method for manufacturing the same according to the present invention, the phase difference of the phase difference layer formed on one substrate is made different between the reflective portion and the transmissive portion, thereby reflecting. The retardation layer necessary for image display of the part is prevented from functioning in the transmission part. For this reason, the retardation layer functions in the reflecting portion to obtain sufficient reflectivity, and in the transmissive portion, transmissive display can be achieved without adding a new retardation layer to compensate for the retardation of the retardation layer. Can be realized. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a transflective liquid crystal display device capable of realizing cell thinning and cost reduction by reducing the number of used retardation layers.
また、本発明に係る液晶表示装置及びその製造方法では、一方の基板に形成された位相差層の遅相軸を反射部と透過部とで異ならせることにより、反射部の画像表示に必要となる位相差層が透過部では機能しないようにされている。このため、反射部では位相差層が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部ではこの位相差層の位相差を補償するための新たな位相差層を追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、本発明によれば、位相差層の使用枚数削減によりセルの薄膜化及びコスト低減を実現可能な半透過型の液晶表示装置を実現できる。 Further, in the liquid crystal display device and the manufacturing method thereof according to the present invention, it is necessary for the image display of the reflective portion by making the slow axis of the retardation layer formed on one substrate different between the reflective portion and the transmissive portion. The retardation layer is made to not function in the transmission part. For this reason, the retardation layer functions in the reflecting portion to obtain sufficient reflectivity, and in the transmissive portion, transmissive display can be achieved without adding a new retardation layer to compensate for the retardation of the retardation layer. Can be realized. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a transflective liquid crystal display device capable of realizing cell thinning and cost reduction by reducing the number of used retardation layers.
さらにまた、セル内部の配向方向を調整することにより、透過部で従来の旋光モード、反射部でECBモードとすることができる。その結果、透過モードで通常のツイストネマティック並の高コントラストを実現することができる Furthermore, by adjusting the alignment direction inside the cell, the conventional optical rotation mode can be set at the transmission portion and the ECB mode at the reflection portion. As a result, a high contrast comparable to that of a normal twisted nematic can be realized in the transmission mode.
以下、本発明を適用した液晶表示装置及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, a liquid crystal display device to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
まず、本発明を適用した半透過型の液晶表示装置の第1の実施の形態について説明する。第1の実施の形態の液晶表示装置は、詳細は後述するが、反射部と透過部とで位相差層の位相差が異なることを基本的な特徴とする。このような第1の実施の形態の液晶表示装置の、基本となる構成について図1を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
First, a first embodiment of a transflective liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. Although the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described in detail later, the liquid crystal display device is basically characterized in that the phase difference of the retardation layer is different between the reflection portion and the transmission portion. A basic configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
図1に示す液晶表示装置1では、一方の基板2は、一主面側に反射率の高い材料により形成された反射部となる反射電極3と、透過率の高い材料により形成された透過部となる透明電極4とを有し、他主面側に偏光板5が配されている。また、周囲光が入射すると共に表示面側となる他方の基板6は、基板2と対向する一主面側の反射部に位相差層として反射部λ/4層7と、反射部及び透過部の両領域に対向電極8とを有し、他主面側に偏光板9が配されている。また、基板2と基板6との間に液晶材料からなる液晶層10が挟持されている。また、偏光板5の外側には透過表示のためのバックライト(図示は省略する。)が配設されている。偏光板9の透過軸と偏光板5の透過軸とは、直交するように設定されている。また、位相差層である反射部λ/4層7の遅相軸は、偏光板9の透過軸または吸収軸に対して所定の角度(ここでは例えば透過軸に対して45°の角度)をなすように設定されている。
In the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, one substrate 2 includes a
この第1の実施の形態の液晶表示装置1では、反射部に位相差層として反射部λ/4層7が形成されるが、透過部には位相差層が形成されておらず、反射部と透過部とで位相差が異なっている。つまり、反射部では反射部λ/4層7が機能することにより反射表示に必要な位相差が得られる一方で、透過部では位相差が生じない。このような構成とすることにより、表示面側の反射部λ/4層7の位相差を補償するために後面のλ/4層を追加することなく透過表示を実現する。
In the liquid crystal display device 1 of the first embodiment, the reflection part λ / 4
位相差層である反射部λ/4層7は、基板6の外側に形成される構成であってもよいが、図1に示すように液晶層10側に形成されることが好ましく、これにより基板6の厚みに起因する視差の問題を極力抑えることができる。
The reflection part λ / 4
位相差層である反射部λ/4層7は、例えばラビング等の配向処理を施された後の基板6上に液晶ポリマを塗布し、当該液晶ポリマを反射部のみに残すようにパターニングすることにより得られる。より具体的には、配向処理が施された基板6上に感光性の液晶ポリマを塗布し、露光工程及び現像工程を経ることにより、所望の形状の位相差層を得る。また、ネマチック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマを基板6や配向膜上に塗布し、紫外線を照射することによって液晶ポリマを生成させ、位相差層を得ても良い。この位相差層の位相差は、膜厚を変えることにより任意に調整可能である。なお、位相差層としては液晶ポリマに限定されず、延伸したフィルムであってもよい。
The reflection part λ / 4
上述した図1に示す液晶表示装置1で実際に画像表示を行う場合について、図2及び図3を参照しながら説明する。なお、説明を簡略化するために、図2及び図3では基板2及び対向電極8の図示を省略する。また、液晶層10に電圧を印加しない状態で光が液晶層10を1度通過する場合に、反射部でλ/4、透過部でλ/2の位相差を有するように液晶層10の位相差が調整されているものとし、電圧を印加しない場合の液晶配向は基板2及び基板6に対して略平行であり、配向方位は反射部λ/4層7の配向方向と平行であり、偏光板9の透過軸に対し45°の角度をなしているものとする。
A case where an image is actually displayed on the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. In addition, in order to simplify description, illustration of the board | substrate 2 and the counter electrode 8 is abbreviate | omitted in FIG.2 and FIG.3. Further, when light passes through the
まず、液晶層10に電圧を印可せず、明表示とする場合について図2を用いて説明する。
First, a case where a voltage is not applied to the
反射部では、基板6側(表示面)から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされ、さらに液晶層10により直線偏光に変換されて反射電極3に到達する。反射電極3で進行方向を反転された直線偏光は再び液晶層10を通過して円偏光とされ、この円偏光は再び反射部λ/4層7を通過して偏光板9の透過軸と平行な直線偏光となり、偏光板9を通過する。
In the reflecting portion, ambient light incident from the
透過部では、基板2側(後面)からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光がλ/2の位相差を有する液晶層10により、偏光板5の透過軸に直交する直線偏光、すなわち偏光板9の透過軸に平行な直線偏光となり、偏光板9を通過する。
In the transmissive portion, the light emitted from the substrate 2 side (rear surface) by the backlight becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
つぎに、液晶層10に電圧を印可して、暗表示とする場合について図3を用いて説明する。
Next, the case where a voltage is applied to the
反射部では、表示面から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされる。円偏光は、液晶層10でその偏光状態を殆ど維持したまま反射電極3に到達し、反射される。反射された円偏光は回転方向が逆転した円偏光であり、再び液晶層10を通過して反射部λ/4層7に入射し、偏光板9の透過軸と直交する直線偏光に変換され、偏光板9によって吸収される。
In the reflection part, the ambient light incident from the display surface becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
透過部では、後面からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が液晶層10でその偏光状態を殆ど維持したまま偏光板9に到達し、偏光板9によって吸収される。
In the transmission part, the light irradiated from the rear surface by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
上述のように、反射部の暗表示に必要となる反射部λ/4層7が透過部には形成されていない。このため、反射部では反射部λ/4層7が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部では表示面側の位相差層の位相差を補償するための新たな位相差層を後面に追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、反射表示及び透過表示の両方でコントラストの高い良好な表示品質を実現しながら、後面の位相差層が不要となり、セルの薄型化や不要となった位相差層分の低コスト化が達成される。
As described above, the reflection portion λ / 4
なお、上述の説明では、液晶表示装置に電圧を印加したときに液晶層の液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に配向し、電圧を印加しないときに反射部でλ/4の位相差及び透過部でλ/2の位相差を有する構成を例に挙げたが、本発明の液晶表示装置は、この逆であってもよい。すなわち、液晶表示装置に電圧を印加したときに反射部でλ/4の位相差及び透過部でλ/2の位相差を有する構成であってもかまわない。 In the above description, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, and when no voltage is applied, the phase difference of λ / 4 and Although the configuration having a phase difference of λ / 2 at the transmission part has been described as an example, the liquid crystal display device of the present invention may be reversed. In other words, the configuration may be such that when a voltage is applied to the liquid crystal display device, the reflection portion has a phase difference of λ / 4 and the transmission portion has a phase difference of λ / 2.
ところで、本実施の形態では、位相差層が反射部λ/4層の1層からなる場合に限定されず、反射部λ/4層とこの反射部λ/4層における波長分散を補償する位相差層との2層からなる構成であってもよい。反射部λ/4層の波長分散を補償する位相差層がλ/2層である場合について、図4を参照しながら説明する。なお、図4においては、図1の液晶表示装置1と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。 By the way, in the present embodiment, the retardation layer is not limited to a single layer of the reflection portion λ / 4 layer, and the wavelength dispersion in the reflection portion λ / 4 layer and the reflection portion λ / 4 layer is compensated. The structure which consists of two layers with a phase difference layer may be sufficient. The case where the retardation layer that compensates the chromatic dispersion of the reflection part λ / 4 layer is a λ / 2 layer will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same components as those of the liquid crystal display device 1 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この応用例の液晶表示装置21は、反射部における位相差層が反射部λ/2層22と反射部λ/4層7との2層構造であるとともに、透過部には位相差層が形成されていない構造とされる。
In the liquid
反射部の位相差層を上述した2層構造とすることにより、基本構造である上述した液晶表示装置1の効果に加えて、液晶表示装置21は、暗表示を行う場合に広帯域で波長分散による光漏れを解消し、さらに良好な画像表示を実現できる。
In addition to the effects of the above-described liquid crystal display device 1 as the basic structure, the liquid
また、上述した基本構造の液晶表示装置1及び応用例の液晶表示装置21では透過部の位相差層が全て除去されているが、本発明は、反射部の位相差層と異なる位相差を有する位相差層が、透過部に形成されている場合も含むこととする。このようなさらに他の応用例の液晶表示装置について、図5を参照しながら説明する。なお、図5においては図1の液晶表示装置1及び図4の液晶表示装置21と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
Further, in the liquid crystal display device 1 having the basic structure described above and the liquid
図5に示す液晶表示装置31は、図4の液晶表示装置21の構成とは異なり、基板6の液晶層10側に透過部位相差層32が形成されている。この透過部位相差層32の位相差は、液晶層10の種々の特性を考慮して決定されるものであり、液晶層10に対して充分に電圧を印加したときの残留位相差を打ち消す程度であることが好ましい。
Unlike the configuration of the liquid
これにより、上述した液晶表示装置21の効果に加えて、液晶表示装置31は、透過部での暗表示をより暗いものとし、さらに良好な画像表示を実現できる。
Thereby, in addition to the effect of the liquid
なお、この応用例では、反射部の位相差層が反射部λ/4層7と反射部λ/2層22との2層構造である場合を例に挙げたが、反射部の位相差層が1層構造であっても透過部位相差層32を形成することによる効果を得ることができる。
In this application example, the case where the retardation layer of the reflection portion has a two-layer structure of the reflection portion λ / 4
また、本実施の形態の液晶表示装置は、図6に示すようにフルカラーの液晶表示装置41に適用することも可能である。 Further, the liquid crystal display device of the present embodiment can be applied to a full-color liquid crystal display device 41 as shown in FIG.
液晶表示装置41は、基板6の液晶層10側に、Red、Green、Blueの各ドットに対応するカラーフィルタ42R、42G、42Bを有し、これらカラーフィルタ42R、42G、42Bの反射部に対応した領域上に、位相差層として反射部λ/4層7R、反射部λ/4層7G、反射部λ/4層7Bが形成され、さらにこれら反射部位相差層上にオーバーコート層43を介して対向電極8が形成されている。
The liquid crystal display device 41 has
この応用例の液晶表示装置41は、各カラーフィルタ42R、42G、42Bの透過波長に合わせて、位相差層である反射部λ/4層7R、反射部λ/4層7G、反射部λ/4層7Bの膜厚を変えることにより、各部の位相差層がλ/4の位相差を有するものとする。これにより、各色の波長分散の影響を抑えて、さらに良好な画像表示を実現することができる。
The liquid crystal display device 41 of this application example has a reflection part λ / 4 layer 7R, a reflection part λ / 4 layer 7G, a reflection part λ /, which are retardation layers, in accordance with the transmission wavelengths of the
なお、上述の説明では、表示面側の基板に位相差層が形成された構成の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、位相差層がバックライト側の基板に形成される構成等、少なくとも一方の基板に反射部と透過部とで位相差が異なる位相差層が形成されていればよい。 In the above description, a liquid crystal display device having a configuration in which a retardation layer is formed on a substrate on the display surface side is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and the retardation layer is a backlight. It is only necessary that a retardation layer having a different phase difference is formed on at least one of the substrates, such as a configuration formed on the side substrate.
<第2の実施の形態>
本発明を適用した半透過型の液晶表示装置の第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態の液晶表示装置が、上述した第1の実施の形態と異なる点は、反射部と透過部との液晶層の配向方向(すなわち液晶分子の配向方向であり液晶配向)にあり、他の構成は同様であることとする。このような第2の実施の形態の液晶表示装置の基本となる構成について、図7を参照しながら説明する。尚、図1の液晶表示装置1と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。また、図7には、液晶表示装置の要部概略断面図とともに、反射部および透過部の光学構成を示すが、この図および以下で示す各図の光学構成において、液晶配向(上)とは基板6側の液晶配向であり、液晶配向(下)とは基板2側の液晶配向であることとする。また、以下に説明する光学構成において偏光板5,9の光学構成については、透過軸方向を示している。
<Second Embodiment>
A second embodiment of a transflective liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. The liquid crystal display device according to the second embodiment is different from the first embodiment described above in the alignment direction of the liquid crystal layer between the reflection portion and the transmission portion (that is, the alignment direction of the liquid crystal molecules and the liquid crystal alignment). Yes, and other configurations are the same. The basic configuration of the liquid crystal display device of the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the liquid crystal display device 1 of FIG. 1, and detailed description is abbreviate | omitted. In addition, FIG. 7 shows an optical configuration of a reflection portion and a transmission portion together with a schematic cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display device. The liquid crystal alignment on the
すなわち、図7に示す液晶表示装置1’において、反射部の液晶配向は、例えば図1の液晶表示装置と同様に、反射部液晶層10’に電圧を印加しない状態において、基板2および基板6に対して平行でかつ偏光板9および偏光板5の透過軸に対して45°の角度をなすように設定されている。また、この状態において、反射部の液晶層10’は、光が液晶層10’を1度通過する場合にλ/4の位相差を有するように調整されることも、図1の液晶表示装置と同様である。
That is, in the liquid crystal display device 1 ′ shown in FIG. 7, the liquid crystal alignment of the reflective portion is the same as that of the liquid crystal display device of FIG. 1, for example, in the state where no voltage is applied to the reflective portion
これに対して、透過部では、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、基板6側の液晶配向が偏光板9の透過軸と平行をなし、基板2側の液晶配向が偏光板5と平行をなすことで、90°捩じれるツイストネマチックとなるように設定されている。
On the other hand, in the transmissive portion, the liquid crystal alignment on the
また、液晶層10’に電圧を印加した状態では、反射部および透過部ともに、液晶分子が基板2,6面に対してほぼ垂直に配向する構成となっている。
Further, in a state where a voltage is applied to the
このため、液晶表示装置1’においては、基板2と基板6との間の液晶層10’に臨む面の配向膜(図示省略)は、次のように配向処理されていることとする。すなわち、反射部では、基板2側および基板6側の配向膜が、偏光板5および偏光板9の透過軸に対し45°の角度をなす方向に配向処理されていることとする。このため、これらの配向膜は、図示したように、反射部λ/4層7に対して90°の角度をなす方向に配向処理されていても良いし、反射部λ/4層7と平行となるように配向処理されていても良い。これに対して、透過部では、基板2側の配向膜が偏光板5の透過軸と平行となる方向に配向処理され、基板6側の配向膜が偏光板9の透過軸と平行となる方向に配向処理されている。
For this reason, in the liquid crystal display device 1 ′, the alignment film (not shown) on the surface facing the
上述した図7に示す液晶表示装置1’で実際に画像表示を行う場合について、図8及び図9を参照しながら説明する。なお、説明を簡略化するために、図8及び図9では基板2、対向電極8および液晶層10’に臨む面の配向膜の図示を省略している。
A case where an image is actually displayed on the liquid crystal display device 1 ′ shown in FIG. 7 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In order to simplify the description, the alignment films on the surfaces facing the substrate 2, the counter electrode 8, and the
まず、液晶層10’に電圧を印可せず、明表示とする場合について図8を用いて説明する。
First, a case where a voltage is not applied to the
反射部では、基板6側(表示面)から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされ、さらに液晶層10’により直線偏光に変換されて反射電極3に到達する。反射電極3で進行方向を反転された直線偏光は再び液晶層10’を通過して円偏光とされ、この円偏光は再び反射部λ/4層7を通過して偏光板9の透過軸と平行な直線偏光となり、偏光板9を通過する。
In the reflecting portion, ambient light incident from the
透過部では、基板2側(後面)からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が90°捩じれたツイストネマチックとなっている液晶層10’により、偏光板5の透過軸に直交する直線偏光、すなわち偏光板9の透過軸に平行な直線偏光となり、偏光板9を通過する。
In the transmissive portion, the light emitted from the substrate 2 side (rear surface) by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
つぎに、液晶層10’に電圧を印可して、暗表示とする場合について図9を用いて説明する。
Next, the case where a voltage is applied to the
反射部では、表示面から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされる。円偏光は、液晶層10’でその偏光状態を殆ど維持したまま反射電極3に到達し、反射される。反射された円偏光は回転方向が逆転した円偏光であり、再び液晶層10を通過して反射部λ/4層7に入射し、偏光板9の透過軸と直交する直線偏光に変換され、偏光板9によって吸収される。
In the reflection part, the ambient light incident from the display surface becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
透過部では、後面からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が液晶層10でその偏光状態を殆ど維持したまま偏光板9に到達し、偏光板9によって吸収される。
In the transmission part, the light irradiated from the rear surface by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
上述のように、このような構成の液晶表示装置1’は、第1の実施の形態における図1の液晶表示装置1と同様に、反射部の暗表示に必要となる反射部λ/4層7が透過部には形成されておらず、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。そしてさらに、透過部の液晶配向を、90°捩じれたツイストネマチックとしたことで、透過部においては旋光モードでの表示が行われるようになり、よりコントラストが良好な表示を行うことが可能になる。 As described above, the liquid crystal display device 1 ′ having such a configuration is similar to the liquid crystal display device 1 of FIG. 1 in the first embodiment, in which the reflective portion λ / 4 layer necessary for dark display of the reflective portion. 7 is not formed in the transmission part, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, the liquid crystal alignment in the transmission part is twisted nematic twisted by 90 °, so that the display in the optical rotation mode can be performed in the transmission part, and a display with better contrast can be performed. .
なお、上述の説明では、液晶表示装置に電圧を印加したときに液晶層の液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に配向し、電圧を印加しないときに反射部でλ/4の位相差を有すると共に透過部で90°捩じれるツイストネマチックとなる構成を例に挙げたが、本発明の液晶表示装置は、この逆であってもよい。すなわち、液晶表示装置に電圧を印加したときに反射部でλ/4の位相差を有すると共に透過部で90°捩じれるツイストネマチックとなる構成であっても良い。 In the above description, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, and when no voltage is applied, a phase difference of λ / 4 is generated at the reflecting portion. An example of a configuration that has a twisted nematic structure that is twisted by 90 ° at the transmission portion is given as an example, but the liquid crystal display device of the present invention may be reversed. In other words, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, the reflection portion may have a phase difference of λ / 4 and may be a twisted nematic that is twisted by 90 ° at the transmission portion.
ところで、本第2の実施の形態では、位相差層が反射部λ/4層7の1層からなる場合に限定されず、第1の実施の形態において図4を用いて説明したと同様に、反射部λ/4層とこの反射部λ/4層における波長分散を補償する位相差層との2層からなる構成であってもよい。反射部λ/4層の波長分散を補償する位相差層がλ/2層である場合について、図10を参照しながら説明する。なお、図10には、液晶表示装置の要部概略断面図とともに、反射部および透過部の光学構成を示す。また、図4の液晶表示装置21および図7の液晶表示装置1’と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
By the way, the second embodiment is not limited to the case where the retardation layer is composed of one layer of the reflection portion λ / 4
この応用例の液晶表示装置21’は、反射部における位相差層が反射部λ/2層22と反射部λ/4層7との2層構造であるとともに、透過部には位相差層が形成されていない構造とされる。この場合、反射部λ/2層22と反射部λ/4層7とを合わせて光帯域のλ/4層が構成されるように、反射部λ/2層22と反射部λ/4層7とは、互いの遅相軸を60°に保つと共に、反射部λ/2層22の遅相軸が偏光板9の透過軸(または吸収軸)に対して15°に保たれ、反射部λ/4層7の遅相軸が偏光板9の透過軸(または吸収軸)に対して75°に保たれていることとする。
In the liquid
また、この場合の反射部の液晶配向は、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、光が液晶層10’を1度通過する場合にλ/4の位相差を有するように調整され、また電圧を引加したときの残留リタデーションをλ/4で調整できるように、反射部λ/4層7の遅相軸と同方向、または直角に近い方向に設定されることが望ましい。
In this case, the liquid crystal alignment of the reflecting portion is adjusted so as to have a phase difference of λ / 4 when light passes through the
反射部の位相差層を上述した2層構造とした液晶表示装置21’では、基本構造である上述した液晶表示装置1’の効果に加えて、暗表示を行う場合に、反射部における広帯域で波長分散による光漏れを解消したECBモードでの表示を行うことが可能となり、さらに良好な画像表示を実現できる。
In the liquid
また、本第2の実施の形態では、透過部の液晶層10’のみがツイストネマチックである場合に限定されず、反射部の液晶層10’もツイストネマチックとなる構成であっても良い。反射部の液晶層10’もツイストネマチックである場合について、図11を参照しながら説明する。なお、図11においては、図10の液晶表示装置21’と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
In the second embodiment, the present invention is not limited to the case where only the
この応用例の液晶表示装置21aが、図10を用いて説明した液晶表示装置21’と異なるところは、反射部の液晶配向にあり、その他の構成は同様であることとする。 The liquid crystal display device 21a of this application example is different from the liquid crystal display device 21 'described with reference to FIG. 10 in the liquid crystal alignment of the reflecting portion, and the other configurations are the same.
すなわち、図11に示す液晶表示装置21aにおいて、反射部の液晶配向は、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、ツイストネマチックとなるように設定されている。このため、液晶表示装置21aにおいては、基板2と基板6との間の液晶層10’に臨む面の配向膜(図示省略)は、基板2側および基板6側とで所定角度をなすように配向処理されていることとする。この角度は、セルギャップの大きさ、および液晶層10’の複屈折率との兼ね合いで、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、光が液晶層10’を1度通過する場合にλ/4の位相差を有するように調整されることになる。
In other words, in the liquid crystal display device 21a shown in FIG. 11, the liquid crystal alignment of the reflecting portion is set to be twisted nematic when no voltage is applied to the liquid crystal layer 10 '. For this reason, in the liquid crystal display device 21a, the alignment film (not shown) on the surface facing the
また、液晶層10’に電圧を印加した状態では、液晶分子が基板2,6面に対してほぼ垂直に配向する構成となることは、上述と同様である。
Further, in a state where a voltage is applied to the
このように、反射部の液晶配向をツイストネマチックとすることで、反射部の液晶層の実効的な位相差が小さくなる。このため、反射部をλ/4の位相差とするためのセルギャップが広がることになり、セルギャップに対するマージンが拡大される。この結果、液晶表示装置の歩留まりの向上を図ることが可能になる。 Thus, the effective phase difference of the liquid crystal layer of the reflective portion is reduced by setting the liquid crystal alignment of the reflective portion to twisted nematic. For this reason, the cell gap for setting the reflection part to have a phase difference of λ / 4 widens, and the margin for the cell gap is expanded. As a result, it becomes possible to improve the yield of the liquid crystal display device.
なお、上述した第2の実施の形態の液晶表示装置は、第1の実施の形態と同様にして、フルカラーの液晶表示装置に適用することも可能である。また、上述の説明では、表示面側の基板に位相差層が形成された構成の液晶表示装置を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、位相差層がバックライト側の基板に形成される構成等、少なくとも一方の基板に反射部と透過部とで位相差が異なる位相差層が形成されていれば良い。 Note that the liquid crystal display device of the second embodiment described above can be applied to a full-color liquid crystal display device in the same manner as the first embodiment. In the above description, a liquid crystal display device having a configuration in which a retardation layer is formed on a substrate on the display surface side is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and the retardation layer is a backlight. It is only necessary that a retardation layer having a different phase difference is formed on at least one of the substrates, such as a configuration formed on the side substrate.
また、第2の実施の形態において説明した各構成は、相互に組み合わせることにより、組み合わせた構成に特有の作用効果を得ることができる。 Moreover, each structure demonstrated in 2nd Embodiment can obtain the effect specific to the combined structure by combining each other.
<第3の実施の形態>
つぎに、本発明を適用した半透過型の液晶表示装置の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態の液晶表示装置は、詳細は後述するが、反射部と透過部とで位相差層の遅相軸が異なることを基本的な特徴とする。このような第3の実施の形態の液晶表示装置の、基本となる構成について図12を参照しながら説明する。なお、図12においては、図1の液晶表示装置1と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of a transflective liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. Although the liquid crystal display device according to the third embodiment will be described in detail later, the liquid crystal display device is basically characterized in that the slow axis of the retardation layer is different between the reflection portion and the transmission portion. A basic configuration of the liquid crystal display device of the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 12, the same components as those of the liquid crystal display device 1 of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図12に示す液晶表示装置51では、一方の基板2は、層間膜52を介して一主面側に反射率の高い材料により形成された反射部となる反射電極3と、透過率の高い材料により形成された透過部となる透明電極4と、反射電極3及び透明電極4上に形成された配向膜53を有し、他主面側に偏光板5が配されている。また、周囲光が入射すると共に表示面側となる他方の基板6は、配向膜54を介して基板2と対向する一主面側の反射部の領域に位相差層として反射部λ/4層7と、透過部の領域に透過部λ/4層55と、反射部及び透過部の両領域に対向電極8と、対向電極8上に形成された配向膜56を有し、他主面側に偏光板9が配されている。また、基板2と基板6との間に液晶材料からなる液晶層10が挟持されている。また、偏光板5の外側には透過表示のためのバックライト(図示は省略する。)が配設されている。偏光板9の透過軸と偏光板5との透過軸は、直交するように設定されている。また、反射部の位相差層である反射部λ/4層7の遅相軸は、偏光板9の透過軸に対して45°の角度をなすように設定されている。
In the liquid
そして、透過部の位相差層である透過部λ/4層55の遅相軸と、反射部の位相差層である反射部λ/4層7の遅相軸とはその方向が異なり、具体的には透過部λ/4層55の遅相軸は、表示面となる基板6に配された偏光板9の透過軸と平行とされている。これらの反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55は、例えば基板6上に反射部と透過部とで配向分割された配向膜54上に液晶ポリマ又はネマチック相を有する紫外線硬化性の液晶モノマを塗布することによって得られる。勿論光配向処理によって配向分割することも可能であり、この場合、配向膜54は設ける必要はない。
The direction of the slow axis of the transmission part λ / 4
この第3の実施の形態の液晶表示装置51では、一方の基板6の全面に形成された位相差層が配向分割され、反射部λ/4層7と透過部λ/4層55とで遅相軸が異なることにより、反射部λ/4層7のみが位相差層として機能する。言い換えると、透過部λ/4層55の遅相軸が前面の偏光板9の透過軸と一致することで、透過部λ/4層55は実効的な位相差がない構成とされている。このような構成とすることにより、反射部λ/4層7の位相差を補償するために後面の位相差層を追加することなく透過表示を実現する。
In the liquid
位相差層である反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55は、基板6の外側に形成される構成であってもよいが、図12に示すように液晶層10側に形成されることが好ましく、これにより基板6の厚みに起因する視差の問題を極力抑えることができる。
The reflection part λ / 4
位相差層である反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55は、例えばマスクラビング等の配向処理を施された後の基板6上に液晶ポリマを塗布することにより得られる。より具体的には、配向処理が施された基板6上に感光性の液晶ポリマを塗布し、露光工程及び現像工程を経ることにより、所望の形状の位相差層を得る。また、ネマチック相を示す紫外線硬化性の液晶モノマを基板6や配向膜上に塗布し、紫外線を照射することによって液晶ポリマを生成させ、位相差層を得ても良い。さらに、位相差層である反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55は、液晶ポリマを塗布してなる膜を光配向処理することによっても得られる。この位相差層の位相差は、膜厚を変えることにより任意に調整可能である。また、位相差層としては、延伸したフィルムにより形成されてもよい。
The reflection part λ / 4
なお、本実施の形態では、透過部の位相差層の遅相軸の方向は、透過部の位相差層の実効的な位相差がない構成とされていれば、表示面側の偏光板の透過軸或いは吸収軸、又は、後面の偏光板の透過軸或いは吸収軸のいずれと一致していてもかまわない。 In the present embodiment, the direction of the slow axis of the retardation layer of the transmissive part is such that there is no effective phase difference of the retardation layer of the transmissive part. It may coincide with either the transmission axis or the absorption axis, or the transmission axis or the absorption axis of the polarizing plate on the rear surface.
上述した図12に示す液晶表示装置51で実際に画像表示を行う場合について、図13及び図14を参照しながら説明する。なお、説明を簡略化するために、図13及び図14では基板2、対向電極8、各配向膜の図示を省略する。また、液晶層10に電圧を印加しない状態で光が液晶層10を1度通過する場合に、反射部でλ/4、透過部でλ/2の位相差を有するように液晶層の層厚が調整されているものとし、電圧を印加しない場合の液晶配向は基板2及び基板6に対して略平行であり、配向方位は偏光板9の透過軸に対し45°の角度をなしているものとする。
A case where an image is actually displayed on the above-described liquid
まず、液晶層10に電圧を印可せず、明表示とする場合について図13を用いて説明する。
First, a case where a voltage is not applied to the
反射部では、表示面から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされ、さらに液晶層10により直線偏光に変換されて反射電極3に到達する。反射電極3で進行方向を反転された直線偏光は再び液晶層10を通過して円偏光とされ、この円偏光は再び反射部λ/4層7を通過して偏光板9の透過軸と平行な直線偏光となり、偏光板9を通過する。
In the reflection part, the ambient light incident from the display surface becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
透過部では、後面からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光がλ/2の位相差を有する液晶層10により、偏光板5の透過軸に直交する直線偏光、すなわち偏光板9の透過軸に平行な直線偏光となり、透過部λ/4層55でその偏光状態を殆ど維持したまま偏光板9を通過する。
In the transmission part, the light irradiated from the rear surface by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
つぎに、液晶層10に電圧を印可して、暗表示とする場合について図14を用いて説明する。
Next, the case where a voltage is applied to the
反射部では、表示面から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされる。円偏光は、液晶層10でその偏光状態を殆ど維持したまま反射電極3に到達し、反射される。反射された円偏光は回転方向が逆転した円偏光であり、再び液晶層10を通過して反射部λ/4層7に入射し、偏光板9の透過軸と直交する直線偏光に変換され、偏光板9によって吸収される。
In the reflection part, the ambient light incident from the display surface becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
透過部では、後面からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が液晶層10及び透過部λ/4層55でその偏光状態を殆ど維持したまま偏光板9に到達し、偏光板9によって吸収される。
In the transmission part, the light irradiated from the rear surface by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
上述のように、液晶表示装置51では、透過部λ/4層55の遅相軸が偏光板9の透過軸と一致することにより透過部λ/4層55が位相差層として機能しない。このため、反射部では反射部λ/4層7が機能して充分な反射率が得られると共に、透過部では表示面側の位相差層の位相差を補償するための新たな位相差層を後面に追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、反射表示及び透過表示の両方でコントラストの高い良好な表示品質を実現しながら、後面の位相差層が不要となり、セルの薄型化や不要となった位相差層分の低コスト化が達成される。
As described above, in the liquid
なお、上述の説明では、液晶表示装置に電圧を印加したときに液晶層の液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に配向し、電圧を印加しないときに反射部でλ/4の位相差及び透過部でλ/2の位相差を有する構成を例に挙げたが、本発明の液晶表示装置は、この逆であってもよい。すなわち、液晶表示装置に電圧を印加したときに反射部でλ/4の位相差及び透過部でλ/2の位相差を有する液晶層であってもかまわない。 In the above description, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, and when no voltage is applied, the phase difference of λ / 4 and Although the configuration having a phase difference of λ / 2 at the transmission part has been described as an example, the liquid crystal display device of the present invention may be reversed. That is, it may be a liquid crystal layer having a phase difference of λ / 4 at the reflection portion and a phase difference of λ / 2 at the transmission portion when a voltage is applied to the liquid crystal display device.
ところで、本実施の形態では、位相差層が反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55の1層からなる場合に限定されず、図15に示すような2層からなる構成であってもよい。なお、図15においては、図12の液晶表示装置51と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
By the way, in the present embodiment, the retardation layer is not limited to the case where the retardation layer is composed of one layer of the reflection portion λ / 4
この応用例の液晶表示装置61は、基板6の液晶層10側に、位相差層として反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55と反射部λ/4層7の波長分散を補償する反射部λ/2層22及び透過部λ/2層62とを有するとともに、反射部と透過部とで位相差層の遅相軸が異なるようになされている。すなわち、反射部λ/2層62及び反射部λ/4層7はそれぞれλ/2層及びλ/4層として機能するが、一方で、透過部λ/2層62及び透過部λ/4層55はその遅相軸が例えば偏光板9の透過軸と一致し、位相差層として機能しない。この2層からなる位相差層は、例えば基板6上に反射部と透過部とで配向分割された配向膜54上に液晶ポリマ又はネマチック相を有する紫外線硬化性の液晶モノマを塗布して反射部λ/2層22及び透過部λ/2層62を形成し、これらλ/2層上にさらに反射部と透過部とで配向分割された配向膜63を形成し、液晶ポリマ又はネマチック相を有する紫外線硬化性の液晶モノマを塗布して反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55を形成することにより得られる。勿論光配向処理によって配向分割することも可能である。
In the liquid
位相差層を上述した2層構造とするとともに、反射部と透過部とでその遅相軸を異ならせることにより、本実施の形態の基本構造である液晶表示装置51の効果に加えて、液晶表示装置61は、暗表示を行う場合に広帯域で波長分散による光漏れを解消し、さらに良好な画像表示を実現できる。
In addition to the effect of the liquid
なお、本発明は、表示面側の基板6に位相差層が形成された構成の液晶表示装置に限定されるものではなく、位相差層がバックライト側の基板2に形成される構成の液晶表示装置にも勿論適用される。すなわち、図16に示す液晶表示装置71は、後面の基板2側に、反射電極3及び透明電極4が形成され、さらにその上に配向膜54を介して位相差層である反射部λ/4層7と透過部λ/4層55とを有する。これらの反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55は、図12を用いて説明したと同様に形成される。
The present invention is not limited to a liquid crystal display device having a configuration in which a retardation layer is formed on the
尚、この場合、反射部λ/4層7および透過部λ/4層55と液晶駆動用の配向膜53との間に、液晶の駆動を確実にするための透明電極(図示省略)を設けても良い。ただし、このような透明電極を設ける場合、当該透明電極をTFTに接続させるためのプラグ16を設けることとする。また、この場合、基板2と透過部λ/4層55との間に透明電極4を設ける必要はない。
In this case, a transparent electrode (not shown) is provided between the reflecting portion λ / 4
ここで、反射部λ/4層7は位相差層として機能するが、透過部λ/4層55は、その遅相軸が例えば偏光板9の透過軸と一致し、位相差層として機能しない。この図16に示す液晶表示装置71のように位相差層をバックライト側の基板に形成した場合には、反射部では反射部λ/4層7が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部では後面の位相差層の位相差を補償するための位相差層を表示面側に追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、これまで述べた液晶表示装置と同様に、反射表示及び透過表示の両方でコントラストの高い良好な表示品質を実現しながら、後面の位相差層が不要となり、セルの薄型化や不要となった位相差層分の低コスト化が達成される。
Here, the reflection part λ / 4
また、本実施の形態の液晶表示装置は、図17に示すようにフルカラーの液晶表示装置81に適用することも可能である。
Further, the liquid crystal display device of this embodiment can also be applied to a full-color liquid
この液晶表示装置81は、基板6の液晶層10側に、Red、Green、Blueの各ドットに対応するカラーフィルタ42R、42G、42Bを有し、これらカラーフィルタ42R、42G、42B上に、位相差層として反射部λ/4層7R及び透過部λ/4層55R、反射部λ/4層7G及び透過部λ/4層55G、並びに、反射部λ/4層7B及び透過部λ/4層55Bがそれぞれ形成され、さらにこれら位相差層上にオーバーコート層43を介して対向電極8が形成されている。
The liquid
そして、位相差層である反射部λ/4層7R及び透過部λ/4層55R、反射部λ/4層7G及び透過部λ/4層55G、並びに、反射部λ/4層7B及び透過部λ/4層55Bは、反射部と透過部とで遅相軸が異なり、透過部の位相差層が機能しないようになされている。これにより、上述した例の液晶表示装置と同様に、反射表示に用いる位相差層の位相差を補償するための後面の位相差層が不要となり、位相差層の使用枚数を削減できる。 The reflection layer λ / 4 layer 7R and the transmission unit λ / 4 layer 55R, the reflection unit λ / 4 layer 7G, the transmission unit λ / 4 layer 55G, and the reflection unit λ / 4 layer 7B, which are retardation layers, and the transmission layer The part λ / 4 layer 55B has a slow axis different between the reflection part and the transmission part so that the retardation layer of the transmission part does not function. As a result, similarly to the liquid crystal display device of the above-described example, the rear retardation layer for compensating the retardation of the retardation layer used for reflective display becomes unnecessary, and the number of used retardation layers can be reduced.
また、この応用例の液晶表示装置81では、各カラーフィルタ42R、42G、42Bの透過波長に合わせて、位相差層である反射部λ/4層7R及び透過部λ/4層55R、反射部λ/4層7G及び透過部λ/4層55G、並びに、反射部λ/4層7B及び透過部λ/4層55Bの膜厚を変えることにより、各部の位相差層がλ/4の位相差を有するものとする。これにより、各色の波長分散の影響を抑えて、さらに良好な画像表示を実現することができる。
Further, in the liquid
なお、本発明は、前面又は後面に配された偏光板の透過軸と、透過部の位相差層の遅相軸とが完全に直交又は平行となり、透過部の位相差層が全く機能しない場合に限定されず、透過部の遅相軸が若干ずれていてもかまわない。例えば透過部の位相差層の遅相軸は、液晶層の種々の特性を考慮して決定される位相差を有していてもよく、この場合、透過部の位相差層の遅相軸のずれが、液晶層に充分に電圧を印加したときの液晶層の残留位相差層を打ち消す程度の位相差を透過部に与えるものであることが好ましい。これにより、透過部の位相差層が全く機能しない場合に比べて透過部での暗表示をより暗いものとし、さらに良好な画像表示を実現できる。 In the present invention, the transmission axis of the polarizing plate disposed on the front or rear surface and the slow axis of the retardation layer of the transmission part are completely orthogonal or parallel, and the retardation layer of the transmission part does not function at all. However, the slow axis of the transmission part may be slightly shifted. For example, the slow axis of the retardation layer of the transmissive portion may have a retardation determined in consideration of various characteristics of the liquid crystal layer. In this case, the slow axis of the retardation layer of the transmissive portion may be It is preferable that the shift gives the transmission part a phase difference that cancels out the residual phase difference layer of the liquid crystal layer when a sufficient voltage is applied to the liquid crystal layer. Thereby, compared with the case where the retardation layer of the transmissive part does not function at all, the dark display in the transmissive part is made darker, and a better image display can be realized.
また、第3の実施の形態では、透過部の位相差層の遅相軸が前面の偏光板の透過軸に一致する構成を例に挙げたが、透過部の位相差層の遅相軸は、後面の偏光板の透過軸と一致する構成であっても本発明の効果を得られる。 In the third embodiment, the slow axis of the retardation layer of the transmission part is exemplified as a configuration in which the transmission axis of the polarizing plate on the front surface coincides, but the slow axis of the retardation layer of the transmission part is Even if the configuration coincides with the transmission axis of the polarizing plate on the rear surface, the effect of the present invention can be obtained.
<第4の実施の形態>
つぎに、本発明を適用した半透過型の液晶表示装置の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態の液晶表示装置は、上述した第2の実施の形態と第3の実施の形態とを組み合わせたものであり、その基本となる構成について図18を参照しながら説明する。なお、図18には、液晶表示装置の要部概略断面図とともに、反射部および透過部の光学構成を示すが、第3の実施の形態で説明した図12の液晶表示装置51と同様の構成、さらに第2の実施の形態で説明した図7の液晶表示装置と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of a transflective liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described. The liquid crystal display device of the fourth embodiment is a combination of the second embodiment and the third embodiment described above, and the basic configuration thereof will be described with reference to FIG. FIG. 18 shows an optical configuration of the reflection unit and the transmission unit together with a schematic cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display device. The configuration is the same as the liquid
すなわち、図18に示す液晶表示装置51’が、上述した第3の実施の形態で図12を用いて説明した液晶表示装置と異なる点は、反射部と透過部との液晶層の配向方向(液晶配向)が、第2の実施の形態で説明したと同様に調整されているところにあり、他の構成は第3の実施の形態と同様であることとする。
That is, the liquid
すなわち、図18に示す液晶表示装置51’において、反射部の液晶配向は、反射部液晶層10’に電圧を印加しない状態において、基板2および基板6に対して平行でかつ偏光板9および偏光板5の透過軸に対して45°の角度をなすように設定されている。また、この状態において、反射部の液晶層10’は、光が液晶層10’を1度通過する場合にλ/4の位相差を有するように調整される。
That is, in the liquid
これに対して、透過部では、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、基板6側の液晶配向が偏光板9の透過軸と平行をなし、基板2側の液晶配向が偏光板5と平行をなすことで、90°捩じれるツイストネマチックとなるように設定されている。
On the other hand, in the transmissive portion, the liquid crystal alignment on the
また、液晶層10’に電圧を印加した状態では、反射部および透過部ともに、液晶分子が基板2,6面に対してほぼ垂直に配向する構成となっている。
Further, in a state where a voltage is applied to the
そしてさらにこの液晶表示装置51’においては、第3の実施の形態において図12を用いて説明したと同様に、反射部に層間膜52が設けられると共に、透過部の基板6側にも透過部λ/4層55が設けられているのである。
Further, in the liquid
ここで、反射部に設けられた層間膜52は、液晶層10’に電圧を印加しない状態で、反射部の液晶層10’がλ/4の位相差を有し、かつ透過部の液晶分子が十分に90°捩じれたツイストネマチックとなる間隔でモーガン条件を満たし、旋光性を保てるように、透過部と反射部とのセルギャップ(液晶層10’の厚さ)を調整する膜厚で設けられる。したがって、層間膜52がない状態で上述の条件を満足できれば、液晶表示装置51’においては層間膜52を設ける必要はない。
Here, the
また、透過部の基板6側に設けられた透過部λ/4層55は、第3の実施の形態で説明したと同様に、その遅相軸が前面の偏光板9の透過軸と一致することで、実効的な位相差がない構成とされている。このような構成とすることにより、反射部λ/4層7の位相差を補償するために後面の位相差層を追加することなく透過表示を実現する。また、この透過部λ/4層55の遅相軸の方向は、透過部の位相差層の実効的な位相差がない構成とされていれば、表示面側の偏光板の透過軸或いは吸収軸、又は、後面の偏光板の透過軸或いは吸収軸のいずれと一致していてもかまわない。
Further, the transmissive part λ / 4
上述した図18に示す液晶表示装置51’で実際に画像表示を行う場合について、図19及び図20を参照しながら説明する。なお、説明を簡略化するために、図19及び図20では基板2、対向電極8、および各配向膜の図示を省略する。
A case where an image is actually displayed on the above-described liquid
まず、液晶層10’に電圧を印可せず、明表示とする場合について図19を用いて説明する。
First, a case where a voltage is not applied to the
反射部では、表示面から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされ、さらに液晶層10’により直線偏光に変換されて反射電極3に到達する。反射電極3で進行方向を反転された直線偏光は再び液晶層10’を通過して円偏光とされ、この円偏光は再び反射部λ/4層7を通過して偏光板9の透過軸と平行な直線偏光となり、偏光板9を通過する。
In the reflection part, the ambient light incident from the display surface becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
透過部では、基板2側(後面)からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が90°捩じれたツイストネマチックとなっている液晶層10’により、偏光板5の透過軸に直交する直線偏光、すなわち偏光板9の透過軸に平行な直線偏光となり、透過部λ/4層55でその偏光状態を殆ど維持したまま偏光板9を通過する。
In the transmissive portion, the light emitted from the substrate 2 side (rear surface) by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
つぎに、液晶層10’に電圧を印可して、暗表示とする場合について図20を用いて説明する。
Next, a case where a voltage is applied to the
反射部では、表示面から入射した周囲光が、偏光板9でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光は、反射部λ/4層7に入射して円偏光とされる。円偏光は、液晶層10’でその偏光状態を殆ど維持したまま反射電極3に到達し、反射される。反射された円偏光は回転方向が逆転した円偏光であり、再び液晶層10を通過して反射部λ/4層7に入射し、偏光板9の透過軸と直交する直線偏光に変換され、偏光板9によって吸収される。
In the reflection part, the ambient light incident from the display surface becomes linearly polarized light that matches the transmission axis of the
透過部では、後面からバックライトにより照射された光が、偏光板5でその透過軸に一致した直線偏光となる。この直線偏光が液晶層10’及び透過部λ/4層55でその偏光状態を殆ど維持したまま偏光板9に到達し、偏光板9によって吸収される。
In the transmission part, the light irradiated from the rear surface by the backlight becomes linearly polarized light that coincides with the transmission axis of the
上述のように、このような構成の液晶表示装置51’は、図12の液晶表示装置51と同様に、反射部の暗表示に必要となる反射部λ/4を反射部のみに設け、透過部には遅相軸を偏光板9の透過軸と一致させた透過部λ/4層55を設けたことで、第3の実施の形態と同様の効果を得ることができる。そしてさらに、透過部の液晶配向を、90°捩じれたツイストネマチックとしたことで、透過部においては旋光モードでの表示が行われるようになり、よりコントラストが良好な表示を行うことが可能になる。
As described above, the liquid
なお、上述の説明では、液晶表示装置に電圧を印加したときに液晶層の液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に配向し、電圧を印加しないときに反射部でλ/4の位相差及び透過部で90°捩じれるツイストネマチックとなる構成を例に挙げたが、本発明の液晶表示装置は、この逆であってもよい。すなわち、液晶表示装置に電圧を印加したときに反射部でλ/4の位相差及び透過部で90°捩じれたツイストネマチックとなる液晶層であってもかまわない。 In the above description, when a voltage is applied to the liquid crystal display device, the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, and when no voltage is applied, the phase difference of λ / 4 and An example of a configuration that is twisted nematic twisted by 90 ° at the transmission portion is given as an example, but the liquid crystal display device of the present invention may be reversed. In other words, the liquid crystal layer may be a twisted nematic liquid crystal layer that is twisted by 90 ° in the phase difference of λ / 4 at the reflection portion and 90 ° at the transmission portion when a voltage is applied to the liquid crystal display device.
ところで、本実施の形態では、位相差層が反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55の1層からなる場合に限定されず、図21に示すような2層からなる構成であってもよい。なお、図21においては、図18の液晶表示装置51’と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
By the way, in the present embodiment, the retardation layer is not limited to the case where the retardation layer is composed of one layer of the reflection portion λ / 4
この応用例の液晶表示装置61’は、基板6の液晶層10’側に、位相差層として反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55と反射部λ/4層7の波長分散を補償する反射部λ/2層22及び透過部λ/2層62とを有するとともに、反射部と透過部とで位相差層の遅相軸が異なるようになされている。すなわち、反射部λ/2層22及び反射部λ/4層7は、これらを合わせて光帯域のλ/4層が構成されるように、互いの遅相軸を60°に保つと共に、遅相軸が偏光板5,9の透過軸に対して15°の角度に保たれていることとする。一方、透過部λ/2層62及び透過部λ/4層55はその遅相軸が例えば偏光板9の透過軸と一致し、位相差層として機能しない。
The liquid
この2層からなる位相差層は、第3の実施の形態で述べたと同様にして得ることができる。 The two-layer retardation layer can be obtained in the same manner as described in the third embodiment.
また、この場合の反射部の液晶配向は、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、基板2および基板6に対して平行でかつ反射部λ/4層7に対して0°または90°の角度をなすように設定されていることとする。ただしこれは、残留リタデーションの調整のためであり、残留リタデーションが無視できるレベルであれば、配向方向はどの方向でも良い。また、この状態において、反射部の液晶層10’は、光が液晶層10’を1度通過する場合にλ/4の位相差を有するように調整される。なお、透過部の液晶配向は、図18の液晶表示装置51’と同様である。
Further, in this case, the liquid crystal alignment of the reflecting portion is 0 ° or 90 ° parallel to the substrate 2 and the
以上のように、位相差層を上述した2層構造とするとともに、反射部と透過部とでその遅相軸を異ならせた構成の液晶表示装置61’では、本実施の形態の基本構造である液晶表示装置51’の効果に加えて、特に反射部において暗表示を行う場合に広帯域で波長分散による光漏れを解消し、さらに良好な画像表示を実現できる。
As described above, the liquid
なお、本実施の形態は、表示面側の基板6に位相差層が形成された構成の液晶表示装置に限定されるものではなく、第3の実施の形態において図16を用いて説明した液晶表示装置71と同様に、位相差層がバックライト側の基板2に形成される構成の液晶表示装置にも勿論適用される。すなわち、図22に示す液晶表示装置71’は、後面の基板2側に、反射電極3及び透明電極4が形成され、さらにその上に配向膜54を介して位相差層である反射部λ/4層7と透過部λ/4層55とを有する。これらの反射部λ/4層7及び透過部λ/4層55は、図12を用いて説明したと同様に形成される。
Note that the present embodiment is not limited to the liquid crystal display device in which the retardation layer is formed on the
尚、この場合、反射部λ/4層7および透過部λ/4層55と液晶駆動用の配向膜53との間に、液晶の駆動を確実にするための透明電極(図示省略)を設けても良いことは、図16を用いて説明したと同様である。
In this case, a transparent electrode (not shown) is provided between the reflecting portion λ / 4
ここで、反射部λ/4層7は位相差層として機能するが、透過部λ/4層55は、その遅相軸が例えば偏光板9の透過軸と一致し、位相差層として機能しない。この図22に示す液晶表示装置71’のように位相差層をバックライト側の基板に形成した場合には、反射部では反射部λ/4層7が機能して充分な反射率が得られるとともに、透過部では後面の位相差層の位相差を補償するための位相差層を表示面側に追加しなくても透過表示を実現できる。したがって、これまで述べた液晶表示装置と同様に、反射表示及び透過表示の両方でコントラストの高い良好な表示品質を実現しながら、後面の位相差層が不要となり、セルの薄型化や不要となった位相差層分の低コスト化が達成される。
Here, the reflection part λ / 4
また、本実施の形態の液晶表示装置は、第3の実施の形態で図17を用いて説明した液晶表示装置と同様に、フルカラーの液晶表示装置に適用することも可能である。 In addition, the liquid crystal display device of this embodiment can be applied to a full-color liquid crystal display device, similarly to the liquid crystal display device described with reference to FIG. 17 in the third embodiment.
すなわち、図23に示す液晶表示装置81’は、基板6の液晶層10’側に、Red、Green、Blueの各ドットに対応するカラーフィルタ42R、42G、42Bを有し、これらカラーフィルタ42R、42G、42B上に、位相差層として反射部λ/4層7R及び透過部λ/4層55R、反射部λ/4層7G及び透過部λ/4層55G、並びに、反射部λ/4層7B及び透過部λ/4層55Bがそれぞれ形成され、さらにこれら位相差層上にオーバーコート層43を介して対向電極8が形成されている。
That is, the liquid
そして、位相差層である反射部λ/4層7R及び透過部λ/4層55R、反射部λ/4層7G及び透過部λ/4層55G、並びに、反射部λ/4層7B及び透過部λ/4層55Bは、反射部と透過部とで遅相軸が異なり、透過部の位相差層が機能しないようになされている。これにより、上述した例の液晶表示装置と同様に、反射表示に用いる位相差層の位相差を補償するための後面の位相差層が不要となり、位相差層の使用枚数を削減できる。 The reflection layer λ / 4 layer 7R and the transmission unit λ / 4 layer 55R, the reflection unit λ / 4 layer 7G, the transmission unit λ / 4 layer 55G, and the reflection unit λ / 4 layer 7B, which are retardation layers, and the transmission layer The part λ / 4 layer 55B has a slow axis different between the reflection part and the transmission part so that the retardation layer of the transmission part does not function. As a result, similarly to the liquid crystal display device of the above-described example, the rear retardation layer for compensating the retardation of the retardation layer used for reflective display becomes unnecessary, and the number of used retardation layers can be reduced.
また、この応用例の液晶表示装置81’では、各カラーフィルタ42R、42G、42Bの透過波長に合わせて、位相差層である反射部λ/4層7R及び透過部λ/4層55R、反射部λ/4層7G及び透過部λ/4層55G、並びに、反射部λ/4層7B及び透過部λ/4層55Bの膜厚を変えることにより、各部の位相差層がλ/4の位相差を有するものとする。これにより、各色の波長分散の影響を抑えて、さらに良好な画像表示を実現することができる。
Further, in the liquid
また、本第4の実施の形態では、透過部の液晶層10’のみがツイストネマチックである場合に限定されず、反射部の液晶層10’もツイストネマチックとなる構成であっても良い。反射部の液晶層10’もツイストネマチックである場合について、図24を参照しながら説明する。なお、図24においては、図21の液晶表示装置61’と同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
In the fourth embodiment, the present invention is not limited to the case where only the
この応用例の液晶表示装置61aが、図21を用いて説明した液晶表示装置61’と異なるところは、反射部の液晶配向にあり、その他の構成は同様であることとする。
The liquid
すなわち、図24に示す液晶表示装置61aにおいて、反射部の液晶配向は、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、ツイスト配向となるように設定されている。このため、液晶表示装置61aにおいては、基板2と基板6との間の液晶層10’に臨む面の配向膜(図示省略)は、基板2側および基板6側とで所定角度をなすように配向処理されていることとする。この角度は、セルギャップの大きさ、および液晶層10’の複屈折率との兼ね合いで、液晶層10’に電圧を印加しない状態において、光が液晶層10’を1度通過する場合にλ/4の位相差を有するように調整されることになる。
That is, in the liquid
したがって、例えば図25に示したように、基板2側の液晶配向と基板6側の液晶配向とが90°の角度をなしていても良い。この場合、反射部と透過部とで、液晶層10’に臨む配向膜を同一方向に揃えることができ、分割配向の手間を省くことができる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 25, the liquid crystal alignment on the substrate 2 side and the liquid crystal alignment on the
また、図24および図25の液晶表示装置61aにおいて、液晶層10’に電圧を印加した状態では、液晶分子が基板2,6面に対してほぼ垂直に配向する構成となることは、上述と同様である。
In the liquid
このように、反射部の液晶配向をツイストネマチックとすることで、反射部の液晶層の実効的な位相差が小さくなる。このため、反射部をλ/4の位相差とするためのセルギャップが広がることになり、セルギャップに対するマージンが拡大される。この結果、液晶表示装置の歩留まりの向上を図ることが可能になる。 Thus, the effective phase difference of the liquid crystal layer of the reflective portion is reduced by setting the liquid crystal alignment of the reflective portion to twisted nematic. For this reason, the cell gap for setting the reflection part to have a phase difference of λ / 4 widens, and the margin for the cell gap is expanded. As a result, it becomes possible to improve the yield of the liquid crystal display device.
なお、以上説明した本第4の実施の形態の発明は、前面又は後面に配された偏光板の透過軸と、透過部の位相差層の遅相軸とが完全に直交又は平行となり、透過部の位相差層が全く機能しない場合に限定されず、透過部の遅相軸が若干ずれていてもかまわない。例えば透過部の位相差層の遅相軸は、液晶層の種々の特性を考慮して決定される位相差を有していてもよく、この場合、透過部の位相差層の遅相軸のずれが、液晶層に充分に電圧を印加したときの液晶層の残留位相差層を打ち消す程度の位相差を透過部に与えるものであることが好ましい。これにより、透過部の位相差層が全く機能しない場合に比べて透過部での暗表示をより暗いものとし、さらに良好な画像表示を実現できる。 In the invention of the fourth embodiment described above, the transmission axis of the polarizing plate disposed on the front surface or the rear surface and the slow axis of the retardation layer of the transmission part are completely orthogonal or parallel, It is not limited to the case where the retardation layer of the part does not function at all, and the slow axis of the transmission part may be slightly shifted. For example, the slow axis of the retardation layer of the transmissive portion may have a retardation determined in consideration of various characteristics of the liquid crystal layer. In this case, the slow axis of the retardation layer of the transmissive portion may be It is preferable that the shift gives the transmission part a phase difference that cancels out the residual phase difference layer of the liquid crystal layer when a sufficient voltage is applied to the liquid crystal layer. Thereby, compared with the case where the retardation layer of the transmissive part does not function at all, the dark display in the transmissive part is made darker, and a better image display can be realized.
また、第4の実施の形態では、透過部の位相差層の遅相軸が前面の偏光板の透過軸に一致する構成を例に挙げたが、透過部の位相差層の遅相軸は、後面の偏光板の透過軸と一致する構成であっても本発明の効果を得られる。 Further, in the fourth embodiment, the example in which the slow axis of the retardation layer of the transmission part matches the transmission axis of the polarizing plate on the front surface is given as an example, but the slow axis of the retardation layer of the transmission part is Even if the configuration coincides with the transmission axis of the polarizing plate on the rear surface, the effect of the present invention can be obtained.
また、第2の実施の形態において説明した各構成は、相互に組み合わせることにより、組み合わせた構成に特有の作用効果を得ることができる。 Moreover, each structure demonstrated in 2nd Embodiment can obtain the effect specific to the combined structure by combining each other.
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、実施例1〜実施例5は第1の実施の形態に対応し、実施例6〜実施例8は第2の実施の形態に対応し、実施例9〜実施例13は第3の実施の形態に対応し、実施例14〜実施例19は第4の実施の形態に対応している。 Hereinafter, specific examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results. Examples 1 to 5 correspond to the first embodiment, Examples 6 to 8 correspond to the second embodiment, and Examples 9 to 13 correspond to the third embodiment. Example 14 to Example 19 correspond to the fourth embodiment.
<実施例1>
実施例1では、図1に示す液晶表示装置1と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 1>
In Example 1, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 was produced.
最初に、液晶層をアクティブ駆動するための薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)が形成されてなる後面側の基板を作製した。このTFTの作製方法について図26を参照しながら説明する。 First, a substrate on the rear side on which a thin film transistor (TFT) for actively driving the liquid crystal layer was formed. A method for manufacturing the TFT will be described with reference to FIGS.
基板2としては、ホウケイ酸ガラス(コーニング社製7059)を用いた。まず、基板2上に、MoやMoW等からなるゲート電極91、ゲート絶縁膜92、及びアモルファスシリコンを順次堆積・パターニングし、アモルファスシリコンをエキシマレーザでアニールすることによって結晶化してなる半導体薄膜93を形成した。また、半導体薄膜93のゲート電極の両脇の領域にP,Bを不純物導入し、nチャンネル、pチャンネルのTFTとした。また、TFTを被覆するように、基板2の上方にSiO2からなる第一層間絶縁膜94を形成した。
As the substrate 2, borosilicate glass (Corning 7059) was used. First, a
次に、半導体薄膜93のソース及びドレインに対応する箇所の第一層間絶縁膜94を例えばエッチングにより開口して、信号線95を所定の形状にパターニングして形成した。信号線95にはAlを用いた。
Next, the first
次に、TFT及び信号線95を被覆するように、基板2の上方に、散乱反射を起こさせる散乱層としての機能と層間絶縁膜としての機能とを兼ね備えた第二層間絶縁膜96を形成した。この第二層間絶縁膜96の、透過部に対応する領域にはITO(Indium Tin Oxide)により透明電極4を形成し、反射部に対応する領域にはAgにより反射電極3を形成した。これにより、図26に示すバックライト側の基板が得られる。
Next, a second
また、対向する基板には、Crを用いてブラックマトリクスを形成した後、基板上にカラーフィルタとしてR、G、Bのパターンを形成した。次に、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 On the opposite substrate, a black matrix was formed using Cr, and then R, G, and B patterns were formed as color filters on the substrate. Next, polyimide was printed on the color filter and rubbed to form an alignment film.
この配向膜上に、紫外線硬化性の液晶モノマをスピンコートにより塗布し、露光工程・現像工程を経ることにより、反射部のみに位相差層として反射部λ/4層が形成されるようにし、透過部から位相差層を除去した。紫外線硬化性の液晶モノマとしては、メルク社製RMM34を用いた。この紫外線硬化性の液晶モノマ材料は酸素の存在により重合が不十分なものとなるため、N2雰囲気で上記処理を行った。また、RMM34は、屈折率異方性Δnが0.145であるため、位相差層の膜厚が950nmとなるようにスピンコートすることにより、面内で135nm〜140nm程度に収まるリタデーションを得ることができた。位相差層形成後、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 On this alignment film, a UV curable liquid crystal monomer is applied by spin coating, and through a light exposure process and a development process, a reflective part λ / 4 layer is formed as a retardation layer only on the reflective part, The retardation layer was removed from the transmission part. As an ultraviolet curable liquid crystal monomer, RMM34 manufactured by Merck & Co. was used. Since this ultraviolet curable liquid crystal monomer material becomes insufficiently polymerized due to the presence of oxygen, the above treatment was performed in an N 2 atmosphere. In addition, since the RMM 34 has a refractive index anisotropy Δn of 0.145, a retardation that falls within the range of about 135 nm to 140 nm can be obtained by spin coating so that the thickness of the retardation layer is 950 nm. I was able to. After forming the retardation layer, the counter electrode was formed by sputtering ITO.
この後は、通常のセル工程である。すなわち、さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 After this, a normal cell process is performed. That is, an alignment film was formed by further printing and rubbing polyimide on the counter electrode.
ここで、位相差層が形成された側のラビング方向は、位相差層の液晶ポリマの配向方向と同方向とした。また、TFT等が形成された側のラビング方向は、セル構成がアンチパラレルになる方向とした。 Here, the rubbing direction on the side where the retardation layer was formed was the same as the alignment direction of the liquid crystal polymer of the retardation layer. In addition, the rubbing direction on the side where the TFT or the like was formed was the direction in which the cell configuration was anti-parallel.
以上のようにTFT等が形成された基板と、位相差層等が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、図1に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有し、且つカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、コントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 As described above, a cell is assembled according to a normal process using a substrate on which a TFT or the like is formed and a substrate on which a retardation layer or the like is formed, and has the same optical configuration as the liquid crystal display device shown in FIG. And the panel of the structure in which the color filter was formed was obtained. When this panel was turned on, it was confirmed that an image display with high contrast was realized.
<実施例2>
実施例2では、図4に示す液晶表示装置21と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 2>
In Example 2, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared.
また、対向する基板に、実施例1と同様の工程によりカラーフィルタを形成し、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 In addition, a color filter was formed on the opposing substrate by the same process as in Example 1, polyimide was printed on the color filter, and an alignment film was formed by rubbing.
この配向膜上に、λ/2条件となるように紫外線硬化性の液晶モノマを塗布し、反射部のみに位相差層が残存するようにパターニングした。これにより、位相差層として反射部λ/2層が形成された。 On this alignment film, an ultraviolet curable liquid crystal monomer was applied so as to satisfy the λ / 2 condition, and patterning was performed so that the retardation layer remained only in the reflection portion. Thereby, the reflection part λ / 2 layer was formed as the retardation layer.
次に、ポリイミドを印刷し、先だってのラビング方向に対して60°傾いた方向となるようにラビング処理を行った。この後、λ/4条件となるように紫外線硬化性の液晶モノマを塗布し、反射部のみに位相差層が残存するようにパターニングした。これにより、位相差層として反射部λ/4層が形成された。反射部λ/2層及び反射部λ/4層からなる位相差層形成後、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 Next, polyimide was printed, and a rubbing treatment was performed so that the direction was inclined by 60 ° with respect to the previous rubbing direction. Thereafter, an ultraviolet curable liquid crystal monomer was applied so as to satisfy the λ / 4 condition, and patterning was performed so that the retardation layer remained only in the reflection portion. Thereby, the reflection part λ / 4 layer was formed as the retardation layer. After forming the retardation layer composed of the reflective part λ / 2 layer and the reflective part λ / 4 layer, the counter electrode was formed by sputtering ITO.
この後は、通常のセル工程である。すなわち、さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。ここで、液晶層の配向方向がλ/2とλ/4との中間となるようにラビング処理を行った。 After this, a normal cell process is performed. That is, an alignment film was formed by further printing and rubbing polyimide on the counter electrode. Here, the rubbing treatment was performed so that the alignment direction of the liquid crystal layer was intermediate between λ / 2 and λ / 4.
以上のようにTFT等が形成された基板と、位相差層等が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、図4に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有し、且つカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、コントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 As described above, a cell is assembled according to a normal process using a substrate on which a TFT or the like is formed and a substrate on which a retardation layer or the like is formed, and has the same optical configuration as the liquid crystal display device shown in FIG. And the panel of the structure in which the color filter was formed was obtained. When this panel was turned on, it was confirmed that an image display with high contrast was realized.
<実施例3>
実施例3では、図5に示す液晶表示装置31と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 3>
In Example 3, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared.
また、対向する基板に、実施例1と同様の工程によりカラーフィルタを形成し、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 In addition, a color filter was formed on the opposing substrate by the same process as in Example 1, polyimide was printed on the color filter, and an alignment film was formed by rubbing.
次に、上述した実施例2と同様の工程により、反射部λ/2層及び反射部λ/4層からなる位相差層を反射部のみに形成した。 Next, a retardation layer composed of the reflective portion λ / 2 layer and the reflective portion λ / 4 layer was formed only on the reflective portion by the same process as in Example 2 described above.
次に、ポリイミドを印刷し、2つの位相差層の中間の方向から90°傾いた方向となるようにラビング処理を行った。さらに、液晶に電圧を印加したときの残留位相差を打ち消すための透過部位相差層を、透過部のみに形成した。この透過部位相差層は、液晶層に電圧を印加したときの残留位相差と等しい30nmの位相差を有する。 Next, polyimide was printed and a rubbing process was performed so as to be in a direction inclined by 90 ° from an intermediate direction between the two retardation layers. Further, a transmissive portion retardation layer for canceling the residual retardation when a voltage was applied to the liquid crystal was formed only in the transmissive portion. This transmissive portion retardation layer has a retardation of 30 nm, which is equal to the residual retardation when a voltage is applied to the liquid crystal layer.
反射部の位相差層及び透過部位相差層形成後、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 After forming the retardation layer and the transmissive portion retardation layer in the reflecting portion, the counter electrode was formed by sputtering ITO.
この後は、通常のセル工程である。すなわち、さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 After this, a normal cell process is performed. That is, an alignment film was formed by further printing and rubbing polyimide on the counter electrode.
以上のようにTFT等が形成された基板2と、位相差層等が形成された基板6とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、図1に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有し、且つカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、透過表示させたときに実施例1のパネルの表示品質を上回る黒表示が得られ、さらにコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。
A cell is assembled according to a normal process using the substrate 2 on which a TFT or the like is formed as described above and the
<実施例4>
実施例4では、図6に示す液晶表示装置41と光学的な構成が同じとされたパネルを作製した。
<Example 4>
In Example 4, a panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device 41 shown in FIG. 6 was produced.
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared.
また、対向する基板に、実施例1と同様の工程によりカラーフィルタを形成し、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 In addition, a color filter was formed on the opposing substrate by the same process as in Example 1, polyimide was printed on the color filter, and an alignment film was formed by rubbing.
この配向膜上に、紫外線硬化性の液晶モノマをスピンコートにより塗布し、露光工程・現像工程を経ることにより、反射部のみに位相差層として反射部λ/4層が形成されるようにし、透過部から位相差層を除去した。 On this alignment film, a UV curable liquid crystal monomer is applied by spin coating, and through a light exposure process and a development process, a reflection part λ / 4 layer is formed as a retardation layer only on the reflection part. The retardation layer was removed from the transmission part.
このとき、各位相差層の膜厚を、各画素の位相差に応じて設定した。すなわち、Gについては実施例1と同様に膜厚950nmとした。また、Bについてはその色のリタデーションに合わせてΔnが0.155程度になるので、膜厚730nmとなるように位相差層を形成した。また、Rについては、その色のリタデーションに合わせてΔnが0.135程度になるので、膜厚1200nm程度となるように位相差層を形成した。 At this time, the film thickness of each phase difference layer was set according to the phase difference of each pixel. That is, the film thickness of G was set to 950 nm as in Example 1. For B, since Δn is about 0.155 according to the retardation of the color, a retardation layer was formed so as to have a film thickness of 730 nm. For R, the retardation layer is formed so that the film thickness is about 1200 nm because Δn is about 0.135 in accordance with the retardation of the color.
位相差層形成後、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 After forming the retardation layer, the counter electrode was formed by sputtering ITO.
この後は、通常のセル工程である。すなわち、さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 After this, a normal cell process is performed. That is, an alignment film was formed by further printing and rubbing polyimide on the counter electrode.
以上のようにTFT等が形成された基板と、位相差層等が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、図1に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有し、且つカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、実施例1のパネルの表示品質を上回る黒表示が得られ、さらにコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 As described above, a cell is assembled according to a normal process using a substrate on which a TFT or the like is formed and a substrate on which a retardation layer or the like is formed, and has the same optical configuration as the liquid crystal display device shown in FIG. And the panel of the structure in which the color filter was formed was obtained. When this panel was turned on, it was confirmed that a black display exceeding the display quality of the panel of Example 1 was obtained and an image display with higher contrast was realized.
<実施例5>
実施例5では、TFT等が形成されるバックライト側の基板の反射部のみに位相差層が形成された構成のパネルを作製した。
<Example 5>
In Example 5, a panel having a configuration in which a retardation layer was formed only on the reflective portion of the backlight-side substrate on which TFTs and the like were formed was produced.
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。さらに、この反射電極上に位相差層として反射部λ/4層を形成した。さらに、この上にスパッタすることによりITO電極を形成した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared. Further, a reflective portion λ / 4 layer was formed as a retardation layer on the reflective electrode. Further, an ITO electrode was formed by sputtering on this.
また、対向する基板には、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成し、位相差層を形成しなかった。さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 Moreover, the counter electrode was formed on the opposing substrate by sputtering ITO, and the retardation layer was not formed. Further, polyimide was printed on the counter electrode and rubbed to form an alignment film.
以上のようにTFT及び位相差層等が形成された基板と、対向電極が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、パネルを得た。このパネルを点灯したところ、透過表示を行った際に実施例1のパネルと同等のコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 As described above, a cell was assembled according to a normal process using the substrate on which the TFT and the retardation layer were formed and the substrate on which the counter electrode was formed, to obtain a panel. When this panel was turned on, it was confirmed that an image display with high contrast equivalent to that of the panel of Example 1 was realized when transmissive display was performed.
<実施例6>
実施例6では、図7に示す液晶表示装置1’と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 6>
In Example 6, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device 1 ′ shown in FIG. 7 was produced.
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板(TFT基板)を用意した。そして、このTFT基板の反射電極3および透過電極4上にポリイミドを印刷し、マスクラビングを行うことにより、反射部においてはこのTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して45°の角度をなす一方、透過部においてはこの偏光板5と平行をなすラビング方向の配向膜を形成した。
First, a substrate (TFT substrate) on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared. Then, polyimide is printed on the
また、対向する基板(対向基板)に、実施例1と同様の工程により、反射部λ/4層7を形成し、さらに対向電極8を形成した。この際、反射部λ/4層7の形成は、その遅相軸が、対向基板の他面側に設けられる偏光板9の透過軸に対して45°の角度をなすように、下地の配向膜のラビング方向を設定して行った。
In addition, the reflective portion λ / 4
その後、対向電極8上にポリイミドを印刷し、マスクラビングを行うことにより、反射部においては反射部λ/4層7の遅相軸に対して90°の角度をなす一方、透過部においては偏光板9と平行をなすラビング方向の配向膜を形成した。
Thereafter, polyimide is printed on the counter electrode 8 and mask rubbing is performed, so that the reflection part forms an angle of 90 ° with respect to the slow axis of the reflection part λ / 4
以上のように表面側に配向膜が形成されたTFT基板と対向基板とを用いて、通常の工程にしたがってセルを組み立てた。この際、TFT基板側の配向膜と対向板側の配向膜とが、反射部でアンチパラレルとなり、透過部で90°のツイスト配向となるようにTFT基板と対向基板とを貼り合わせ、これらの間に複屈折率Δn=0.09の液晶材料を注入し、封止することで、反射部においてλ/4の位相差を有する液晶層10’を形成した。その後、TFT基板側に、当該TFT基板に設けた配向膜の透過部におけるラビング方向に対して透過軸方向を一致させて偏光板5を張り付けた。また、対向基板側に、当該対向基板に設けた配向膜の透過部におけるラビング方向に対して透過軸方向を一致させて偏光板9を張り付けた。
As described above, a cell was assembled according to a normal process using the TFT substrate having the alignment film formed on the surface side and the counter substrate. At this time, the TFT substrate and the counter substrate are bonded to each other so that the alignment film on the TFT substrate side and the alignment film on the counter plate side are anti-parallel in the reflection part and twisted at 90 ° in the transmission part. A liquid crystal material having a phase difference of λ / 4 was formed in the reflection portion by injecting and sealing a liquid crystal material having a birefringence index Δn = 0.09 in between. Thereafter, the
以上により、図7に示す液晶表示装置1’と同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、実施例1よりもさらに透過部においての黒表示が十分で、コントラストの高い表示を得ることができた。 Thus, a panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device 1 'shown in FIG. 7 and having a color filter formed thereon was obtained. When this panel was turned on, black display in the transmissive part was further sufficient than in Example 1, and a display with high contrast could be obtained.
<実施例7>
実施例7では、図10に示す液晶表示装置21’と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 7>
In Example 7, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例6と同様の工程により、図26に示すTFT基板を用意し、この反射電極3および透過電極4上に配向膜を形成した。ただし、反射部の配向膜には、このTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して75°の角度をなすようにラビング処理を行い、透過部の反射膜に対しては偏光板の透過軸に平行にラビング処理を行った。
First, the TFT substrate shown in FIG. 26 was prepared by the same process as in Example 6, and an alignment film was formed on the
また、対向する基板(対向基板)に、実施例2と同様の工程により、反射部λ/2層22および反射部λ/4層7形成し、さらに対向電極8を介して配向膜を形成した。この際、反射部λ/2層22の形成は、その遅相軸が、対向基板の他面側に設けられる偏光板9の透過軸に対して15°の角度をなすように、下地の配向膜のラビング方向を設定して行った。また、反射部λ/4層7の形成は、その遅相軸が、反射部λ/2層22の遅相軸に対して60°の角度をなし、偏光板9の透過軸に対して75°の角度をなすように、下地の配向膜のラビング方向を設定して行った。さらに配向膜の形成は、反射部においては反射部λ/4層7の遅相軸に対して90°の角度をなし、偏光板9の透過軸に対して15°の角度をなす一方、透過部においては偏光板9と平行をなす方向にラビング処理を行った。
Further, the reflective portion λ / 2 layer 22 and the reflective portion λ / 4
以上のように表面側に配向膜が形成されたTFT基板と対向基板とを用い、実施例6と同様にセルを組み立て、図10に示す液晶表示装置21’と同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、実施例6よりもさらに黒表示が十分で、コントラストの高い表示を得ることができた。
As described above, using the TFT substrate having the alignment film formed on the surface side and the counter substrate, the cell is assembled in the same manner as in Example 6, and has the same optical configuration as the liquid
<実施例8>
実施例8では、図11に示す液晶表示装置21aと光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 8>
In Example 8, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device 21a shown in FIG. 11 was produced.
最初に、実施例6と同様の工程により、図26に示すTFT基板を用意し、この反射電極3および透過電極4上に配向膜を形成した。ただし、反射部の配向膜に対しては、このTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して52.5°の角度をなすようにラビング処理を行った。
First, the TFT substrate shown in FIG. 26 was prepared by the same process as in Example 6, and an alignment film was formed on the
また、対向する基板(対向基板)に、実施例7と同様にして、反射部λ/2層22および反射部λ/4層7形成し、さらに対向電極8を介して配向膜を形成した。ただし、反射部の配向膜に対しては、反射部λ/4層7の遅相軸に対して96.5°の角度をなし、偏光板9の透過軸に対して7.5°の角度をなす方向にラビング処理を行った。
Further, the reflective portion λ / 2 layer 22 and the reflective portion λ / 4
以上のように表面側に配向膜が形成されたTFT基板と対向基板とを用いて、通常の工程にしたがってセルを組み立てた。この際、TFT基板側の配向膜と対向板側の配向膜とが、反射部で45°の角度をなし、透過部で90°の角度をなすと共に、セルギャップが反射部で2.7μm、透過部で4.8μmとなるようにTFT基板と対向基板とを貼り合わせ、これらの間に複屈折率Δn=0.1の液晶材料を注入し、封止することで、反射部においてλ/4の位相差を有する液晶層10’を形成した。その後、実施例6と同様に偏光板5および偏光板9を張り付けた。尚、電圧を印加したときの残留位相差は、λ/4層で調整した。
As described above, a cell was assembled according to a normal process using the TFT substrate having the alignment film formed on the surface side and the counter substrate. At this time, the alignment film on the TFT substrate side and the alignment film on the opposite plate side form an angle of 45 ° at the reflection part, and an angle of 90 ° at the transmission part, and the cell gap is 2.7 μm at the reflection part. The TFT substrate and the counter substrate are bonded to each other so that the transmission portion is 4.8 μm, and a liquid crystal material having a birefringence index Δn = 0.1 is injected therebetween and sealed, so that λ / A
以上により、図11に示す液晶表示装置21aと同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、実施例6よりもさらに黒表示が十分で、コントラストの高い表示を得ることができた。また、反射部における液晶配向をツイスト配向としてセルギャップを広げたことで、ギャップに対するマージンが実施例7と比較して広がったため、高い歩留まりで生産することが可能であった。 Thus, a panel having the same optical configuration as the liquid crystal display device 21a shown in FIG. 11 and having a color filter formed thereon was obtained. When this panel was turned on, a black display was sufficient as compared with Example 6 and a display with high contrast could be obtained. In addition, since the cell gap was widened by using the liquid crystal alignment in the reflecting portion as the twist alignment, the margin for the gap was wider than that in Example 7, so that it was possible to produce with a high yield.
<実施例9>
実施例9では、図12に示す液晶表示装置51と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 9>
In Example 9, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared.
また、対向する基板には、Crを用いてブラックマトリクスを形成した後、基板上にカラーフィルタとしてR、G、Bのパターンを形成した。次に、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 On the opposite substrate, a black matrix was formed using Cr, and then R, G, and B patterns were formed as color filters on the substrate. Next, polyimide was printed on the color filter and rubbed to form an alignment film.
このときのラビング処理では、マスクラビングを行った。マスクラビングは、フォトリソグラフィ法により反射部又は透過部のいずれか一方をレジストでマスクし、所定方向にラビングを行った後、他方の領域をレジストでマスクし、所定方向にラビングを行うものである。なお、反射部では前面の偏光板の透過軸に対して45°傾くようなラビング方向とし、透過部では前面の偏光板の透過軸に対して平行になるようなラビング方向とした。 In the rubbing process at this time, mask rubbing was performed. Mask rubbing is a method in which either a reflective portion or a transmissive portion is masked with a resist by photolithography and rubbing is performed in a predetermined direction, and then the other region is masked with a resist and rubbing is performed in a predetermined direction. . Note that the rubbing direction was inclined at 45 ° with respect to the transmission axis of the polarizing plate on the front surface in the reflection portion, and the rubbing direction was parallel to the transmission axis of the polarizing plate on the front surface in the transmission portion.
この配向膜上に、紫外線硬化性の液晶モノマをスピンコートにより塗布し、露光工程を経ることにより、位相差層としてλ/4層が形成されるようにした。液晶ポリマは下地の配向膜のラビング方向に沿って配向するので、反射部ではλ/4層として機能するが、透過部では遅相軸が前面の偏光板の透過軸と平行とされるので実効的な位相差が生じない。紫外線硬化性の液晶モノマとしては、メルク社製RMM34を用いた。この紫外線硬化性の液晶モノマ材料は酸素の存在により重合が不十分なものとなるため、N2雰囲気で上記処理を行った。また、RMM34は、Δnが0.145であるため、位相差層の膜厚が950nmとなるようにスピンコートすることにより、面内で135nm〜140nm程度に収まるリタデーションを得ることができた。位相差層形成後、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 On this alignment film, an ultraviolet curable liquid crystal monomer was applied by spin coating, and an λ / 4 layer was formed as a retardation layer by an exposure process. Since the liquid crystal polymer is aligned along the rubbing direction of the underlying alignment film, it functions as a λ / 4 layer in the reflective part, but in the transmissive part it is effective because the slow axis is parallel to the transmission axis of the polarizing plate on the front surface. Phase difference does not occur. As an ultraviolet curable liquid crystal monomer, RMM34 manufactured by Merck & Co. was used. Since this ultraviolet curable liquid crystal monomer material becomes insufficiently polymerized due to the presence of oxygen, the above treatment was performed in an N 2 atmosphere. In addition, since RMM34 has a Δn of 0.145, a retardation that falls within about 135 nm to 140 nm in the plane can be obtained by spin coating so that the thickness of the retardation layer is 950 nm. After forming the retardation layer, the counter electrode was formed by sputtering ITO.
この後は、通常のセル工程である。すなわち、さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 After this, a normal cell process is performed. That is, an alignment film was formed by further printing and rubbing polyimide on the counter electrode.
ここで、位相差層が形成された側のラビング方向は、位相差層の液晶ポリマの配向方向と同方向とした。また、TFT等が形成された側のラビング方向は、セル構成がアンチパラレルになる方向とした。 Here, the rubbing direction on the side where the retardation layer was formed was the same as the alignment direction of the liquid crystal polymer of the retardation layer. In addition, the rubbing direction on the side where the TFT or the like was formed was the direction in which the cell configuration was anti-parallel.
TFT等が形成された基板と、位相差層等が形成された基板との間に液晶を注入し、封止した後、透過部の位相差層の遅相軸と透過軸が平行となるように、前面に偏光板を貼り付けることにより、図12に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有し、且つカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射表示及び透過表示のいずれにおいてもコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 After injecting and sealing liquid crystal between the substrate on which the TFT or the like is formed and the substrate on which the retardation layer or the like is formed, the slow axis and the transmission axis of the retardation layer in the transmission part are parallel to each other. Further, by attaching a polarizing plate to the front surface, a panel having the same optical configuration as the liquid crystal display device shown in FIG. 12 and having a color filter formed was obtained. When this panel was turned on, it was confirmed that high-contrast image display was realized in both reflective display and transmissive display.
<実施例10>
実施例10では、図15に示す液晶表示装置61と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 10>
In Example 10, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared.
また、対向する基板には、Crを用いてブラックマトリクスを形成した後、基板上にカラーフィルタとしてR、G、Bのパターンを形成した。次に、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、実施例10と同様にマスクラビングすることにより配向膜を形成した。 On the opposite substrate, a black matrix was formed using Cr, and then R, G, and B patterns were formed as color filters on the substrate. Next, polyimide was printed on the color filter, and the alignment film was formed by mask rubbing in the same manner as in Example 10.
この配向膜上に、紫外線硬化性の液晶モノマをスピンコートにより塗布し、露光工程を経ることにより位相差層としてλ/2層が形成されるようにした。紫外線硬化性の液晶モノマは下地の配向膜のラビング方向に沿って配向するので、反射部ではλ/2層として機能するが、透過部では遅相軸が前面の偏光板の透過軸と平行とされるので実効的な位相差が生じない。 On this alignment film, an ultraviolet curable liquid crystal monomer was applied by spin coating, and a λ / 2 layer was formed as a retardation layer through an exposure process. Since the UV curable liquid crystal monomer is aligned along the rubbing direction of the underlying alignment film, it functions as a λ / 2 layer in the reflective part, but in the transmissive part, the slow axis is parallel to the transmission axis of the front polarizing plate. Therefore, an effective phase difference does not occur.
次に、λ/2層上にポリイミドを印刷し、反射部では先だってのラビング方向に対して60°傾いた方向となるようにラビング処理を行い、透過部では前面の偏光板の透過軸に対して平行になるようなラビング方向となるようにラビング処理を行うことにより配向膜を形成した。 Next, polyimide is printed on the λ / 2 layer, and the rubbing process is performed so that the reflective portion is inclined by 60 ° with respect to the previous rubbing direction, and the transmission portion is directed to the transmission axis of the polarizing plate on the front surface. The alignment film was formed by performing a rubbing process so that the rubbing directions were parallel to each other.
この配向膜上に、紫外線硬化性の液晶モノマを塗布し、露光工程を経ることにより位相差層としてλ/4層が形成されるようにした。紫外線硬化性の液晶モノマは下地の配向膜のラビング方向に沿って配向するので、反射部ではλ/4層として機能するが、透過部では遅相軸が前面の偏光板の透過軸と平行とされるので実効的な位相差が生じない。 An ultraviolet curable liquid crystal monomer was applied on the alignment film, and a λ / 4 layer was formed as a retardation layer through an exposure process. Since the ultraviolet curable liquid crystal monomer is aligned along the rubbing direction of the underlying alignment film, it functions as a λ / 4 layer in the reflective part, but in the transmissive part, the slow axis is parallel to the transmission axis of the front polarizing plate. Therefore, an effective phase difference does not occur.
次に、λ/4層上にITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 Next, a counter electrode was formed by sputtering ITO on the λ / 4 layer.
この後は、通常のセル工程である。すなわち、さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。ここで、液晶層の配向方向がλ/2とλ/4との中間となるようにラビング処理を行った。 After this, a normal cell process is performed. That is, an alignment film was formed by further printing and rubbing polyimide on the counter electrode. Here, the rubbing treatment was performed so that the alignment direction of the liquid crystal layer was intermediate between λ / 2 and λ / 4.
以上のようにTFT等が形成された基板と、位相差層等が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、偏光板を基板の両面に貼り付けた。ここで、反射部λ/2層の遅相軸に対して前面の偏光板の透過軸が15°の傾きとなるように前面の偏光板を配した。また、後面側の偏光板は、その透過軸が前面の偏光板の透過軸と90°の角度をなすように配した。したがって、透過部λ/2層の遅相軸に対して、前面の偏光板の透過軸が平行となる。 As described above, a cell was assembled according to a normal process using a substrate on which a TFT or the like was formed and a substrate on which a retardation layer or the like was formed, and polarizing plates were attached to both surfaces of the substrate. Here, the front polarizing plate was arranged so that the transmission axis of the front polarizing plate had an inclination of 15 ° with respect to the slow axis of the reflection part λ / 2 layer. Further, the rear polarizing plate was arranged such that its transmission axis forms an angle of 90 ° with the transmission axis of the front polarizing plate. Therefore, the transmission axis of the front polarizing plate is parallel to the slow axis of the transmission part λ / 2 layer.
以上のようにして、図15に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有し、且つカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射表示及び透過表示のいずれにおいてもコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 As described above, a panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device shown in FIG. 15 and having a color filter formed thereon was obtained. When this panel was turned on, it was confirmed that high-contrast image display was realized in both reflective display and transmissive display.
<実施例11>
実施例11では、図16に示す液晶表示装置71と光学的な構成が同じとされたパネルを作製した。
<Example 11>
In Example 11, a panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。さらにこの反射電極及び透明電極上に紫外線硬化性の液晶モノマを塗布することにより、位相差層としてλ/4層を形成した。なお、このとき、反射部の位相差層のみがλ/4層として機能するように、予めマスクラビングにより反射部と透過部とでラビング方向が異なるような配向処理を下地に施しておく。さらにこの位相差層上にポリイミドを印刷し、配向膜を形成した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared. Furthermore, a λ / 4 layer was formed as a retardation layer by applying an ultraviolet curable liquid crystal monomer on the reflective electrode and the transparent electrode. At this time, an orientation process is applied to the base so that the rubbing direction is different between the reflecting portion and the transmitting portion by mask rubbing so that only the retardation layer of the reflecting portion functions as a λ / 4 layer. Further, polyimide was printed on the retardation layer to form an alignment film.
また、対向する基板には、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成し、位相差層を形成しなかった。さらに対向電極上にポリイミドを印刷し、ラビングすることにより配向膜を形成した。 Moreover, the counter electrode was formed on the opposing substrate by sputtering ITO, and the retardation layer was not formed. Further, polyimide was printed on the counter electrode and rubbed to form an alignment film.
以上のようにTFT及び位相差層等が形成された基板と、対向電極が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、パネルを得た。このパネルを点灯したところ、透過表示を行った際に実施例9と同等のコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 As described above, a cell was assembled according to a normal process using the substrate on which the TFT and the retardation layer were formed and the substrate on which the counter electrode was formed, to obtain a panel. When this panel was turned on, it was confirmed that an image display with a high contrast equivalent to that in Example 9 was realized when transmissive display was performed.
<実施例12>
実施例12では、図17に示す液晶表示装置81と光学的な構成が同じとされた液晶表示装置を作製した。
<Example 12>
In Example 12, a liquid crystal display device having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板を用意した。 First, a substrate on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared.
また、前面の基板に、Crを用いてブラックマトリクスを形成した後、基板上にカラーフィルタとしてR、G、Bのパターンを形成した。次に、カラーフィルタ上にポリイミドを印刷し、実施例9と同様にマスクラビングすることにより配向膜を形成した。 Also, after forming a black matrix using Cr on the front substrate, R, G, and B patterns were formed as color filters on the substrate. Next, polyimide was printed on the color filter, and mask alignment was performed in the same manner as in Example 9 to form an alignment film.
この配向膜上に、紫外線硬化性の液晶モノマを塗布し、露光工程を経ることにより、位相差層としてλ/4層が形成されるようにした。このとき、各位相差層の膜厚を、各画素の位相差に応じて設定した。すなわち、Gについては実施例9と同様に、膜厚950nmとした。また、Bについては、その色のリタデーションに合わせてΔnが0.155程度になるので、膜厚730nmとなるように位相差層を形成した。また、Rについては、その色のリタデーションに合わせてΔnが0.135程度になるので、膜厚1200nm程度となるように位相差層を形成した。 On this alignment film, an ultraviolet curable liquid crystal monomer was applied and subjected to an exposure process, whereby a λ / 4 layer was formed as a retardation layer. At this time, the film thickness of each phase difference layer was set according to the phase difference of each pixel. That is, G was set to a film thickness of 950 nm as in Example 9. For B, since Δn is about 0.155 in accordance with the retardation of the color, a retardation layer was formed so as to have a film thickness of 730 nm. For R, the retardation layer is formed so that the film thickness is about 1200 nm because Δn is about 0.135 in accordance with the retardation of the color.
紫外線硬化性の液晶モノマは下地の配向膜のラビング方向に沿って配向するので、反射部ではλ/4層として機能するが、透過部では遅相軸が前面の偏光板の透過軸と平行とされるので実効的な位相差が生じない。 Since the ultraviolet curable liquid crystal monomer is aligned along the rubbing direction of the underlying alignment film, it functions as a λ / 4 layer in the reflective part, but in the transmissive part, the slow axis is parallel to the transmission axis of the front polarizing plate. Therefore, an effective phase difference does not occur.
位相差層形成後、ITOをスパッタすることにより対向電極を形成した。 After forming the retardation layer, the counter electrode was formed by sputtering ITO.
以上のようにTFT等が形成された基板と、位相差層等が形成された基板とを用いて通常の工程に従ってセルを組み立て、図17に示す液晶表示装置と同じ光学的な構成を有するパネルを得た。このパネルを点灯したところ、実施例9のパネルの表示品質を上回る黒表示が得られ、さらにコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 A panel having the same optical configuration as that of the liquid crystal display device shown in FIG. 17 is obtained by assembling a cell according to a normal process using the substrate on which the TFT or the like is formed as described above and the substrate on which the retardation layer or the like is formed. Got. When this panel was turned on, it was confirmed that a black display exceeding the display quality of the panel of Example 9 was obtained and an image display with higher contrast was realized.
<実施例13>
実施例13では、位相差層を配向分割するために光配向処理を採用したこと以外は実施例10と同様にして、フルカラーのパネルを作製した。なお、配向膜としては、バンティコ社製のものを用いた。
<Example 13>
In Example 13, a full-color panel was produced in the same manner as in Example 10 except that the photo-alignment treatment was adopted to divide the retardation layer. The alignment film used was manufactured by Bantico.
このパネルを点灯したところ、実施例10と同様に、反射表示及び透過表示のいずれにおいてもコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 When this panel was turned on, as in Example 10, it was confirmed that high-contrast image display was realized in both reflective display and transmissive display.
<実施例14>
実施例14では、図18に示す液晶表示装置51’と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 14>
In Example 14, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板(TFT基板)を用意した。ただし、このTFT基板の形成においては、反射部と透過部のセルギャップの差分に当たる膜厚の層間膜52を反射電極3の下層に設けた。
First, a substrate (TFT substrate) on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared. However, in the formation of this TFT substrate, an
その後、TFT基板の反射電極3および透過電極4上にポリイミドを印刷し、マスクラビングを行うことにより、反射部においてはこのTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して45°の角度をなす一方、透過部においてはこの偏光板5と平行をなすラビング方向の配向膜53を形成した。
Thereafter, polyimide is printed on the
また、対向する基板(対向基板)に、実施例9と同様の工程により、反射部λ/4層7と透過部λ/4層55を形成し、さらに対向電極8を形成した。この際、反射部λ/4層7の遅相軸が、この対向基板に設けられる偏光板9の透過軸と45°をなす一方、透過部λ/4層55の遅相軸が偏光板9の透過軸と平行をなすようにする。
In addition, the reflective portion λ / 4
その後、この対向電極8上にポリイミドを印刷し、マスクラビングを行うことにより、反射部においては反射部λ/4層7の遅相軸に対して90°の角度をなす一方、透過部においては透過部λ/4層55の遅相軸と平行をなすラビング方向の配向膜56を形成した。
Thereafter, polyimide is printed on the counter electrode 8 and mask rubbing is performed, so that the reflection portion forms an angle of 90 ° with respect to the slow axis of the reflection portion λ / 4
以上のように表面側に配向膜が形成されたTFT基板と対向基板とを用いて、通常の工程にしたがってセルを組み立てた。この際、TFT基板側の配向膜53と対向板側の配向膜56とが、反射部でアンチパラレルとなり、透過部で90°の角度をなすと共に、セルギャップが反射部で1.4μm、透過部で4.0μmとなるようにTFT基板と対向基板とを貼り合わせ、これらの間に複屈折率Δn=0.12の液晶材料を注入し、封止することで、反射部においてλ/4の位相差を有する液晶層10’を形成した。その後、TFT基板側に、配向膜53の透過部におけるラビング方向に対して透過軸方向を一致させて偏光板5を張り付けた。また、対向基板側に、配向膜56の透過部におけるラビング方向に対して透過軸方向を一致させて偏光板9を張り付けた。尚、電圧を印加したときの残留位相差は、λ/4層で調整した。
As described above, a cell was assembled according to a normal process using the TFT substrate having the alignment film formed on the surface side and the counter substrate. At this time, the alignment film 53 on the TFT substrate side and the alignment film 56 on the opposite plate side are anti-parallel at the reflection part, form an angle of 90 ° at the transmission part, and have a cell gap of 1.4 μm at the reflection part. The TFT substrate and the counter substrate are bonded to each other so as to have a thickness of 4.0 μm, and a liquid crystal material having a birefringence index Δn = 0.12 is injected between them and sealed, so that λ / 4 is formed in the reflective portion. A
以上により、図18に示す液晶表示装置51’と同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射部での反射表示、透過部での透過表示とも、コントラストの高い表示を実現することができた。特に透過表示については、実施例9(図12参照)よりもさらにコントラストが高く、視野角の広い表示を行うことができた。 Thus, a panel having the same optical configuration as the liquid crystal display device 51 'shown in FIG. 18 and having a color filter formed thereon was obtained. When this panel was turned on, a high-contrast display was realized for both the reflective display at the reflective portion and the transmissive display at the transmissive portion. In particular, with regard to transmissive display, it was possible to perform display with a higher contrast and a wider viewing angle than Example 9 (see FIG. 12).
なお、本実施例14においては、セルを組み立てる際のセルギャップが、反射部で1.8μm、透過部で4.8μmとなるようにTFT基板と対向基板とを貼り合わせ、これらの間に複屈折率Δn=0.01の液晶材料を注入し、封止することで、反射部においてλ/4の位相差を有する液晶層10’を形成したパネルも作製したが、同様の効果を得ることができた。尚、このパネルにおいても、電圧を印加したときの残留位相差は、λ/4層で調整した。
In Example 14, the TFT substrate and the counter substrate were bonded together so that the cell gap when assembling the cells was 1.8 μm at the reflection part and 4.8 μm at the transmission part. A panel in which a
<実施例15>
実施例15では、図21に示す液晶表示装置61’と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 15>
In Example 15, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例14と同様の工程により、図26に示すようなTFT等および層間膜52が形成された基板(TFT基板)を用意し、このTFT基板の反射電極3および透過電極4上に配向膜53を形成した。ただし、配向膜53は、反射部においては、このTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して15°をなす一方、透過部においては偏光板5と平行をなすラビング方向で形成した。
First, a substrate (TFT substrate) on which a TFT and the like and an
また、対向する基板(対向基板)に、実施例10と同様の工程により、反射部λ/2層22および反射部λ/4層7、透過部λ/2層62および透過部λ層55を形成し、さらに対向電極8を介して配向膜56を形成した。この際、反射部λ/2層22の形成は、その遅相軸が、対向基板の他面側に設けられる偏光板9の透過軸に対して75°の角度をなすように、下地の配向膜のラビング方向を設定して行った。また、反射部λ/4層7の形成は、その遅相軸が、反射部λ/2層22の遅相軸に対して60°の角度をなし、偏光板9の透過軸に対して15°の角度をなすように、下地の配向膜のラビング方向を設定して行った。一方、透過部λ/2層62および透過部λ層55の形成は、それぞれの遅相軸が、偏光板9の透過軸と平行をなすように、下地の配向膜のラビング方向を設定して行った。さらに配向膜56の形成は、反射部においては反射部λ/4層7の遅相軸に対して90°の角度をなし、かつ偏光板9の透過軸に対して75°をなす一方、透過部においては偏光板9と平行をなす方向にラビング処理を行った。
Further, the reflective portion λ / 2 layer 22, the reflective portion λ / 4
以上のように表面側に配向膜53,56が形成されたTFT基板と対向基板とを用い、実施例14と同様にセルを組み立て、図21に示す液晶表示装置61’と同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射部での反射表示、透過部での透過表示とも、コントラストの高い表示を実現することができた。特に反射表示については、実施例14よりも、コントラストの高い表示を行うことができ、また透過表示については実施例14と同様に高コントラストで広視野角となった。
As described above, using the TFT substrate having the alignment films 53 and 56 formed on the surface side and the counter substrate, a cell is assembled in the same manner as in Example 14 and has the same optical configuration as the liquid
<実施例16>
実施例16では、図22に示す液晶表示装置71’と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。このパネルは、図18を用いて説明した実施例14のパネルと光学構成は同じであり、位相差層がTFT基板側に設けられている点が実施例14床なっている。
<Example 16>
In Example 16, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例11と同様の工程により、図26に示すようなTFT等および層間膜52が形成された基板(TFT基板)を用意し、このTFT基板の反射電極3上に反射部λ/4層7を形成すると共に、透過電極4上に透過部λ/4層55を形成し、さらに配向膜53を形成した。ただし、配向膜53は、反射部においては、このTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して45°の角度をなす一方、透過部においては偏光板5と平行をなすラビング方向で形成した。
First, a substrate (TFT substrate) on which a TFT and the like and an
また、対向する基板(対向基板)に、実施例11と同様の工程により、反射部と透過部のセルギャップの差分に当たる膜厚の層間膜52を反射部に形成した後、対向電極8を形成し、さらに配向膜56を形成した。ただし、配向膜56は、反射部においては、この対応基板の他面側に設けられる偏光板9の透過軸方向に対して45°の角度をなすと共にTFT基板側の配向膜53とアンチパラレルをなす一方、透過部においてはこの対向基板の他面側に設けられる偏光板9の透過軸方向と平行をなすラビング方向の配向膜を形成した。
Further, on the opposing substrate (opposite substrate), an
以上のように表面側に配向膜53,56が形成されたTFT基板と対向基板とを用い実施例14と同様にセルを組み立て、図22に示す液晶表示装置71’と同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射部での反射表示、透過部での透過表示とも、実施例14と同様にコントラストの高い表示を実現することができた。
A cell is assembled in the same manner as in Example 14 using the TFT substrate having the alignment films 53 and 56 formed on the surface side and the counter substrate as described above, and has the same optical configuration as the liquid
<実施例17>
実施例17では、図23に示す液晶表示装置81’と光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 17>
In Example 17, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例1と同様の工程により、図26に示すようなTFT等が形成された基板(TFT基板)を用意した。ただし、図26に示すTFT基板の形成においては、反射部と透過部のセルギャップの差分に当たる膜厚の層間膜52を反射電極3の下層に設けた。 First, a substrate (TFT substrate) on which TFTs and the like as shown in FIG. 26 were formed by the same process as in Example 1 was prepared. However, in the formation of the TFT substrate shown in FIG.
その後、TFT基板の反射電極3および透過電極4上にポリイミドを印刷し、マスクラビングを行うことにより、反射部においてはこのTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して45°の角度をなす一方、透過部においてはこの偏光板5と平行をなすラビング方向の配向膜53を形成した。
Thereafter, polyimide is printed on the
また、対向する基板(対向基板)に、実施例12(図17参照)と同様の工程により、R,G,Bのカラーフィルタ42R,42G,42Bを形成し、さらに各色のリタデーションに合わせた各膜厚の反射部λ/4層7R,7G,7Bおよび透過部λ/4層55R,55G,55Bを形成し、オーバーコート層43および対向電極8を介して配向膜56を形成した。この際、反射部λ/4層7R,7G,7Bの遅相軸が、この対向基板の他面側に設けられる偏光板9の透過軸方向に対して45°の角度をなす一方、透過部λ/4層55R,55G,55Bの遅相軸が、偏光板9の透過軸と平行をなすようにした。また、配向膜56は、反射部においては反射部λ/4層7R,7G,7Bの遅相軸に対して90°の角度をなす一方、透過部においては透過部λ/4層55R,55G,55Bの遅相軸と平行をなすラビング方向で形成した。尚、光軸、ラビング方向については、図18を用いて説明した実施例14のパネルと光学構成は同じであり、位相差層の厚さがそれぞれに設定されている変更されている。
Further, R, G, and
以上のように表面側に配向膜53,56が形成されたTFT基板と対向基板とを用い実施例14と同様にセルを組み立て、図23に示す液晶表示装置81’と同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射部での反射表示、透過部での透過表示とも、実施例14よりもさらに黒表示が十分でコントラストの高い表示を実現することができた。
As described above, a cell is assembled in the same manner as in Example 14 using the TFT substrate having the alignment films 53 and 56 formed on the surface side and the counter substrate, and has the same optical configuration as the liquid
<実施例18>
実施例18では、反射部と透過部の各位相差層を配向分割するために、光配向処理を採用したこと以外は実施例15と同様にしてフルカラーのパネルを作製した。光配向処理においては、マスク露光によって透過部、反射部で別々の偏光をあて、実施例18と同じ方向に反射部λ/4層および透過部λ・4層を配向させた。
<Example 18>
In Example 18, a full-color panel was produced in the same manner as in Example 15 except that a photo-alignment process was employed in order to orientation-divide each retardation layer of the reflection part and the transmission part. In the photo-alignment treatment, the transmission portion and the reflection portion were separately polarized by mask exposure, and the reflection portion λ / 4 layer and the transmission portion λ · 4 layer were aligned in the same direction as in Example 18.
このパネルを点灯したところ、実施例15と同様に、反射表示および透過表示のいずれにおいてもコントラストの高い画像表示を実現することが確認された。 When this panel was turned on, as in Example 15, it was confirmed that high-contrast image display was realized in both reflective display and transmissive display.
<実施例19>
実施例19では、図24に示す液晶表示装置61aと光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルを作製した。
<Example 19>
In Example 19, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
最初に、実施例14と同様の工程により、図26に示すようなTFT等および層間膜52が形成された基板(TFT基板)を用意し、このTFT基板の反射電極3および透過電極4上に配向膜53を形成した。ただし、配向膜53は、反射部においては、このTFT基板の他面側に設けられる偏光板5の透過軸方向に対して37.5°の角度をなす一方、透過部においては偏光板5と平行をなすラビング方向で形成した。
First, a substrate (TFT substrate) on which a TFT and the like and an
また、対向する基板(対向基板)に、実施例15(図21参照)と同様の工程により、反射部λ/2層22および反射部λ/4層7、透過部λ/2層62および透過部λ/4層55を形成し、さらに対向電極8を介して配向膜56を形成した。
ただし、配向膜56の形成は、反射部においては反射部λ/4層7の遅相軸に対して22.5°の角度をなす一方、透過部においては偏光板9と平行をなす方向にラビング処理を行った。
Further, the reflective portion λ / 2 layer 22, the reflective portion λ / 4
However, the alignment film 56 is formed in the direction parallel to the
以上のように表面側に配向膜53,56が形成されたTFT基板と対向基板とを用い、実施例14と同様にセルを組み立てた。この際、配向膜53,56のラビング方向が、反射部で45°をなし、透過部で90°の角度をなすと共に、セルギャップが反射部で2.7μm、透過部で4.8μmとなるようにTFT基板と対向基板とを貼り合わせ、これらの間に複屈折率Δn=0.10の液晶材料を注入し、封止した。その後、TFT基板側に、配向膜53の透過部におけるラビング方向に対して透過軸方向を一致させて偏光板5を張り付けた。また、対向基板側に、配向膜56の透過部におけるラビング方向に対して透過軸方向を一致させて偏光板9を張り付けた。
A cell was assembled in the same manner as in Example 14 using the TFT substrate having the alignment films 53 and 56 formed on the front surface side and the counter substrate as described above. At this time, the rubbing directions of the alignment films 53 and 56 form an angle of 45 ° at the reflection portion and an angle of 90 ° at the transmission portion, and the cell gap becomes 2.7 μm at the reflection portion and 4.8 μm at the transmission portion. In this way, the TFT substrate and the counter substrate were bonded together, and a liquid crystal material having a birefringence Δn = 0.10 was injected between them and sealed. Thereafter, the
以上により、図24に示す液晶表示装置61aと同じ光学構成を有し、かつカラーフィルタが形成された構成のパネルを得た。このパネルを点灯したところ、反射部での反射表示、透過部での透過表示とも、実施例15と同様にコントラストの高い表示を実現することができた。また、反射部における液晶配向がツイストネマチックとしてセルギャップを広げたことで、ギャップに対するマージンが実施例15と比較して広がったため、高い歩留まりで生産することが可能であった。
Thus, a panel having the same optical configuration as the liquid
なお、本実施例19においては、セルを組み立てる際に、TFT基板側の配向膜53と対向板側の配向膜56とが、反射部、透過部ともに90°の角度をなすと共に、セルギャップが反射部で3.3μm、透過部で4.8μmとなるようにTFT基板と対向基板とを貼り合わせ、これらの間に複屈折率Δn=0.10の液晶材料を注入し、封止することで、図25に示す液晶表示装置61aと光学的な構成が同じとされたフルカラーのパネルも作製したが、同様の効果を得ることができた。
In Example 19, when assembling the cell, the alignment film 53 on the TFT substrate side and the alignment film 56 on the counter plate side form an angle of 90 ° in both the reflection part and the transmission part, and the cell gap is The TFT substrate and the counter substrate are bonded to each other so that the reflection portion is 3.3 μm and the transmission portion is 4.8 μm, and a liquid crystal material having a birefringence Δn = 0.10 is injected between them to seal. Thus, a full-color panel having the same optical configuration as that of the liquid
2…基板、3…反射電極、4…透明電極、5…偏光板、6…基板、7…反射部λ/4層、8…対向電極、9…偏光板、10…液晶層、10’…液晶層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Board | substrate, 3 ... Reflective electrode, 4 ... Transparent electrode, 5 ... Polarizing plate, 6 ... Board | substrate, 7 ... Reflection part (lambda) / 4 layer, 8 ... Counter electrode, 9 ... Polarizing plate, 10 ... Liquid crystal layer, 10 '... Liquid crystal layer
Claims (7)
少なくとも一方の基板の液晶層側には、前記反射部に位相差層が形成される領域と前記透過部に位相差層が形成されていない領域とを含み、
上記反射部と透過部とで上記液晶層の層厚が異なる
ことを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates and a reflection portion and a transmission portion are formed.
The liquid crystal layer side of at least one of the substrates includes a region where a retardation layer is formed in the reflection portion and a region where no retardation layer is formed in the transmission portion,
The liquid crystal display device, wherein the liquid crystal layer has a thickness different between the reflective portion and the transmissive portion.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the thickness of the liquid crystal layer is different between the reflective portion and the transmissive portion due to pattern formation of the retardation layer.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the reflection portion of the liquid crystal display device has a broadband with a phase difference of a combination of two layers of λ / 2 and λ / 4.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein at least one of the substrates includes a color filter, and the retardation layer is formed closer to the liquid crystal layer than the color filter.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal layer is in one of states of the voltage applied and no application has a phase difference of lambda / 4 in the reflective portion, claim 1, characterized in that it has a phase difference of lambda / 2 in the transmissive portion The liquid crystal display device described .
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the retardation layer is made of a liquid crystal polymer.
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the liquid crystal polymer is obtained by curing an ultraviolet curable liquid crystal monomer exhibiting a nematic phase.
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