JP2010230835A - Reflective liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、サイドライトを有する反射型液晶表示装置に関するものであり、特に光源の光を効率良く利用するため対策に関する。 The present invention relates to a reflective liquid crystal display device having a sidelight, and more particularly to measures for efficiently using light from a light source.
液晶パネルは薄型、低消費電力という点からテレビや携帯をはじめ、数多くの機器の表示素子として利用されている。特に反射型液晶表示パネルは外部光を利用するため、特に低消費電力効果が高い。しかし、暗所などで使用する場合は外部光源を用いる必要がある。その際用いられる手法として、フロントライト方式がある。 Liquid crystal panels are used as display elements in many devices such as televisions and mobile phones because of their thinness and low power consumption. In particular, since the reflective liquid crystal display panel uses external light, the low power consumption effect is particularly high. However, when used in a dark place, it is necessary to use an external light source. There is a front light method as a method used in this case.
フロントライトは発光ダイオード等の光源の光を導光板と呼ばれるプリズムの形成された薄い板を液晶パネルの視認側に設け、光源からの光をプリズムで液晶パネル方向に反射させることで照明する。 The front light illuminates light from a light source such as a light emitting diode by providing a thin plate called a light guide plate on which a prism is formed on the viewing side of the liquid crystal panel and reflecting the light from the light source toward the liquid crystal panel.
しかし、フロントライトを加えることで液晶パネルの厚みが増してしまうため、薄型のメリットが低減してしまう。そこで、液晶層を挟む基板そのものを導光板として使用し、液晶にポリマーネットワーク液晶(以下PNLC)と呼ばれる液晶層内に微細なポリマーネットワークを形成し、液晶と高分子の屈折率差で光散乱状態を実現する液晶を使用することで、より薄型な直接入射型の反射型液晶表示素子が実現できる。ただし、この方式では光源側の液晶パネル端面から入射した光の一部が光源側と反対側の端面から抜けていき、光源の光を十分有効に利用できていないという問題がある。 However, since the thickness of the liquid crystal panel is increased by adding a front light, the merit of thinness is reduced. Therefore, the substrate itself sandwiching the liquid crystal layer is used as a light guide plate, a fine polymer network is formed in the liquid crystal layer called polymer network liquid crystal (hereinafter referred to as PNLC), and the light scattering state is caused by the difference in refractive index between the liquid crystal and the polymer. By using a liquid crystal that realizes the above, a thinner direct incident type reflective liquid crystal display element can be realized. However, this method has a problem that a part of the light incident from the end face of the liquid crystal panel on the light source side passes through the end face on the side opposite to the light source side and the light from the light source cannot be used sufficiently effectively.
この解決方法として、光の抜ける端面部分に反射層を密着させる、あるいは光反射機構を形成した枠に液晶パネルを組み込み密着させることにより、抜ける光をフロントライト側に戻すという従来技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a solution to this problem, there is known a conventional technique in which a reflecting layer is closely attached to an end surface portion from which light is emitted or a liquid crystal panel is incorporated and closely attached to a frame having a light reflecting mechanism to return the light to escape to the front light side. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、反射層を液晶パネルの端面部に密着させるには、単面部に平坦性を持たせなければ難しく、光の漏れなどによる輝度減少が発生していた。本発明は光源からの光をロスする問題を解決し、光源側と反対側の導光板の端面からの光漏れ抑制して光を高効率で利用する反射型液晶表示素子の提供を目的とする。 However, it is difficult to bring the reflective layer into close contact with the end face portion of the liquid crystal panel unless the single face portion has flatness, and luminance reduction occurs due to light leakage or the like. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problem of losing light from a light source, and to provide a reflective liquid crystal display element that uses light with high efficiency by suppressing light leakage from the end face of a light guide plate opposite to the light source. .
本発明は、上側基板と、反射板を備えた下側基板とを有し、上側基板と下側基板との間に液晶層を挟んだ液晶パネルと、液晶パネルの端面側に光源を備えた反射型液晶表示装置であって、光源が配置される液晶パネルの端面側と相対する端面側には、側面反射板を設け、側面反射板は、液晶パネルの端面に対向し、且つ液晶パネルの表示面に対し、斜めに角度を持って配置されていることを特徴とする。また、反射板は、下側基板より側面反射板側に張り出して配置され、液晶パネルの端面と、反射板と、側面反射板とで囲まれた空間を有することを特徴とする。 The present invention includes a liquid crystal panel having an upper substrate and a lower substrate having a reflecting plate, with a liquid crystal layer sandwiched between the upper substrate and the lower substrate, and a light source on the end face side of the liquid crystal panel. In the reflective liquid crystal display device, a side reflector is provided on an end surface opposite to an end surface of the liquid crystal panel on which the light source is disposed, the side reflector is opposed to the end surface of the liquid crystal panel, and the liquid crystal panel It is characterized by being arranged at an angle with respect to the display surface. Further, the reflection plate is arranged so as to protrude from the lower substrate toward the side reflection plate, and has a space surrounded by the end face of the liquid crystal panel, the reflection plate, and the side reflection plate.
また、側面反射板と前記反射板は一体であることを特徴とする。また、側面反射板と液
晶パネル端面は接して配置されることを特徴とする。また、その空間に、空気の屈折率と上基板または下基板の屈折率との間の屈折率を有する材料を充填したことを特徴とする。
Further, the side reflector and the reflector are integrated. The side reflector and the end face of the liquid crystal panel are disposed in contact with each other. Further, the space is filled with a material having a refractive index between the refractive index of air and the refractive index of the upper substrate or the lower substrate.
本発明は反射型液晶表示装置において、光源の反対側に金属板を設置することにより、液晶パネルあるいは導光板から抜けていく光を再利用し、光の利用効率を向上させることができ、より輝度および輝度均一性の高い反射型液晶表示装置を提供することができる。 In the reflective liquid crystal display device, by installing a metal plate on the opposite side of the light source, the light that escapes from the liquid crystal panel or the light guide plate can be reused, and the light use efficiency can be improved. A reflective liquid crystal display device with high brightness and high brightness uniformity can be provided.
本発明は、上側基板と、反射板を備えた下側基板との間に液晶を挟んだ液晶パネルを用い、この液晶パネルの端面側に光源を備えた反射型液晶表示装置である。光源が配置される液晶パネルの端面側と相対する端面側には、液晶パネルの端面に対向し、且つ液晶パネルの表示面に対し、斜めに角度を持って配置されている。この際、45°の角度で配置することが好ましい。そして、反射板は、下側基板より側面反射板側に張り出して配置し、液晶パネルの端面と、反射板と、側面反射板とで囲まれた空間を形成する。このような空間を形成することによって、液晶パネルの上側基板を導光して端面から出射した光は、空間内で、側面反射板、反射板、再び側面反射板と反射し、液晶パネル端面へと、光を戻すことができる。このように、液晶パネルへ再び光を入射させることにより、光源の光の利用率を高め、光源側と相対する端面側での液晶パネルの輝度を高め、輝度均一性を向上させる。 The present invention is a reflective liquid crystal display device using a liquid crystal panel in which liquid crystal is sandwiched between an upper substrate and a lower substrate having a reflector, and having a light source on the end face side of the liquid crystal panel. On the end surface side opposite to the end surface side of the liquid crystal panel where the light source is disposed, the liquid crystal panel is disposed opposite to the end surface and at an angle with respect to the display surface of the liquid crystal panel. At this time, it is preferable to dispose at an angle of 45 °. The reflecting plate is arranged so as to protrude from the lower substrate toward the side reflecting plate, and forms a space surrounded by the end face of the liquid crystal panel, the reflecting plate, and the side reflecting plate. By forming such a space, the light emitted from the end face after being guided through the upper substrate of the liquid crystal panel is reflected by the side reflector, the reflector, and the side reflector again in the space, and is directed to the end face of the liquid crystal panel. And light can be returned. In this manner, by making light incident again on the liquid crystal panel, the light utilization rate of the light source is increased, the luminance of the liquid crystal panel on the end surface side facing the light source side is increased, and the luminance uniformity is improved.
図1は、本実施例の反射型液晶表示装置の断面図である。液晶パネルは、上側基板13及び下側基板14を備えており、それぞれの基板は、厚み125μmのポリカーボネート基板である。上側基板13と下側基板14はシール剤16で接着されており、シール剤16は枠状に形成されて、液晶パネルの4辺で、上側基板13と下側基板14とを接着している。両基板の内側には透明電極(図示せず)が備えられ、両基板間には、液晶が挟持されている。本実施例では、この液晶層15の厚みを10μmとした。
FIG. 1 is a cross-sectional view of the reflective liquid crystal display device of this embodiment. The liquid crystal panel includes an
液晶層15の表示形式はTN(Twisted Nematic)、VA(Vertical Alignment)、IPS(In Plane Switching)等、特には問わないが、上基板13または下基板14、あるいは両基板を導光板として使用する場合は、光を散乱させ、反射板17側あるいは基板方向に光の進行方向を変え、輝度を高くするために、液晶層15として、PN(Polymer Network)LCや高分子分散液晶(PDLC)を用いることが好ましい。また、PNLCやPDLCの液晶パネルは、偏光板を必要としないので、高い輝度を得ることができる。
The display format of the
光源11としては、白色発光LEDを用いている。光源11は、液晶パネルの一辺側から光を入射させるように、プリズムを形成した線状光源である。発光部分の厚みは0.3mm、幅は42.7mmである。線状光源は光漏れを防ぐため、また、光を液晶パネル方向へのみ出射させるために、発光面及び白色発光LED光の入射面以外を反射カバー12で覆う構造とした。反射カバー12の材質及び形状は限定しないが、より反射率が高い材料及びより光を液晶パネル端面以外に漏れさせない構造であることが好ましい。
As the
下側基板の外側には、周囲部に設けた粘着層18であるアクリル系粘着テープを介して、下基板14よりも長い反射板17を配置した。反射板17は鏡面であり、下側基板14より光源11と相対する側に張り出して配置され、張り出したところを側面反射板19として、液晶パネルの上基板13の角と接するように液晶パネルの端部に対して、45°となるように折り曲げた。このように、液晶パネルの端面と反射板17と側面反射板19とで囲まれた空間を構成した。
On the outside of the lower substrate, a
図2は、液晶パネルの端面と側面反射板19と反射板17とで囲まれた空間部を拡大した図である。液晶パネルの上側基板13を導光して端面から出射した光21は、側面反射板19で反射し、反射板17へ導光し、反射板17で、側面反射板19へ反射し、そして、側面反射板19から液晶パネル端面へと、光を戻すように作用する。このように、液晶パネルへ再び光を入射させることにより、光源11の光の利用率を高め、光源側と相対する端面側での液晶パネルの輝度を高め、輝度均一性を向上させる。
FIG. 2 is an enlarged view of the space surrounded by the end face of the liquid crystal panel, the
側面反射板19は折り曲げ加工することにより液晶パネルに取り付けやすいように変形しており、液晶パネルの端面の角と密着させることで光漏れが生じないように取り付けた。また、側面反射板19は反射率が可能な限り高く、液晶パネルの端面に戻りやすくするために、液晶パネルの端面に対し、45°の角度で取り付けられていることが好ましい。また、図1では、側面反射板19と反射板17は一体で形成した例を示したが、それぞれを別体として配置してもよい。
The
下側基板14に備えられている反射板17は粘着層18を介して下側基板14に貼り付けられており、材質は限定しないが、反射率が高く、取り付けが容易なものが好ましい。また、図1および図2では、反射板17と下側基板14は枠状に周囲端部分のみ、粘着層で貼り付けられているが、下側基板14の全面に粘着層を設けて貼り付けても良い。
The
図3は、液晶パネルの端面、反射板17、側面反射板19で囲まれた空間を拡大した図である。図1および図2と同じ部材には同じ符号を用いている。ただし、反射板17と側面反射板19は、一体に形成されたものではなく、別材料でそれぞれ形成されており、それぞれを密着して配置している。
FIG. 3 is an enlarged view of the space surrounded by the end face of the liquid crystal panel, the
図3では、液晶パネルの端面、反射板17、側面反射板19で囲まれた空間に樹脂31を充填した。この樹脂31は、空気の屈折率と、光源からの光を主に導光している基板の屈折率との間の屈折率を有する材料である。このように、樹脂31を充填することで、空間の3面を密着させ、屈折率差を埋めることにより、液晶パネル端面から出射した光を再び入射させる際、端面での反射を軽減しより効率良く光を再入射させることができる。よって、充填する樹脂は前記液晶パネルに用いる基板と、できれば、ほぼ同じ屈折率であることが好ましい。
In FIG. 3, a
本実施例では、空気の屈折率と、基板の屈折率との間の屈折率を有する材料として、屈折率1.41のシリコーン樹脂を樹脂31として充填した。この構成では、空間の屈折率が、空気の1.00から1.41まで上昇するため、液晶パネルの上基板と下基板に使用しているポリカーボネートの屈折率1.585との差が小さくなる。よって、液晶パネル端面から出射した光が反射され、再び液晶パネルに入射する際に、屈折によるロスが減少し、光の利用効率を上げることができる。
In this embodiment, a silicone resin having a refractive index of 1.41 is filled as the
図4は、本発明の別の形態である反射型液晶表示装置の断面図である。上基板13の視認側に、輝度をより高めるための導光シート41を設けている。導光シート41は、プリズムを備えたプラスチックフィルムであり、上側基板13に粘着層42を介して貼り付けた。また、図1と同様に、光源側に相対する側の導光シート41の端面の角に、側面反射
板19を密着させることで、高効率利用効果を得ることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention. On the viewing side of the
図4の構成においても、光源11からの光は、主に導光シート41内を導光し、プリズムにより反射板17方向へと反射され、同時に反射板17で反射して、導光シート41方向へと反射を繰り返すことにより、より、高い輝度を提供することができた。
Also in the configuration of FIG. 4, the light from the
また、図3で図示したように、図4の空間部に空気の屈折率と基板の屈折率との間の屈折率を有する材料を充填しても構わない。その場合、より高い輝度を得ることが可能である。 Further, as illustrated in FIG. 3, the space portion of FIG. 4 may be filled with a material having a refractive index between the refractive index of air and the refractive index of the substrate. In that case, higher luminance can be obtained.
11 光源
12 反射カバー
13 上側基板
14 下側基板
15 液晶層
16 シール剤
17 反射板
18 粘着層
19 側面反射板
41 導光シート
42 粘着層
11 Light source 12
Claims (5)
前記光源を配置した前記液晶パネルの端面側と相対する端面側には、側面反射板を設け、該側面反射板は、前記液晶パネルの端面に対向し、且つ前記液晶パネルの表示面に対し、斜めに角度を持って配置されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。 A liquid crystal panel having an upper substrate and a lower substrate provided with a reflector, a liquid crystal panel sandwiching a liquid crystal layer between the upper substrate and the lower substrate, and a reflection provided with a light source on the end face side of the liquid crystal panel Type liquid crystal display device,
A side reflector is provided on an end face opposite to the end face of the liquid crystal panel in which the light source is disposed, the side reflector is opposed to the end face of the liquid crystal panel and is opposed to the display face of the liquid crystal panel. A reflection type liquid crystal display device, characterized in that it is arranged at an angle.
前記液晶パネルの端面と、前記反射板と、前記側面反射板とで囲まれた空間を有することを特徴とする請求項1に記載の反射型液晶表示装置。 The reflector is disposed so as to protrude from the lower substrate to the side reflector.
The reflective liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a space surrounded by an end face of the liquid crystal panel, the reflecting plate, and the side reflecting plate.
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JP2009076457A JP2010230835A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Reflective liquid crystal display device |
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2009
- 2009-03-26 JP JP2009076457A patent/JP2010230835A/en active Pending
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US11237431B2 (en) | 2016-08-01 | 2022-02-01 | Japan Display Inc. | Display apparatus |
US11592712B2 (en) | 2016-08-01 | 2023-02-28 | Japan Display Inc. | Display apparatus |
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