JP3946743B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

本発明は、ワードプロセッサ、ノート型パソコン等の情報機器や、各種映像機器およびゲーム機器、携帯型VCR、ディジタルカメラ等に使用される液晶表示装置に関するものであり、より詳しくは、特に、屋外および屋内共に使用される液晶表示装置や、自動車、航空機、船舶等の、照明環境の変化の激しい環境にて使用される液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device used for information devices such as word processors, notebook computers, various video devices and game devices, portable VCRs, digital cameras, and the like, and more particularly, outdoors and indoors. The present invention relates to a liquid crystal display device that is used together, and a liquid crystal display device that is used in an environment where the lighting environment changes rapidly, such as an automobile, an aircraft, and a ship.

従来、電気的に表示内容の書き換えが可能な自発光型表示装置として、陰極線管(CRT;Cathode Ray Tube )や、エレクトロルミネッセンス(EL;Electro Luminescence )素子、プラズマディスプレイパネル(PDP;Plasma Display Panel )等が実用化されている。   Conventionally, as a self-luminous display device capable of electrically rewriting display contents, a cathode ray tube (CRT), an electroluminescence (EL) element, a plasma display panel (PDP) Etc. have been put to practical use.

しかしながら、自発光型表示装置は、表示光そのものを発光させて表示に用いるため、電力消費量が大きいという問題点を有している。さらに、自発光型表示装置の発光面は、それ自体、高い反射率を有する表示面であることから、自発光型表示装置を用いた場合、発光輝度に比べて使用環境の周囲光が強い状況、例えば直射日光下等において、表示光が観察できなくなるいわゆるウォッシュアウト現象が避けられない。   However, since the self-luminous display device emits display light itself and uses it for display, it has a problem that power consumption is large. Furthermore, since the light-emitting surface of the self-luminous display device itself is a display surface having a high reflectance, when the self-luminous display device is used, the ambient light in the usage environment is stronger than the light emission luminance. For example, a so-called washout phenomenon in which display light cannot be observed under direct sunlight is unavoidable.

一方、表示光そのものは発光せずに、特定の光源からの光の透過光量を調節することによって文字や画像を表示するカラーディスプレイとして、液晶表示装置が実用に付されている。該液晶表示装置(LCD;Liquid Crystal Display)は、透過型液晶表示装置と、反射型液晶表示装置とに大別することが可能である。   On the other hand, a liquid crystal display device is practically used as a color display that displays characters and images by adjusting the amount of light transmitted from a specific light source without emitting display light itself. The liquid crystal display (LCD) can be roughly classified into a transmission type liquid crystal display device and a reflection type liquid crystal display device.

そのうち、カラー液晶表示装置として現在特に広く用いられているものは、背景、即ち、液晶セルの背面に、いわゆる背景照明(バックライト)と呼ばれる光源を用いた透過型液晶表示装置である。該透過型液晶表示装置は、薄型、軽量等の利点を有し、各種分野においてその用途が拡大しているが、その一方で、背景照明(バックライト)を発光させるために多量の電力を消費し、液晶の透過率変調に用いる電力が少ないにも拘らず、比較的大きな電力を要する。   Among them, what is currently widely used as a color liquid crystal display device is a transmissive liquid crystal display device using a light source called a so-called background illumination (backlight) on the back side of the liquid crystal cell. The transmissive liquid crystal display device has advantages such as thinness and light weight, and its application is expanding in various fields. On the other hand, it consumes a large amount of power to emit background light (backlight). However, a relatively large amount of power is required even though the amount of power used for modulating the transmittance of the liquid crystal is small.

しかしながら、このような透過型液晶表示装置(即ち、透過型カラー液晶表示装置)においては、前記自発光型表示装置に見られるウォッシュアウト現象は低減される。これは、透過型カラー液晶表示装置に便用されているカラーフィルタ層の表示面の反射率が、ブラックマトリクスを用いたカラーフィルタ層の低反射率化技術等によって低減されているためである。   However, in such a transmissive liquid crystal display device (that is, a transmissive color liquid crystal display device), the washout phenomenon seen in the self-luminous display device is reduced. This is because the reflectance of the display surface of the color filter layer used for the transmissive color liquid crystal display device is reduced by a technique for reducing the reflectance of the color filter layer using a black matrix.

しかしながら、透過型カラー液晶表示装置を用いた場合であっても、周囲光が非常に強く、相対的に表示光が弱い場合には、表示光の観察が困難になる。このため、このような問題点を解決すべく、さらに背景照明光を増強させると、より多くの電力を消費するという問題を招来する。   However, even when a transmissive color liquid crystal display device is used, it is difficult to observe the display light when the ambient light is very strong and the display light is relatively weak. For this reason, in order to solve such a problem, if the background illumination light is further increased, a problem that more power is consumed is brought about.

以上のような発光型表示装置や透過型液晶表示装置に対し、反射型液晶表示装置は、周囲光を利用して表示を行うため、周囲光量に比例した表示光を得ることができる。このため、反射型液晶表示装置は、上記のウォッシュアウト現象を起こさないという原理的利点を有し、直射日光の当たるような非常に明るい場所では、却ってより鮮明に表示を観察することができる。さらに、反射型液晶表示装置は、その表示において背景照明(バックライト)を必要としないため、背景照明(バックライト)を発光させるための電力を削減することが可能である等の利点を有している。このため、反射型液晶表示装置は、携帯情報端末機器やディジタルカメラ、携帯ビデオカメラ等の屋外での使用に特に適している。   In contrast to the light emitting display device and the transmissive liquid crystal display device as described above, the reflective liquid crystal display device performs display using ambient light, and thus can obtain display light proportional to the ambient light amount. For this reason, the reflective liquid crystal display device has the principle advantage that the above-described washout phenomenon does not occur, and in a very bright place where it is exposed to direct sunlight, the display can be observed more clearly. Furthermore, since the reflective liquid crystal display device does not require background illumination (backlight) in its display, it has the advantage of being able to reduce the power required to emit the background illumination (backlight). ing. For this reason, the reflective liquid crystal display device is particularly suitable for outdoor use such as a portable information terminal device, a digital camera, and a portable video camera.

しかしながら、これら従来の反射型液晶表示装置では、周囲光を表示に利用するため、表示輝度が周辺環境に依存する度合いが非常に高く、周囲光の弱い環境下では表示内容を確認することができないという問題点を有している。特に、色彩表示(カラー表示)を実現するために用いられているカラーフィルタを用いた場合、カラーフィルタが光を吸収するため、更に表示が暗くなる。従って、このような場合、上記の問題はより一層顕著になる。   However, in these conventional reflective liquid crystal display devices, since ambient light is used for display, the display luminance is very dependent on the surrounding environment, and the display content cannot be confirmed in an environment where the ambient light is weak. Has the problem. In particular, when a color filter used for realizing color display (color display) is used, the display is further darkened because the color filter absorbs light. Therefore, in such a case, the above problem becomes even more remarkable.

そこで、反射型液晶表示装置を周囲光の弱い環境下でも使用することができるように、フロントライトと呼ばれる照明装置が補助照明として開発されている。反射型液晶表示装置は、液晶層の背面に反射板が設置されており、透過型液晶表示装置のような背景照明(バックライト)を用いることができない。このため、反射型液晶表示装置に用いられる照明装置(フロントライト)は、反射型液晶表示装置を前方、即ち、表示面側から照明するようになっている。   Therefore, an illumination device called a front light has been developed as auxiliary illumination so that the reflective liquid crystal display device can be used even in an environment with low ambient light. In the reflective liquid crystal display device, a reflector is installed on the back surface of the liquid crystal layer, and background illumination (backlight) unlike the transmissive liquid crystal display device cannot be used. For this reason, the illumination device (front light) used for the reflective liquid crystal display device illuminates the reflective liquid crystal display device from the front, that is, from the display surface side.

一方、反射型液晶表示装置の利点を生かし、かつ、周囲照明光が弱い環境下での使用を可能にする液晶表示装置として、入射光の一部を透過し、残りの入射光は反射させる、いわゆる半透過性の反射膜を用いた液晶表示装置が実用化されている。このように透過光と反射光とを共に用いる液晶表示装置は、一般に半透過型液晶表示装置と呼ばれている。   On the other hand, as a liquid crystal display device that takes advantage of the reflective liquid crystal display device and enables use in an environment where ambient illumination light is weak, a part of incident light is transmitted and the remaining incident light is reflected. A liquid crystal display device using a so-called semi-transmissive reflective film has been put into practical use. Such a liquid crystal display device using both transmitted light and reflected light is generally called a transflective liquid crystal display device.

例えば、特開昭59−218483号公報(特願昭58−92885号公報に対応)等には、TN(ツイステッドネマティック)方式や、STN(スーパーツイステッドネマティック)方式等の、透過光強度を変調する液晶表示方式を用いて明度変調を行う半透過型液晶表示装置が開示されている。また、特開平7−318929号公報には、液晶層に近接して配置されている反射膜が半透過性を有する半透過型液晶表示装置が開示されている。さらに、特開平6−160878号公報には、広い視野角を実現する技術として、インプレインスイッチング法を用いた透過型液晶表示装置が開示されている。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-218483 (corresponding to Japanese Patent Application No. 58-28885) and the like modulate the transmitted light intensity such as TN (twisted nematic) method and STN (super twisted nematic) method. A transflective liquid crystal display device that performs brightness modulation using a liquid crystal display method is disclosed. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-318929 discloses a transflective liquid crystal display device in which a reflective film disposed in the vicinity of a liquid crystal layer has translucency. Further, JP-A-6-160878 discloses a transmissive liquid crystal display device using an in-plane switching method as a technique for realizing a wide viewing angle.

しかしながら、特開昭59−218483号公報に記載の半透過型液晶表示装置は、観察者側からみて液晶セルの裏面に半透過性の反射膜を配しているため、以下に示すような問題点(1) および(2) を有している。   However, the transflective liquid crystal display device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-218483 has a problem as shown below because a transflective film is disposed on the back surface of the liquid crystal cell as viewed from the observer side. It has points (1) and (2).

つまり、まず、(1) 表示の見易さを左右する明度の設定に困難を伴う。つまり、半透過型液晶表示装置の明度を反射表示を行う場合の明度に合わせて設定する場合には、該明度を、周囲光が不足するような条件での使用に備えて高く設定する必要がある。しかしながら、明度を高くするために、例えば、TN方式において用いる偏光板の透過率を高く設定すると、透過表示においては、明表示の明度を暗表示の明度で除して定義されるコントラスト比が不足し、視認性を悪化させる。一方、上記の明度を、透過表示を行う場合の明度に合わせて設定する場合には、該明度を、コントラスト比を高めるように設定することが望ましいが、この場合、反射表示において明度が不足し、視認性を悪化させる。   That is, first, (1) it is difficult to set the brightness that affects the visibility of display. In other words, when the brightness of the transflective liquid crystal display device is set in accordance with the brightness when performing reflective display, it is necessary to set the brightness high for use under conditions where ambient light is insufficient. is there. However, for example, if the transmittance of the polarizing plate used in the TN mode is set high in order to increase the brightness, the contrast ratio defined by dividing the brightness of the bright display by the brightness of the dark display is insufficient in the transmissive display. And worsen the visibility. On the other hand, when the above brightness is set in accordance with the brightness for transmissive display, it is desirable to set the brightness so as to increase the contrast ratio. However, in this case, the brightness is insufficient in the reflective display. Worsens visibility.

また、(2) 反射表示においては、基板に挟持された液晶層を通過する光を、液晶セルの裏面に設けられた反射膜で反射させて表示を観察するため、反射表示における視差(二重像)が見られ、解像度の低下を引き起こし、高解像度表示は困難となる。   In addition, in (2) reflective display, the light passing through the liquid crystal layer sandwiched between the substrates is reflected by the reflective film provided on the back surface of the liquid crystal cell to observe the display. Image), which causes a reduction in resolution and makes high-resolution display difficult.

また、前記特開平7−318929号公報に記載の半透過型液晶表示装置は、反射膜自体が半透過性を有しているため、反射表示部と透過表示部とに適した光学設計が不可能であるという問題点を有している。   Further, in the transflective liquid crystal display device described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-318929, since the reflective film itself has translucency, the optical design suitable for the reflective display unit and the transmissive display unit is not good. It has the problem that it is possible.

さらに、前記特開平6−160878号公報にて開示されているインプレインスイッチング方式は、透過型液晶表示装置に使用されているが、櫛形電極上の液晶配向は、表示に寄与しない。これは、この電極配線が多くの場合、透光性のない金属にて作製されるためではなく、液晶配向変化が透過表示には不十分な為である。   Further, the in-plane switching method disclosed in the above-mentioned JP-A-6-160878 is used in a transmissive liquid crystal display device, but the liquid crystal alignment on the comb-shaped electrode does not contribute to display. This is not because the electrode wiring is often made of a non-transparent metal, but because the change in liquid crystal alignment is insufficient for transmissive display.

そこで、これらの課題を解決すべく、本願発明者等は、視差の抑制が可能な反射型液晶表示に用いられている表示方式を、半透過型液晶表示装置に適用することを試みた。具体的には、(a) 液晶層に二色性を有する色素(二色性色素)を混入した液晶組成物を配したGH(ゲストホスト)方式、(b) 偏光板を1枚利用した反射型液晶表示方式(以下、1枚偏光板方式と略記する)の2つの方式を半透過表示に利用することを鋭意検討した。   Therefore, in order to solve these problems, the inventors of the present application tried to apply a display method used for a reflective liquid crystal display capable of suppressing parallax to a transflective liquid crystal display device. Specifically, (a) a GH (guest host) system in which a liquid crystal composition in which a dichroic dye (dichroic dye) is mixed is arranged in the liquid crystal layer, and (b) reflection using a single polarizing plate. Two types of liquid crystal display systems (hereinafter abbreviated as “single polarizing plate system”) have been studied intensively for transflective display.

尚、上記(a) および(b) の2方式に示すような、視差を生じさせない表示方式の利用の検討に際し、反射膜を液晶層に略接するように配置し、反射光に加えて透過光も表示に利用できるようにするため、反射膜には透過開口部分を設けた。   When considering the use of a display method that does not generate parallax, as shown in the two methods (a) and (b) above, a reflective film is disposed so as to be in close contact with the liquid crystal layer, and transmitted light in addition to reflected light. In order to be able to use it for display, the reflective film is provided with a transmissive aperture portion.

この結果、さらに、以下の問題点が明らかになった。まず、(a) GH方式では、液晶組成物に混入する二色性色素の濃度を、反射表示に適するように調整すると、透過表示部では、明度は高いもののコントラスト比が不足し、良好な表示を得ることができない。一方、液晶組成物に混入する上記二色性色素の濃度を、透過表示に適するように調整すると、透過表示部では良好なコントラスト比が得られるものの、反射表示部では明度が低下し、良好な反射表示を得ることはできない。   As a result, the following problems were further clarified. First, (a) In the GH method, when the concentration of the dichroic dye mixed in the liquid crystal composition is adjusted so as to be suitable for reflective display, the transmissive display portion has a high brightness but lacks a contrast ratio, and provides a good display. Can't get. On the other hand, when the concentration of the dichroic dye mixed in the liquid crystal composition is adjusted so as to be suitable for transmissive display, a good contrast ratio can be obtained in the transmissive display portion, but the brightness is reduced in the reflective display portion, which is good. A reflection display cannot be obtained.

また、(b) 1枚偏光板方式を半透過表示に用いる場合、光学特性を決定する液晶配向や液晶層厚、あるいは、それらを駆動する液晶に印加される電圧等の設定は、反射表示部に合わせて設定するか、あるいは、表示面の背面にさらに偏光板等を追加して透過表示を行い(2枚偏光板方式)、この透過表示に合わせて設定するかの二通りが考えられる。   (B) When the single-polarizing plate system is used for transflective display, the setting of the liquid crystal alignment and the liquid crystal layer thickness for determining the optical characteristics, or the voltage applied to the liquid crystal for driving them is set in the reflective display section. There are two ways to set the display in accordance with the transmissive display, or to add a polarizing plate to the back of the display surface to perform transmissive display (two-plate polarizing plate method), and to set the transmissive display.

まず、液晶層厚を反射表示に適した層厚に設定した場合の透過表示部における表示について説明する。反射表示に適した液晶層の設定を行った場合における液晶層の電界等の外場による配向変化に伴う偏光状態の変化の量は、前方、即ち、表示面側から液晶層を通って入射した光が再び液晶層を通って表示面側に出射することにより液晶層を往復して十分なコントラスト比が得られる程度である。しかしながら、この設定においては、透過表示部では、液晶層を通過した光の偏光状態の変化量が不十分である。このため、反射表示に用いる液晶セルの観察者側、即ち、表示面側に設置された偏光板に加え、透過表示のみに使用する偏光板を観察者側からみて液晶セルの背面に設置しても、透過表示部では十分な表示は得られない。つまり、液晶層の配向条件を反射表示に適した液晶層の配向条件(液晶層厚、液晶配向等)に設定した場合、透過表示部では、明度が不足するか、あるいは、明度が十分であっても、暗表示の透過率が低下せず、表示に十分なコントラスト比が得られない。   First, display in the transmissive display unit when the liquid crystal layer thickness is set to a layer thickness suitable for reflective display will be described. When the liquid crystal layer suitable for reflective display is set, the amount of change in the polarization state due to the orientation change due to the external field such as the electric field of the liquid crystal layer is incident through the liquid crystal layer from the front, that is, from the display surface side. The light is again emitted to the display surface through the liquid crystal layer, so that a sufficient contrast ratio can be obtained by reciprocating the liquid crystal layer. However, in this setting, the amount of change in the polarization state of the light that has passed through the liquid crystal layer is insufficient in the transmissive display unit. For this reason, in addition to the polarizing plate installed on the viewer side of the liquid crystal cell used for reflective display, that is, on the display surface side, a polarizing plate used only for transmissive display is installed on the back side of the liquid crystal cell when viewed from the viewer side. However, sufficient display cannot be obtained in the transmissive display unit. In other words, when the alignment conditions of the liquid crystal layer are set to the alignment conditions of the liquid crystal layer suitable for reflective display (liquid crystal layer thickness, liquid crystal alignment, etc.), the transmissive display section has insufficient brightness or sufficient brightness. However, the transmittance for dark display does not decrease, and a contrast ratio sufficient for display cannot be obtained.

さらに詳細に説明すると、反射表示を行う場合、液晶層を一度だけ通過する光に対して概ね1/4波長の位相差が付与されるように、上記液晶層における液晶の配向状態が上記液晶層に印加される電圧によって制御されている。このような位相差を液晶層を通過する光に付与すべく設定された液晶層を用いて、液晶層を通過する光に1/4波長の位相変調を与える電圧変調のみを行って透過表示を行うと、透過表示部が暗表示のときの透過率を十分に低下させる場合には、透過表示部が明表示のときには光の出射側の偏光板で約半分の強度の光が吸収され、十分な明表示が得られない。また、透過表示部が明表示のときの明度を増すために偏光板、位相差補償板等の光学素子の配置を行うと、透過表示部が暗表示のときの明度は、明表示のときの明度の約1/2の明度となり、表示のコントラスト比が不十分となる。   More specifically, when performing reflective display, the alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal layer is such that a phase difference of approximately ¼ wavelength is given to light that passes through the liquid crystal layer only once. It is controlled by the voltage applied to. Using the liquid crystal layer set to give such a phase difference to the light passing through the liquid crystal layer, only the voltage modulation that gives the phase modulation of ¼ wavelength to the light passing through the liquid crystal layer is performed. If the transmissive display section is sufficiently reduced in the dark display, when the transmissive display section is bright display, about half the intensity of light is absorbed by the polarizing plate on the light exit side. A bright display cannot be obtained. In addition, if an optical element such as a polarizing plate or a phase difference compensator is arranged to increase the brightness when the transmissive display portion is in bright display, the brightness when the transmissive display portion is in dark display is the same as that during bright display. The brightness is about ½ of the brightness, and the display contrast ratio is insufficient.

次に、液晶層の配向条件を透過表示に適した条件に設定した場合の反射表示部における表示について説明する。透過表示に適した液晶層で反射表示を行う場合、液晶層を一度だけ通過する光の偏光状態が、ほぼ直交する二つの偏光状態の間で変調するように、電圧変調により液晶配向を制御する必要がある。ここで、直交する二つの偏光状態とは、直交する振動面を有する二つの直線偏光であってもよいし、また、左右の円偏光であってもよく、さらに、同じ楕円率の二つの楕円偏光で長軸方位が直交して光電界の回転方向が反転したものであってもよい。これらの直交する二つの偏光状態の組み合わせの間での偏光状態の変調を実現するためには、液晶層にて透過光に対して1/2波長の位相差が付与されるように電圧変調する必要がある。このように直交する二つの偏光状態の間で光の偏光状態が変調する場合には、何れの場合でも、偏光板の作用と、必要に応じて用いられる位相差補償板の作用とにより、透過表示において、十分な明度とコントラスト比とが実現可能である。   Next, display on the reflective display unit when the alignment condition of the liquid crystal layer is set to a condition suitable for transmissive display will be described. When reflective display is performed with a liquid crystal layer suitable for transmissive display, the liquid crystal alignment is controlled by voltage modulation so that the polarization state of light that passes through the liquid crystal layer only once is modulated between two substantially orthogonal polarization states. There is a need. Here, the two orthogonal polarization states may be two linearly polarized light having orthogonal vibration planes, left and right circularly polarized light, and two ellipses having the same ellipticity. It may be polarized light whose major axis direction is orthogonal and the rotation direction of the optical electric field is reversed. In order to realize the modulation of the polarization state between the combinations of these two orthogonal polarization states, voltage modulation is performed in the liquid crystal layer so that a half-wave phase difference is given to the transmitted light. There is a need. When the polarization state of light is modulated between two orthogonal polarization states in this way, in any case, transmission is performed by the action of the polarizing plate and the action of the phase difference compensator used as necessary. In display, sufficient brightness and contrast ratio can be realized.

しかしながら、このような制御を実現すべく上記の液晶層の設定を行った場合、透過表示では、明表示から暗表示に一度だけ変化する間に、反射表示においては、反射率の変動が明表示から暗表示になり、さらに明表示になる等、液晶の配向変化手段が同じ場合(例えば液晶層の層厚が同じで初期配向も同様であって、さらに同じ電圧で駆動される場合)、同じ明暗の表示が実現できない。尚、上記(a) ・(b) の場合に生じる課題は、前記特開平7−318929号公報に記載の半透過型液晶表示装置においても同様である。   However, when the above-described liquid crystal layer is set to realize such control, in the transmissive display, the change in the reflectance is brightly displayed in the reflective display while changing only once from the bright display to the dark display. When the liquid crystal orientation changing means is the same (for example, when the liquid crystal layer has the same layer thickness and the same initial orientation and is driven with the same voltage) Bright and dark display cannot be realized. The problem that occurs in the cases (a) and (b) is the same as in the transflective liquid crystal display device described in Japanese Patent Laid-Open No. 7-318929.

また、液晶表示装置に重ねて使用される押圧感知入力装置(タッチパネル)は、それ自身が光に対する反射性を有しているために視認性を悪化させやすいという問題点を有しており、特に反射型液晶表示装置においてその傾向は顕著である。   In addition, the press-sensing input device (touch panel) used to overlap the liquid crystal display device has a problem that visibility is easily deteriorated because it itself has reflectivity for light, and in particular, This tendency is remarkable in the reflective liquid crystal display device.

また、周囲光が暗い環境での反射型液晶表示装置の視認性を改善するフロントライトユニットは、多くは平面状のライトパイプ構造であり、表示内容がこのライトパイプ越しに観察されるため、視認性が悪化しやすいという間題点を有している。   In addition, many front light units that improve the visibility of reflective liquid crystal display devices in environments with low ambient light have a flat light pipe structure, and the display content is observed through this light pipe. The problem is that sex is likely to deteriorate.

本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる液晶表示装置を提供することにある。また、本発明のさらなる目的は、視認性に優れ、かつ、高解像度なカラー表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and its purpose is excellent in visibility and high-resolution display, and both reflected light and transmitted light can be used for display. The object is to provide a liquid crystal display device. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that is excellent in visibility and capable of high-resolution color display, and can use both reflected light and transmitted light for display. .

本願発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上記従来の液晶表示装置の問題点の原因は、上記GH方式、偏光板方式の何れの場合も、同時刻における液晶層の配向が透過表示部と反射表示部とで同様に設定されているためであるとの結論を見い出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive investigations to achieve the above object, the inventors of the present application have found that the cause of the problems of the conventional liquid crystal display device is the alignment of the liquid crystal layer at the same time in both the GH method and the polarizing plate method. Has come to the conclusion that the reason is that the transmissive display portion and the reflective display portion are set in the same manner, and the present invention has been completed.

ここで、液晶層の配向とは、液晶層のある点での液晶分子の平均の配向方位だけではなく、層状の液晶層の層の法線方向にとった座標に対する平均配向方位の座標依存性をも示しているものとする。   Here, the orientation of the liquid crystal layer is not only the average orientation direction of the liquid crystal molecules at a certain point of the liquid crystal layer, but also the coordinate dependence of the average orientation direction with respect to the coordinates taken in the normal direction of the layer of the liquid crystal layer. Is also shown.

即ち、本発明による液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記一対の基板のうち表示面側とは液晶層を挟んで反対側の基板に反射手段が形成された反射表示部と、上記反射手段が形成されていない透過表示部とを備えるとともに、上記反射表示部と透過表示部とは同時に互いに異なる液晶配向を示し、かつ、上記一対の基板のうち一方の基板にカラーフィルタが設けられていることを特徴としている。   That is, a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display having a pair of substrates having alignment means on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates in order to solve the above problems. A liquid crystal display device including an element, wherein a reflective display portion in which a reflection means is formed on a substrate opposite to the display surface side of the pair of substrates, and the reflection means is formed A transmissive display portion, the reflective display portion and the transmissive display portion simultaneously exhibit different liquid crystal orientations, and a color filter is provided on one of the pair of substrates. Yes.

上記の構成によれば、液晶配向が同時に異なる配向状態を有することで、例えば、表示に二色性色素等の色素を用いる場合には光の吸収量(吸収率)、光学異方性を用いる場合には位相差といった各光学的物理量の変調量の大きさを、液晶配向が異なる領域毎に変更することが可能になる。このため、上記の構成によれば、液晶層の配向状態に応じた光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視差がなく、高コントラスト比を実現することができ、周囲が暗い場合の視認性を向上させることが可能であると共に、周囲光が強い場合でも良好な視認性を得ることができる。このため、上記の構成によれば、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる半透過型の液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, the liquid crystal alignment has different alignment states at the same time. For example, when a dye such as a dichroic dye is used for display, light absorption (absorption rate) and optical anisotropy are used. In some cases, the magnitude of the modulation amount of each optical physical quantity such as a phase difference can be changed for each region having a different liquid crystal alignment. For this reason, according to said structure, the transmittance | permeability or reflectance based on the magnitude | size of the modulation amount of the optical physical quantity according to the orientation state of a liquid crystal layer can be obtained, and, thereby, a transmissive display part and a reflective display part Thus, it is possible to set the optical parameters independently. Therefore, according to the above configuration, there is no parallax, a high contrast ratio can be realized, and it is possible to improve visibility when the surroundings are dark, and good visibility even when ambient light is strong Can be obtained. Therefore, according to the above configuration, a transflective liquid crystal display device that is excellent in visibility, capable of high-resolution display, and can use both reflected light and transmitted light for display is provided. be able to.

また、光の吸収量や光学異方性による位相差等の各光学的物理量の変調量の程度を反射表示部と透過表示部とで独立に変更する場合、電圧の印加による液晶の配向方向が、液晶層の表示に利用するための領域全体でほぼ同様である場合でも、液晶層の液晶層厚が異なる領域では、実質的に、該領域において液晶層の配向方向を変更した場合と同様の作用を有する。特に、二色性色素等の色素を使用し、光の吸収を利用するGH方式や、複屈折や旋光現象を利用する偏光板方式において、液晶層で生じる光の吸収、複屈折の各現象は、何れも、光の伝播に伴う現象であり、各現象とも液晶層における光の伝播距離とそれらの現象の程度との間に関連性を有している。さらに、表示光は、反射表示部においては液晶層を、往復により二度通過し、透過表示部においては、液晶層を一度しか通過しないため、液晶配向がほぼ同様である場合に、液晶層厚が、反射表示部と透過表示部とで同様に設定されている場合は、十分な明度やコントラスト比が得られず、前記課題は解決されない。   In addition, when the degree of modulation of each optical physical quantity such as the light absorption amount and the phase difference due to optical anisotropy is changed independently between the reflective display unit and the transmissive display unit, the alignment direction of the liquid crystal due to voltage application Even when the entire region for use in displaying the liquid crystal layer is substantially the same, the region where the liquid crystal layer thickness of the liquid crystal layer is different is substantially the same as when the orientation direction of the liquid crystal layer is changed in the region. Has an effect. In particular, in the GH method using a dye such as a dichroic dye and the polarizing plate method using birefringence and optical rotation phenomenon, the light absorption and birefringence phenomena generated in the liquid crystal layer are as follows. These are phenomena associated with the propagation of light, and each phenomenon has a relationship between the propagation distance of light in the liquid crystal layer and the degree of those phenomena. Further, since the display light passes twice through the liquid crystal layer in the reflective display portion and only once through the liquid crystal layer in the transmissive display portion, the thickness of the liquid crystal layer is substantially the same when the liquid crystal orientation is substantially the same. However, when the reflective display unit and the transmissive display unit are set in the same manner, sufficient brightness and contrast ratio cannot be obtained, and the above-described problem cannot be solved.

そこで、本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記一対の基板のうち表示面側とは液晶層を挟んで反対側の基板に反射手段が形成された反射表示部と、上記反射手段が形成されていない透過表示部とを備え、表示に利用される領域における上記液晶層が少なくとも二種類の異なる液晶層厚を有し、かつ、上記異なる液晶層厚のうち上記反射表示部の液晶層厚は上記透過表示部の液晶層厚よりも薄く、上記一対の基板のうち一方の基板にカラーフィルタが設けられていることを特徴としている。   Accordingly, in order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates having alignment means on opposite surfaces, and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. A liquid crystal display device provided with a display element, wherein a reflective display portion is formed on a substrate opposite to the display surface side of the pair of substrates with a liquid crystal layer interposed therebetween, and the reflective means is formed. The liquid crystal layer in the region used for display has at least two different liquid crystal layer thicknesses, and of the different liquid crystal layer thicknesses, the liquid crystal layer thickness of the reflective display unit is The thickness of the liquid crystal layer of the transmissive display portion is smaller, and a color filter is provided on one of the pair of substrates.

上記の構成によれば、液晶層厚が異なる領域における光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視差がなく、高コントラスト比を実現することができ、周囲が暗い場合の視認性を向上させることが可能であると共に、周囲光が強い場合でも良好な視認性を得ることができる。このため、上記の構成によれば、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる半透過型の液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to obtain a transmittance or a reflectance based on the magnitude of the modulation amount of the optical physical quantity in the regions having different liquid crystal layer thicknesses. Can be set independently. Therefore, according to the above configuration, there is no parallax, a high contrast ratio can be realized, and it is possible to improve visibility when the surroundings are dark, and good visibility even when ambient light is strong Can be obtained. Therefore, according to the above configuration, a transflective liquid crystal display device that is excellent in visibility, capable of high-resolution display, and can use both reflected light and transmitted light for display is provided. be able to.

なお、上記何れの場合においても、特に、透過表示を主体とする使用形態においては、上記一対の基板のうち一方の基板における少なくとも透過表示部に対応する領域にカラーフィルタを配することで、視認性に優れ、かつ、高解像度なカラー表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる液晶表示装置を提供することができる。また、反射表示を主体とする使用形態においては、上記一対の基板のうち一方の基板における少なくとも反射表示部に対応する領域にカラーフィルタを配することで、視認性に優れ、かつ、高解像度なカラー表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる液晶表示装置を提供することができる。   Note that, in any of the above cases, in particular, in a usage mode mainly including transmissive display, a color filter is arranged in at least a region corresponding to the transmissive display portion of one of the pair of substrates, so that visual recognition is possible. It is possible to provide a liquid crystal display device that is excellent in performance and capable of high-resolution color display and can use both reflected light and transmitted light for display. Further, in a usage pattern mainly including reflective display, a color filter is arranged in at least a region corresponding to the reflective display portion of one of the pair of substrates, thereby providing excellent visibility and high resolution. A liquid crystal display device that can perform color display and can use both reflected light and transmitted light for display can be provided.

上記カラーフィルタは、例えば、顔料を分散した光感光性の樹脂によって形成することができる。   The color filter can be formed of, for example, a photosensitive resin in which a pigment is dispersed.

本発明の液晶表示装置は、以上のように、対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記一対の基板のうち表示面側とは液晶層を挟んで反対側の基板に反射手段が形成された反射表示部と、上記反射手段が形成されていない透過表示部とを備えるとともに、上記反射表示部と透過表示部とは同時に互いに異なる液晶配向を示し、かつ、上記一対の基板のうち一方の基板にカラーフィルタが設けられている構成である。   As described above, the liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal display device including a pair of substrates each having an alignment means on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. A reflection display unit in which reflection means is formed on a substrate on the opposite side of the liquid crystal layer from the display surface side of the pair of substrates, and a transmission display unit in which the reflection means is not formed In addition, the reflective display portion and the transmissive display portion simultaneously have different liquid crystal orientations, and a color filter is provided on one of the pair of substrates.

上記の構成によれば、液晶配向が同時に異なる配向状態を有することで、例えば、表示に二色性色素等の色素を用いる場合には光の吸収量(吸収率)、光学異方性を用いる場合には位相差といった各光学的物理量の変調量の大きさを、液晶配向が異なる領域毎に変更することが可能になる。このため、上記の構成によれば、液晶層の配向状態に応じた光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる半透過型の液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, the liquid crystal alignment has different alignment states at the same time. For example, when a dye such as a dichroic dye is used for display, light absorption (absorption rate) and optical anisotropy are used. In some cases, the magnitude of the modulation amount of each optical physical quantity such as a phase difference can be changed for each region having a different liquid crystal alignment. For this reason, according to said structure, the transmittance | permeability or reflectance based on the magnitude | size of the modulation amount of the optical physical quantity according to the orientation state of a liquid crystal layer can be obtained, and, thereby, a transmissive display part and a reflective display part Thus, it is possible to set the optical parameters independently. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a transflective liquid crystal display device that is excellent in visibility and capable of high-resolution display and can use both reflected light and transmitted light for display. There is an effect that can be.

本発明の液晶表示装置は、以上のように、対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記一対の基板のうち表示面側とは液晶層を挟んで反対側の基板に反射手段が形成された反射表示部と、上記反射手段が形成されていない透過表示部とを備え、表示に利用される領域における上記液晶層が少なくとも二種類の異なる液晶層厚を有し、かつ、上記異なる液晶層厚のうち上記反射表示部の液晶層厚は上記透過表示部の液晶層厚よりも薄く、上記一対の基板のうち一方の基板にカラーフィルタが設けられている構成である。   As described above, the liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal display device including a pair of substrates each having an alignment means on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. A reflection display unit in which reflection means is formed on a substrate on the opposite side of the liquid crystal layer from the display surface side of the pair of substrates, and a transmission display unit in which the reflection means is not formed The liquid crystal layer in a region used for display has at least two different liquid crystal layer thicknesses, and the liquid crystal layer thickness of the reflective display unit among the different liquid crystal layer thicknesses is the liquid crystal layer of the transmissive display unit It is thinner than the thickness, and a color filter is provided on one of the pair of substrates.

上記の構成によれば、液晶層厚が異なる領域における光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる半透過型の液晶表示装置を提供することができるという効果を奏する。   According to the above configuration, it is possible to obtain a transmittance or a reflectance based on the magnitude of the modulation amount of the optical physical quantity in the regions having different liquid crystal layer thicknesses. Can be set independently. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a transflective liquid crystal display device that is excellent in visibility and capable of high-resolution display and can use both reflected light and transmitted light for display. There is an effect that can be.

本発明による液晶表示装置は、反射表示部の液晶配向と透過表示部の液晶配向とが、同時刻に異なる状態を取り得ることを特徴としている。ここで、液晶配向とは、液晶層のある点での液晶分子の平均配向方位だけではなく、層状の液晶層の層の法線方向にとった座標に対する平均配向方位の座標依存性をも示すものとする。そこで、本発明では、反射表示部と透過表示部とで異なる液晶配向を実現する方法並びに該方法に用いられる配向機構に関し、大きく3種類に分類して説明する。   The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that the liquid crystal alignment of the reflective display portion and the liquid crystal alignment of the transmissive display portion can take different states at the same time. Here, the liquid crystal alignment indicates not only the average alignment direction of liquid crystal molecules at a certain point of the liquid crystal layer but also the coordinate dependency of the average alignment direction with respect to the coordinates taken in the normal direction of the layered liquid crystal layer. Shall. Therefore, in the present invention, a method for realizing different liquid crystal alignments in the reflective display unit and the transmissive display unit and an alignment mechanism used in the method will be roughly classified into three types.

第1の方法は、液晶層のある条件が透過表示部と反射表示部とで異なるように作製された配向機構を用いることにより反射表示部の液晶配向と透過表示部の液晶配向とを異ならせる方法である。   In the first method, the liquid crystal alignment of the reflective display unit and the liquid crystal alignment of the transmissive display unit are made different by using an alignment mechanism that is prepared so that a certain condition of the liquid crystal layer is different between the transmissive display unit and the reflective display unit. Is the method.

上記第1の方法としては、具体的には、例えば、(1) 液晶配向が透過表示部と反射表示部とで全く異なるツイスト角を有するようにツイスト配向させる配向機構を用いる方法、(2) 液晶配向の基板に対する傾斜角を大きく変更させる配向機構を用いる方法等が挙げられる。また、上記第1の方法には、(3) 透過表示部と反射表示部とで異なる液晶材料を配置する方法や、(4) 液晶材料に混入される色素の種類や濃度を、透過表示部と反射表示部とで異ならせる方法(この場合、透過表示部と反射表示部とで、同様の液晶材料を用いてもよい)等が含まれ、本発明にかかる液晶表示装置は、このような方法を実現する際になされた機構を、本発明の配向機構として具備している。また、上記第1の方法並びに該方法に用いられる配向機構は、これら(1) 〜(4) の方法を組み合わせたものであってもよく、これらの方法並びに該方法に用いられる配向機構により、反射表示部と透過表示部とで異なる液晶配向を実現することができる。   As the first method, specifically, for example, (1) a method of using an alignment mechanism in which the liquid crystal alignment is twisted so that the transmissive display unit and the reflective display unit have completely different twist angles, (2) Examples thereof include a method using an alignment mechanism that greatly changes the tilt angle of the liquid crystal alignment with respect to the substrate. The first method includes (3) a method in which different liquid crystal materials are arranged in the transmissive display unit and the reflective display unit, and (4) the type and density of the dye mixed in the liquid crystal material. And the reflective display unit (in this case, the same liquid crystal material may be used for the transmissive display unit and the reflective display unit). The mechanism made when realizing the method is provided as the orientation mechanism of the present invention. The first method and the alignment mechanism used in the method may be a combination of the methods (1) to (4). Depending on the method and the alignment mechanism used in the method, Different liquid crystal alignments can be realized in the reflective display portion and the transmissive display portion.

第2の方法は、時間の経過に伴って表示内容を書き換える表示内容書換手段により液晶配向を透過表示部と反射表示部とで異ならせる方法(即ち、液晶配向を透過表示部と反射表示部とで異ならせる配向機構が、表示内容書換手段と同一である方法)である。この方法を採用する場合に用いられる、表示内容書換手段としては、既存の、表示の書き換え手段を用いることができる。   The second method is a method in which the liquid crystal orientation is made different between the transmissive display portion and the reflective display portion by means of display content rewriting means for rewriting the display content as time passes (that is, the liquid crystal orientation is changed between the transmissive display portion and the reflective display portion In which the orientation mechanism is the same as the display content rewriting means. As the display content rewriting means used when this method is adopted, an existing display rewriting means can be used.

上記第2の方法としては、具体的には、例えば、(5) 透過表示部と反射表示部とで異なる電極を配向機構として用いる等の方法により、液晶配向を書き換える方法、即ち、表示内容書換手段として用いられる電圧そのものを、透過表示部と反射表示部とで変更する方法を採用することができる。また、上記第2の方法として、(6) 電極は同一であるが、液晶配向に実質的に印加される電圧を変更する方法を用いてもよい。上記(6) の方法を採用する場合、例えば、液晶層とそれを駆動する電極との間に、反射表示部と透過表示部とで異なる層厚の絶縁体(例えば絶縁膜)を配置することにより、共通の電極で駆動される透過表示部の液晶配向と反射表示部の液晶配向とを変化させてもよい。また、(7) 透過表示部と反射表示部とで電界の方向を異ならせる方法を用いてもよい。例えば、液晶層を挟持する基板の一方に平行に配置され、液晶層に各々異なる電位を与える電極群によって、液晶配向方向を液晶層面内で変更して表示を行う場合、電極間と電極上とでは液晶配向が大きく異なるため、この液晶配向が異なる領域を各々反射表示と透過表示とに用いてもよい。さらに、同様の電極群によって、基板に対して垂直に配向した液晶層に各々異なる電位を与える方法を採用してもよい。上記第2の方法を採用する場合、上記の方法を実現する際に用いられた例えば電極や絶縁体、あるいはこれらの組み合わせ等が、本発明の配向機構に相当し、得られた液晶表示装置は、これらの配向機構を具備したものとなっている。   Specifically, as the second method, for example, (5) a method of rewriting liquid crystal alignment by a method of using different electrodes as the alignment mechanism in the transmissive display unit and the reflective display unit, that is, rewriting the display contents A method of changing the voltage itself used as the means between the transmissive display unit and the reflective display unit can be employed. Further, as the second method, (6) the electrodes are the same, but a method of changing the voltage substantially applied to the liquid crystal alignment may be used. When the method (6) is adopted, for example, an insulator (for example, an insulating film) having a different layer thickness is disposed between the liquid crystal layer and the electrode that drives the liquid crystal display layer and the transmissive display unit. Thus, the liquid crystal alignment of the transmissive display unit driven by the common electrode and the liquid crystal alignment of the reflective display unit may be changed. Further, (7) a method of changing the direction of the electric field between the transmissive display portion and the reflective display portion may be used. For example, when display is performed by changing the liquid crystal alignment direction in the plane of the liquid crystal layer by an electrode group that is arranged in parallel with one of the substrates sandwiching the liquid crystal layer and applies different potentials to the liquid crystal layer, Since the liquid crystal alignment is greatly different, regions having different liquid crystal alignment may be used for the reflective display and the transmissive display, respectively. Furthermore, a method of applying different potentials to the liquid crystal layers aligned perpendicularly to the substrate by the same electrode group may be employed. When the second method is adopted, for example, an electrode, an insulator, or a combination thereof used in realizing the method corresponds to the alignment mechanism of the present invention, and the obtained liquid crystal display device is These orientation mechanisms are provided.

第3の方法は、液晶配向そのものは大きくは違わないが、光学特性を決定する要素である液晶層の層厚を、反射表示部と透過表示部とで異ならせる方法であり、この方法の実現には、例えば、反射表示部と透過表示部とで異なる膜厚に形成された絶縁膜や、反射表示部と透過表示部とで異なる層厚あるいは形状に形成された基板等が、上記配向機構として用いられる。   The third method is a method in which the liquid crystal alignment itself is not greatly different, but the thickness of the liquid crystal layer, which is an element that determines the optical characteristics, is made different between the reflective display portion and the transmissive display portion. For example, an insulating film formed in a different film thickness between the reflective display portion and the transmissive display portion, a substrate formed in a different layer thickness or shape between the reflective display portion and the transmissive display portion, etc. Used as

上記第3の方法を採用する場合、液晶配向には、例えば、偏光板を2枚用いる液晶表示装置で用いられるTN方式のように、一様にツイストした液晶配向を用いていてもよい。この場合、液晶配向は、液晶層を挟持する基板間で基板に対して平行に配向し、その配向方向は一方の基板からの距離に応じて基板平面内で方向を変えながらツイスト配向している。この液晶配向を液晶層厚を変更して反射表示部と透過表示部とに用いれば、光学特性は液晶層厚によって異なるため、反射表示部と透過表示部とで共に良好な表示が実現できる。   When the third method is employed, the liquid crystal alignment may be a uniformly twisted liquid crystal alignment, for example, a TN method used in a liquid crystal display device using two polarizing plates. In this case, the liquid crystal alignment is aligned parallel to the substrates between the substrates sandwiching the liquid crystal layer, and the alignment direction is twisted while changing the direction in the substrate plane according to the distance from one substrate. . If this liquid crystal alignment is used for the reflective display portion and the transmissive display portion by changing the liquid crystal layer thickness, the optical characteristics differ depending on the thickness of the liquid crystal layer, so that a good display can be realized in both the reflective display portion and the transmissive display portion.

また、GH方式においても、液晶層厚の変化によって実質的に色素濃度を変更した場合と同様の効果があるため、液晶配向そのものは反射表示部と透過表示部とでほぼ同様であっても、反射表示部と透過表示部の各々に良好な表示を実現することができる。   Also, in the GH method, since there is an effect similar to that in the case where the dye concentration is substantially changed by changing the liquid crystal layer thickness, the liquid crystal alignment itself may be substantially the same in the reflective display portion and the transmissive display portion. Good display can be realized in each of the reflective display portion and the transmissive display portion.

以上のように、反射表示部と透過表示部とで異なる液晶配向を実現する方法並びに該方法に用いられる配向機構は、大きく3種類に分類されるが、これらの方法や配向機構により実現される本発明にかかる液晶表示装置において用いられる液晶表示方式は、液晶の配向変化を表示に用いる方式群から適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。本発明において用いられる上記の液晶表示方式としては、具体的には、液晶組成物のネマティック相を表示に利用するモードである、例えば、TN方式、STN方式、ネマティック双安定モード、垂直配向モード、ハイブリッド配向モード、ECB(electrically controlled biriefringence ;電界制御複屈折)モード等の各種モードを使用することができる。また、散乱を利用するモードである、例えば、高分子分散型液晶モード、ダイナミックスキャッタリング方式等も本発明において用いられる上記液晶表示方式として利用することができる。さらに、強誘電性液晶組成物を用いた表面安定化強誘電液晶表示方式や、反強誘電性液晶を用いた無閾スイッチング反強誘電液晶表示方式も、配向変化を表示に用いるため、本発明において用いられる上記液晶表示方式として利用可能である。   As described above, the method of realizing different liquid crystal alignment in the reflective display portion and the transmissive display portion and the alignment mechanism used in the method are roughly classified into three types, and are realized by these methods and alignment mechanisms. The liquid crystal display method used in the liquid crystal display device according to the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected from the group of methods used for displaying the alignment change of the liquid crystal. Specifically, the liquid crystal display method used in the present invention is a mode in which the nematic phase of the liquid crystal composition is used for display, for example, TN mode, STN mode, nematic bistable mode, vertical alignment mode, Various modes such as a hybrid alignment mode and an ECB (electrically controlled biriefringence) mode can be used. Further, a mode using scattering, for example, a polymer dispersion type liquid crystal mode, a dynamic scattering system, and the like can also be used as the liquid crystal display system used in the present invention. Further, since the surface-stabilized ferroelectric liquid crystal display method using the ferroelectric liquid crystal composition and the thresholdless switching antiferroelectric liquid crystal display method using the antiferroelectric liquid crystal also use the orientation change for the display, It can be used as the liquid crystal display method used in the above.

また、上記第3の方法を採用する場合、本発明において用いられる上記液晶表示方式は、TN方式のように旋光性の変調を用いる方式であってもよく、ECBモードのようにリタデーションの変調を用いる方式であってもよく、GH方式のように光の吸収率(吸光度)が変調される方式であってもよい。上記第3の方法を採用する場合には、これらの方式を含めて、液晶層厚が光学特性の主要な決定要因となっている方式であって、透過表示部で液晶層厚を厚く設定し、反射表示部で液晶層厚を薄く設定することが良好な表示特性実現の効果を有する全ての方式を採用することができる。   When the third method is adopted, the liquid crystal display method used in the present invention may be a method using optical rotatory modulation like the TN method, and the retardation modulation like the ECB mode. The method used may be used, or a method in which the light absorption rate (absorbance) is modulated, such as the GH method. In the case of adopting the third method, the liquid crystal layer thickness is a major determinant of the optical characteristics including these methods, and the liquid crystal layer thickness is set thick in the transmissive display portion. In addition, it is possible to employ all methods in which setting the thin liquid crystal layer thickness in the reflective display portion has an effect of realizing good display characteristics.

本発明では、以上のように、液晶表示装置が、対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記液晶層における表示に利用される任意でかつ異なる領域に同時に少なくとも二種類の異なる配向状態をとらせるための配向機構を具備し、かつ、上記液晶層において異なる配向状態を示す領域のうち少なくとも一つの領域に反射手段が配され、上記異なる配向状態を示す領域が、反射表示を行う反射表示部と、透過表示を行う透過表示部とに用いられていることで、液晶層の配向状態に応じた光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、視差がなく、高コントラスト比を実現することができる。この結果、周囲が暗い場合の視認性を向上させることが可能であると共に、周囲光が強い場合でも良好な視認性を得ることができる。   In the present invention, as described above, the liquid crystal display device includes a liquid crystal display element including a pair of substrates having alignment means on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. A display device comprising an alignment mechanism for causing any and different regions used for display in the liquid crystal layer to simultaneously take at least two different alignment states, and having different alignment states in the liquid crystal layer Reflecting means is arranged in at least one of the regions to be shown, and the regions showing the different orientation states are used for the reflective display portion that performs reflective display and the transmissive display portion that performs transmissive display, The transmittance or reflectance based on the amount of modulation of the optical physical quantity according to the orientation state of the layer can be obtained, and there is no parallax and a high contrast ratio can be realized. As a result, it is possible to improve the visibility when the surroundings are dark, and it is possible to obtain good visibility even when the ambient light is strong.

また、光の吸収量や光学異方性による位相差等の各光学的物理量の変調量の程度を反射表示部と透過表示部とで独立に変更する場合、電圧の印加による液晶の配向方向が、液晶層の表示に利用するための領域全体でほぼ同様である場合でも、液晶層の液晶層厚が異なる領域では、実質的に、該領域において液晶層の配向方向を変更した場合と同様の作用を有することから、本発明にかかる液晶表示装置は、対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記液晶層における表示に利用される領域が、少なくとも二種類の異なる液晶層厚を有する領域よりなり、かつ、上記液晶層厚が異なる各々の領域が反射表示部と透過表示部とに用いられていると共に、少なくとも反射表示部には反射手段が配され、上記反射表示部の液晶層厚は透過表示部よりも小さく設定されている構成としてもよい。   In addition, when the degree of modulation of each optical physical quantity such as the light absorption amount and the phase difference due to optical anisotropy is changed independently between the reflective display unit and the transmissive display unit, the alignment direction of the liquid crystal due to voltage application Even when the entire region for use in displaying the liquid crystal layer is substantially the same, the region where the liquid crystal layer thickness of the liquid crystal layer is different is substantially the same as when the orientation direction of the liquid crystal layer is changed in the region. Since the liquid crystal display device according to the present invention has an action, the liquid crystal display device includes a pair of substrates each having an alignment means on opposite surfaces, and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. In the liquid crystal display device, a region used for display in the liquid crystal layer is formed of a region having at least two different liquid crystal layer thicknesses, and each region having the different liquid crystal layer thickness is transmitted through the reflective display unit. Used for display With, at least the reflective display portion is arranged, reflection means, the liquid crystal layer thickness of the reflective display unit may be configured to be smaller than the transmissive display section.

上記の構成においても、液晶層厚が異なる領域における光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視差がなく、高コントラスト比を実現することができ、周囲が暗い場合の視認性を向上させることが可能であると共に、周囲光が強い場合でも良好な視認性を得ることができる。   Even in the above-described configuration, it is possible to obtain transmittance or reflectance based on the amount of modulation of the optical physical quantity in regions having different liquid crystal layer thicknesses. It can be set independently. Therefore, according to the above configuration, there is no parallax, a high contrast ratio can be realized, and it is possible to improve visibility when the surroundings are dark, and good visibility even when ambient light is strong Can be obtained.

以下、特に、反射表示部と透過表示部とで液晶層厚を変更することにより、良好な反射表示並びに良好な透過表示を行う液晶表示装置について、主に、実施の形態1および実施の形態2により説明する。   Hereinafter, in particular, a liquid crystal display device that performs good reflective display and good transmissive display by changing the thickness of the liquid crystal layer between the reflective display portion and the transmissive display portion, mainly the first embodiment and the second embodiment. Will be described.

〔実施の形態1〕
本実施の形態では、GH方式を用いた液晶表示装置について、主に図1を参照して以下に説明する。
[Embodiment 1]
In this embodiment mode, a liquid crystal display device using a GH mode will be described below mainly with reference to FIG.

図1は、本実施の形態1に係る液晶表示装置の要部断面図である。該液晶表示装置は、図1に示すように、液晶セル100(液晶表示素子)を備えると共に、必要に応じて、背景照明手段としてのバックライト13(照明装置)を備えている。これら液晶セル100、バックライト13は、観察者(使用者)側から、液晶セル100、バックライト13の順で配置されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device includes a liquid crystal cell 100 (liquid crystal display element) and, if necessary, a backlight 13 (illumination device) as background illumination means. The liquid crystal cell 100 and the backlight 13 are arranged in the order of the liquid crystal cell 100 and the backlight 13 from the observer (user) side.

液晶セル100は、図1に示すように、液晶層1が、該液晶層1と接する側(液晶層1に接する第1の基板上の界面)に配向膜2を備えた電極基板101(第1の基板)と、液晶層1と接する側(液晶層1に接する第2の基板上の界面)に配向膜3を備えた電極基板102(第2の基板)とによって挟持された構成を有している。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal cell 100 includes an electrode substrate 101 (a first substrate) having an alignment film 2 on the side where the liquid crystal layer 1 is in contact with the liquid crystal layer 1 (interface on the first substrate in contact with the liquid crystal layer 1). 1 substrate) and an electrode substrate 102 (second substrate) provided with an alignment film 3 on the side in contact with the liquid crystal layer 1 (interface on the second substrate in contact with the liquid crystal layer 1). is doing.

上記電極基板101には、透光性を有するガラス基板等からなる基板4上に、液晶層1に電圧を印加するための電極6(電圧印加手段)が設けられ、該電極6を覆うように、ラビング処理が施された配向膜2(配向機構)が形成されている。   The electrode substrate 101 is provided with an electrode 6 (voltage applying means) for applying a voltage to the liquid crystal layer 1 on a substrate 4 made of a light-transmitting glass substrate or the like so as to cover the electrode 6. An alignment film 2 (orientation mechanism) subjected to rubbing treatment is formed.

一方、液晶層1を挟んで上記電極基板101に対向して設けられた上記電極基板102には、液晶層1に電圧を印加すべく、透光性を有する基板5上に、絶縁膜11を介して、電極6に対向する対向電極としての電極7(電圧印加手段)が形成されている。   On the other hand, in order to apply a voltage to the liquid crystal layer 1, the insulating film 11 is provided on the electrode substrate 102 provided opposite to the electrode substrate 101 with the liquid crystal layer 1 interposed therebetween. Thus, an electrode 7 (voltage applying means) as a counter electrode facing the electrode 6 is formed.

上記絶縁膜11は、上記液晶層1における表示に利用される領域が少なくとも二種類(本実施の形態では二種類)の異なる液晶層厚を有するように、上記液晶層1における表示に利用される領域に対応する領域において、部分的に異なる膜厚を有するように形成されている。より詳しくは、上記絶縁膜11は、透過表示部10に対応する領域で、反射表示部9に対応する領域よりも膜厚が薄くなるように形成されている。   The insulating film 11 is used for display in the liquid crystal layer 1 so that the region used for display in the liquid crystal layer 1 has at least two different liquid crystal layer thicknesses (two types in the present embodiment). The regions corresponding to the regions are formed so as to have partially different film thicknesses. More specifically, the insulating film 11 is formed in a region corresponding to the transmissive display unit 10 so as to be thinner than a region corresponding to the reflective display unit 9.

上記電極基板102における反射表示部9に対応する領域には、上記電極7を覆う反射膜8(反射手段)が形成され、さらに、ラビング処理が施された配向膜3(配向機構)が、これら電極7並びに反射膜8を覆うように形成されている。   In a region corresponding to the reflective display portion 9 in the electrode substrate 102, a reflective film 8 (reflecting means) that covers the electrode 7 is formed, and further, an alignment film 3 (alignment mechanism) that has been subjected to a rubbing process includes these It is formed so as to cover the electrode 7 and the reflective film 8.

ここで、電極6・7は、例えば、ITO(インジウムすず酸化物)によって形成された透明電極である。また、電極6・7には、液晶層1に電界を生じさせるための電圧が印加されるようになっており、表示内容に即した電圧が印加されることで表示が制御されるようになっている。   Here, the electrodes 6 and 7 are transparent electrodes formed of, for example, ITO (indium tin oxide). Further, a voltage for generating an electric field in the liquid crystal layer 1 is applied to the electrodes 6 and 7, and the display is controlled by applying a voltage in accordance with the display contents. ing.

また、反射膜8は、光反射性を有し、例えば、アルミニウムや銀等の金属や、誘電体多層膜ミラー等によって作製される。反射膜8が導体で作製された場合には、該反射膜8は、電極7の代わりに電極としての機能を兼務していてもよい。即ち、反射膜8は、液晶層1を駆動する液晶駆動電極と反射手段とを兼ねる反射画素電極であってもよい。さらに、上記反射膜8は、可視光より適宜選択された波長帯域の光を反射する色彩反射膜であってもよい。   The reflective film 8 has light reflectivity and is made of, for example, a metal such as aluminum or silver, a dielectric multilayer mirror, or the like. When the reflective film 8 is made of a conductor, the reflective film 8 may also function as an electrode instead of the electrode 7. That is, the reflective film 8 may be a reflective pixel electrode that doubles as a liquid crystal driving electrode that drives the liquid crystal layer 1 and a reflecting means. Further, the reflective film 8 may be a color reflective film that reflects light in a wavelength band appropriately selected from visible light.

尚、上記電極基板101・102を構成する各部材の材質や形成方法等は、必ずしも上記の記載に限定されるものではなく、従来公知の材料および常用の方法を用いることができる。また、上記液晶表示装置の構成も上記の構成に限定されるものではなく、例えば、後述する実施の形態にて説明するタッチパネル(押圧座標検出型入力手段)等からの信号により、液晶セル100の外部から直接、反射表示部9および透過表示部10に対応する電極6・7に電圧が印加される構成を有していてもよい。また、スイッチング素子として、TFT素子、MIM等のアクティブ素子が設けられている構成を有していてもよい。   In addition, the material of each member which comprises the said electrode substrate 101 * 102, a formation method, etc. are not necessarily limited to said description, A conventionally well-known material and a usual method can be used. Further, the configuration of the liquid crystal display device is not limited to the above-described configuration. For example, the liquid crystal cell 100 has a configuration in accordance with a signal from a touch panel (pressed coordinate detection type input unit) described in an embodiment described later. You may have the structure by which a voltage is applied to the electrodes 6 * 7 corresponding to the reflective display part 9 and the transmissive display part 10 directly from the outside. Moreover, you may have the structure by which active elements, such as a TFT element and MIM, are provided as a switching element.

上記電極基板101・102は、図1に示すように、配向膜2・3が対向するように対向配置され、封入シール剤等を用いて貼り合わされ、その空隙に液晶組成物を導入することにより、液晶層1が形成されている。   As shown in FIG. 1, the electrode substrates 101 and 102 are opposed to each other so that the alignment films 2 and 3 face each other, and are bonded together using an encapsulating sealant or the like, and a liquid crystal composition is introduced into the gaps. A liquid crystal layer 1 is formed.

また、バックライト13は、観察者(使用者)から見て上記液晶セル100の背面側、即ち、電極基板102裏面側に配置される。該バックライト13は、主として光源13aおよび導光体13bによって構成されている。光源13aは、例えば、導光体13bの側面に沿って配設され、これにより、導光体13bは、例えば光源13a配設側の側面を入射面とし、光源13aから入射した光を被照明物である液晶セル100へ出射するようになっている。尚、上記バックライト13としては、既存の照明装置を用いることができる。   The backlight 13 is disposed on the back side of the liquid crystal cell 100 as viewed from the observer (user), that is, on the back side of the electrode substrate 102. The backlight 13 is mainly composed of a light source 13a and a light guide 13b. The light source 13a is disposed, for example, along the side surface of the light guide 13b. Thus, the light guide 13b has, for example, a side surface on the light source 13a disposed side as an incident surface, and light incident from the light source 13a is illuminated. The light is emitted to the liquid crystal cell 100 which is an object. As the backlight 13, an existing lighting device can be used.

上記の構成を有する液晶表示装置において、反射膜8が形成された反射表示部9では、基板4側、即ち観察者側から表示面に入射する周囲光の反射強度を、液晶配向の変化によって制御し、表示を行うようになっている。また、反射膜8が形成されていない透過表示部10では、基板5側から表示面へ入射する光の透過光強度を液晶配向の変化によって制御し、表示を行うようになっている。この場合、必要に応じて、液晶セル100背面に設置したバックライト13による照明光を利用してもよい。   In the liquid crystal display device having the above-described configuration, in the reflective display unit 9 on which the reflective film 8 is formed, the reflection intensity of ambient light incident on the display surface from the substrate 4 side, that is, the observer side, is controlled by changing the liquid crystal alignment. And display. Further, in the transmissive display unit 10 in which the reflective film 8 is not formed, display is performed by controlling the transmitted light intensity of light incident on the display surface from the substrate 5 side by changing the liquid crystal alignment. In this case, illumination light from the backlight 13 installed on the back surface of the liquid crystal cell 100 may be used as necessary.

図1に示す上記液晶表示装置は、上述したように、反射表示部9と透過表示部10とで異なる液晶層厚に作製されている。これにより、上記液晶表示装置は、反射表示部9と透過表示部10とで実質的に異なる液晶配向を有している。   As described above, the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is manufactured to have different liquid crystal layer thicknesses in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. Thereby, the liquid crystal display device has substantially different liquid crystal alignments in the reflective display section 9 and the transmissive display section 10.

ここで、反射表示部9と透過表示部10とで異なる液晶膜厚を得るための液晶表示装置の構成について以下に説明する。   Here, a configuration of a liquid crystal display device for obtaining different liquid crystal film thicknesses in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 will be described below.

反射表示部9と透過表示部10とで異なる液晶膜厚を得るためには、例えば、図1に示すように、絶縁膜11を、反射表示部9と透過表示部10とで異なる膜厚を有するように形成すればよい。   In order to obtain different liquid crystal film thicknesses in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, for example, as shown in FIG. 1, the insulating film 11 is formed with different film thicknesses in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. What is necessary is just to form so that it may have.

尚、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変化させるための構成は、液晶を挟持している基板(即ち、上記電極基板101・102)の少なくとも何れか一方が有してさえいればよい。   Note that the configuration for changing the liquid crystal layer thickness between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is provided by at least one of the substrates sandwiching the liquid crystal (that is, the electrode substrates 101 and 102). All you need is it.

従って、上記絶縁膜11は、基板5上ではなく、基板4上に配されていてもよい。但し、このような場合であっても、反射膜8は、電極基板102側(即ち、表示面側(電極基板101側)とは、液晶層1を挟んで反対側)の基板5上に形成される。   Therefore, the insulating film 11 may be disposed not on the substrate 5 but on the substrate 4. However, even in such a case, the reflective film 8 is formed on the substrate 5 on the electrode substrate 102 side (that is, the display surface side (electrode substrate 101 side) opposite to the liquid crystal layer 1). Is done.

尚、図1に示す液晶表示装置では、絶縁膜11における、反射表示部9に対応する領域と透過表示部10に対応する領域とで、絶縁膜11の膜厚を変更することにより反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変化させる構成としたが、基板4あるいは基板5そのものを、図1に示す絶縁膜11と同様の形状に形成することにより、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変化させる構成としてもよい。   In the liquid crystal display device shown in FIG. 1, the reflective display portion is obtained by changing the film thickness of the insulating film 11 between the region corresponding to the reflective display portion 9 and the region corresponding to the transmissive display portion 10 in the insulating film 11. 9 and the transmissive display unit 10 are configured to change the thickness of the liquid crystal layer. However, the substrate 4 or the substrate 5 itself is formed in the same shape as the insulating film 11 shown in FIG. The liquid crystal layer thickness may be changed with the display unit 10.

また、絶縁膜11における、反射表示部9に対応する領域と透過表示部10に対応する領域とで、その膜厚を変更する場合、図1に示すように、透過表示部10に対応する領域の絶縁膜11が、反射表示部9に対応する領域の絶縁膜11の膜厚よりも薄くなるように形成してもよいし、あるいは、反射表示部9に対応する領域には絶縁膜11が形成されていて、透過表示部10に対応する領域には絶縁膜11が形成されていない構成としてもよい。   Further, when the film thickness is changed between the region corresponding to the reflective display unit 9 and the region corresponding to the transmissive display unit 10 in the insulating film 11, the region corresponding to the transmissive display unit 10 as shown in FIG. 1. The insulating film 11 may be formed to be thinner than the thickness of the insulating film 11 in the region corresponding to the reflective display portion 9, or the insulating film 11 may be formed in the region corresponding to the reflective display portion 9. A configuration in which the insulating film 11 is not formed in the region corresponding to the transmissive display portion 10 may be employed.

さらに、反射表示部9および透過表示部10における液晶層1の液晶層厚を所定の値に保つために、液晶層1には、スペーサ(図示せず)を配してもよく、他の手法によって液晶層厚が所定の値に保たれていてもよい。例えば液晶層1に球状のスペーサを配する場合、液晶層厚が薄い反射表示部9における液晶層厚がこのスペーサの直径にほぼ等しい層厚となる。   Furthermore, in order to keep the liquid crystal layer thickness of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 at a predetermined value, the liquid crystal layer 1 may be provided with a spacer (not shown). The liquid crystal layer thickness may be kept at a predetermined value. For example, when a spherical spacer is arranged on the liquid crystal layer 1, the liquid crystal layer thickness in the reflective display section 9 having a thin liquid crystal layer thickness is substantially equal to the diameter of the spacer.

以上のようにして準備された基板対、即ち、上記電極基板101・102によって挟持された液晶層1は、上述したように液晶組成物からなっている。該液晶層1による液晶表示方式としては、例えば、図1に示すように、二色性色素12を液晶に混入させた液晶組成物を使用し、液晶層1に電界を生じさせて液晶配向を制御すると同時に二色性色素12の配向方向を同時に変化させ、二色性による吸収係数の変化を用いて表示を行うGH方式を用いることができる。   The substrate pair prepared as described above, that is, the liquid crystal layer 1 sandwiched between the electrode substrates 101 and 102 is made of a liquid crystal composition as described above. As a liquid crystal display method using the liquid crystal layer 1, for example, as shown in FIG. 1, a liquid crystal composition in which a dichroic dye 12 is mixed with liquid crystal is used, and an electric field is generated in the liquid crystal layer 1 to align the liquid crystal. It is possible to use a GH method in which the orientation direction of the dichroic dye 12 is simultaneously changed and the display is performed using the change in the absorption coefficient due to dichroism.

次に、GH方式による液晶層1の動作、並びに、反射表示部9における液晶膜厚と透過表示部10における液晶層厚とが異なる場合の表示原理について、図1を参照して以下に説明する。   Next, the operation of the GH liquid crystal layer 1 and the display principle when the liquid crystal film thickness in the reflective display unit 9 and the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit 10 are different will be described with reference to FIG. .

図1に示す液晶表示装置を用いて表示を行う場合、透過表示部10では、矢印で示すように、バックライト13等、液晶層1後方からの光を、液晶層1を一度だけ通過させて表示面から出射し、表示光とすることで表示を行うようになっている。このとき、液晶層1に配された液晶組成物中に混入された二色性色素12は、液晶配向によって光の吸収率が変化する。このため、透過表示部10は、透過表示部10aに示すように、液晶が表示面(電極基板101)に対して平行に配向(以下、平行配向と称する)しているときには、この部分における二色性色素12が液晶層1を通過する光を強く吸収することから暗表示となり、透過表示部10bに示すように、液晶が表示面(電極基板101)に対して垂直に配向(以下、垂直配向と称する)しているときには、二色性色素12による光の吸収が弱いことから明表示となって表示が可能になる。   When performing display using the liquid crystal display device shown in FIG. 1, the transmissive display unit 10 allows light from the back of the liquid crystal layer 1 such as the backlight 13 to pass through the liquid crystal layer 1 only once, as indicated by arrows. Display is performed by emitting light from the display surface and using it as display light. At this time, the light absorption rate of the dichroic dye 12 mixed in the liquid crystal composition arranged in the liquid crystal layer 1 varies depending on the liquid crystal alignment. For this reason, as shown in the transmissive display unit 10a, the transmissive display unit 10 has a liquid crystal aligned in parallel with the display surface (electrode substrate 101) (hereinafter referred to as parallel alignment). Since the chromatic dye 12 strongly absorbs the light passing through the liquid crystal layer 1, dark display is obtained, and the liquid crystal is aligned perpendicular to the display surface (electrode substrate 101) as shown in the transmissive display portion 10 b (hereinafter referred to as “vertical”). (Referred to as “orientation”), since light absorption by the dichroic dye 12 is weak, a bright display becomes possible.

これに対し、反射表示部9では、観察者側から表示面に入射した光を表示に利用する。つまり、表示面に入射した光は、矢印で示すように、液晶層1を通過した後、反射膜8によって反射され、再び液晶層1を通過し、表示面から出射して表示光になる。このとき、反射表示部9は、反射表示部9aに示すように、液晶が平行配向しているときには、この部分における二色性色素12が光を強く吸収することから暗表示となり、反射表示部9bに示すように、液晶が垂直配向しているときには、二色性色素12による光の吸収が弱いことから明表示となって表示が可能になる。   On the other hand, in the reflective display unit 9, light incident on the display surface from the observer side is used for display. That is, as shown by the arrow, the light incident on the display surface passes through the liquid crystal layer 1, is reflected by the reflective film 8, passes through the liquid crystal layer 1 again, and is emitted from the display surface to become display light. At this time, as shown in the reflective display section 9a, the reflective display section 9 becomes dark display because the dichroic dye 12 in this part strongly absorbs light when the liquid crystal is aligned in parallel. As shown in FIG. 9b, when the liquid crystal is vertically aligned, light absorption by the dichroic dye 12 is weak, so that a bright display is possible.

従って、電極6と電極7との間に電位差を与えて液晶配向を制御することで明表示と暗表示とが可能になる。尚、この場合、液晶の初期配向状態は、特に限定されるものではなく、例えば、電圧を印加しないときに平行配向していてもよく、さらにツイストしていてもよいし、逆に、電圧を印加しないときに垂直配向していてもよい。前者の場合(即ち、電圧を印加しないときの液晶配向が平行配向であるか、あるいは、さらにツイストしている場合)、液晶には、誘電率異方性が正の液晶を使用することができる。一方、後者の場合(即ち、電圧を印加しないときの液晶配向が垂直配向である場合)、液晶としては、誘電率異方性が負の液晶を使用することができる。このように、液晶の初期配向状態は、特に限定されるものではないが、使用する液晶配向の形態に適した液晶層厚が得られるように、絶縁膜11の膜厚を調整することが必要である。   Therefore, a bright display and a dark display can be performed by applying a potential difference between the electrode 6 and the electrode 7 to control the liquid crystal alignment. In this case, the initial alignment state of the liquid crystal is not particularly limited. For example, the liquid crystal may be aligned in parallel when no voltage is applied, or may be twisted. When not applied, it may be vertically aligned. In the former case (that is, when the liquid crystal alignment when no voltage is applied is parallel or twisted), a liquid crystal having positive dielectric anisotropy can be used as the liquid crystal. . On the other hand, in the latter case (that is, when the liquid crystal alignment when no voltage is applied is a vertical alignment), a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy can be used as the liquid crystal. Thus, although the initial alignment state of the liquid crystal is not particularly limited, it is necessary to adjust the film thickness of the insulating film 11 so as to obtain a liquid crystal layer thickness suitable for the form of liquid crystal alignment to be used. It is.

また、図1に示すように、液晶層1を容易に作製するためには、通常の液晶表示装置と同様、液晶層1が、反射表示部9および透過表示部10、あるいは、複数の表示画素に渡って連通した構造を有していることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 1, in order to easily manufacture the liquid crystal layer 1, the liquid crystal layer 1 includes a reflective display unit 9 and a transmissive display unit 10, or a plurality of display pixels, as in a normal liquid crystal display device. It is preferable to have a structure that communicates with each other.

このように液晶層1が反射表示部9と透過表示部10との間で連通している場合であっても、液晶層厚が透過表示部10と反射表示部9とで異なる場合、最終的に表示光となる光が液晶層1を通過する間の距離は、この光が、透過表示部10において液晶層1を一度だけ通過する距離と、この光が、反射表示部9において、液晶層1を往復する距離とで、ほぼ同様に設定することが可能となる。   Even when the liquid crystal layer 1 communicates between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 as described above, if the liquid crystal layer thickness differs between the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9, the final The distance that the light that becomes the display light passes through the liquid crystal layer 1 is the distance that the light passes through the liquid crystal layer 1 only once in the transmissive display portion 10 and the light that passes through the liquid crystal layer 1 in the reflective display portion 9. It is possible to set almost the same with the distance of reciprocating 1.

このため、反射表示部9の反射明度と透過表示部10の透過明度とは、ほぼ同程度に設定することができると共に、反射表示部9におけるコントラスト比と透過表示部10におけるコントラスト比とをほぼ同程度に設定することができる。換言すると、二色性色素12による光の吸収を利用するGH方式において、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変更することは、実質的に、色素濃度を変更した場合と同様の効果があるため、透過表示部10と反射表示部9とで液晶層厚を変更することにより、液晶組成物に対する、反射表示部9に適した二色性色素12の混入濃度と透過表示部10に適した二色性色素12の混入濃度とをほぼ等しくすることができる。従って、反射表示部9と透過表示部10とが連通している液晶層1によって、反射表示部9と透過表示部10とが、同時に良好な表示を実現することができる。即ち、反射表示部9と透過表示部10とで、表示コントラスト比が同程度で、かつ、明表示の明度も同程度になる。   Therefore, the reflected brightness of the reflective display unit 9 and the transmitted brightness of the transmissive display unit 10 can be set to substantially the same level, and the contrast ratio in the reflective display unit 9 and the contrast ratio in the transmissive display unit 10 are substantially equal. It can be set to the same level. In other words, in the GH method using light absorption by the dichroic dye 12, changing the liquid crystal layer thickness between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 substantially changes the dye concentration. Since there is a similar effect, by changing the liquid crystal layer thickness between the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9, the mixing concentration of the dichroic dye 12 suitable for the reflective display unit 9 and the transmissive display with respect to the liquid crystal composition The mixing concentration of the dichroic dye 12 suitable for the portion 10 can be made substantially equal. Therefore, the liquid crystal layer 1 in which the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 communicate with each other can realize good display simultaneously on the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. That is, the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 have the same display contrast ratio and the same brightness for bright display.

尚、この場合の明度は、反射表示部9または透過表示部10において、液晶層1に入射する光のうち、表示光として観察者に観察される割合を示し、コントラスト比は、明表示の明度を暗表示の明度で除して定義するものとする。   The lightness in this case indicates the proportion of light incident on the liquid crystal layer 1 that is observed by the observer as display light in the reflective display unit 9 or the transmissive display unit 10, and the contrast ratio is the lightness of bright display. Is defined by dividing by the lightness of dark display.

また、一般に、反射表示に適したコントラスト比と透過表示に適したコントラスト比とを比較した場合、反射表示に適したコントラスト比よりも透過表示に適したコントラスト比の方が高いことが要求される。従って、この要求を満たすために、反射表示部9におけるコントラスト比と透過表示部10におけるコントラスト比とを等しく設定するよりも、透過表示部10における液晶層厚を反射表示部9における液晶層厚よりも厚く設定し、透過表示部10におけるコントラスト比が反射表示部9におけるコントラスト比を上回るようにすることが、良好な表示を行う上で、有効である。   In general, when a contrast ratio suitable for reflective display is compared with a contrast ratio suitable for transmissive display, the contrast ratio suitable for transmissive display is required to be higher than the contrast ratio suitable for reflective display. . Therefore, in order to satisfy this requirement, the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit 10 is set to be larger than the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit 9 rather than setting the contrast ratio in the reflective display unit 9 and the contrast ratio in the transmissive display unit 10 equal. In order to achieve good display, it is effective that the contrast ratio in the transmissive display unit 10 is greater than the contrast ratio in the reflective display unit 9.

以下、本実施の形態に係る液晶表示装置について、上述した表示原理に基づいて、図1〜図3を参照して、具体的な実施例および比較例を挙げて説明するが、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described based on the display principle described above with reference to FIGS. 1 to 3 with specific examples and comparative examples. The liquid crystal display device according to the invention is not limited to the following examples.

〔実施例1〕
本実施例では、液晶層1に電圧を印加していない時に液晶が表示面法線に対してほぼ垂直に配向し、液晶層1に電圧を印加することによって、液晶が表示面に対して傾斜して配向する、誘電率異方性が負の液晶を用いたGH方式の液晶層1を表示に用いる液晶表示装置について説明する。先ず、該液晶表示装置の製造方法について以下に説明する。
[Example 1]
In this embodiment, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 1, the liquid crystal is aligned substantially perpendicular to the display surface normal, and the liquid crystal is tilted with respect to the display surface by applying a voltage to the liquid crystal layer 1. A liquid crystal display device using the GH type liquid crystal layer 1 using a liquid crystal with negative dielectric anisotropy aligned for display will be described. First, a manufacturing method of the liquid crystal display device will be described below.

先ず、透明な基板4上に、にスパッタリングによってITOを140nm形成し、フォトリソグラフィーを用いてエッチング処理することによって所定のパターンの電極6(透明電極)を作製した。尚、上記基板4としては、ガラス基板を用いた。   First, an ITO film having a thickness of 140 nm was formed on a transparent substrate 4 by sputtering, and an electrode 6 (transparent electrode) having a predetermined pattern was produced by etching using photolithography. Note that a glass substrate was used as the substrate 4.

次に、この基板4における電極6形成面上に、さらに、垂直配向膜をオフセット印刷によって配置し、これを200℃のオーブンにて焼成することにより、配向膜2を形成した。その後、ラビングにより配向膜2に配向処理を施し、観察者側基板としての電極基板101を作製した。   Next, on the surface of the substrate 4 where the electrode 6 was formed, a vertical alignment film was further arranged by offset printing, and this was baked in an oven at 200 ° C. to form the alignment film 2. Thereafter, the alignment film 2 was subjected to an alignment process by rubbing to produce an electrode substrate 101 as an observer side substrate.

ここで、垂直配向膜は、液晶を膜面の法線方位に配向させる性質を有し、さらにラビング等の配向処理によって、その法線方向から液晶配向を数度程度傾斜配向させる性質を有する。この傾斜のため、電圧印加後の液晶配向は、上記配向処理方向に向かってさらに大きく傾斜する。   Here, the vertical alignment film has a property of aligning the liquid crystal in the normal direction of the film surface, and further has a property of tilting the liquid crystal alignment by several degrees from the normal direction by an alignment treatment such as rubbing. Due to this tilt, the liquid crystal alignment after voltage application is further tilted toward the alignment processing direction.

一方、基板5上に、絶縁性を有する感光樹脂をスピンコートによって塗布し、さらに紫外光のマスク照射によって、透過表示部10には感光樹脂が残存せず、反射表示部9では、該感光樹脂が3μmの層厚に形成されるように絶縁膜11をパターン形成した。このとき、絶縁膜11のパターンエッジ部分は、後工程にて形成される電極7が、該絶縁膜11の段差によって断裂されることがないように、十分になだらかな段差形状に形成した。尚、上記基板5には、基板4と同様の透明なガラス基板を用いた。   On the other hand, an insulating photosensitive resin is applied onto the substrate 5 by spin coating, and further, the photosensitive resin does not remain in the transmissive display unit 10 by irradiation with an ultraviolet light mask. The insulating film 11 was patterned so that a thickness of 3 μm was formed. At this time, the pattern edge portion of the insulating film 11 was formed to have a sufficiently gentle step shape so that the electrode 7 formed in the subsequent process was not torn by the step of the insulating film 11. The substrate 5 was a transparent glass substrate similar to the substrate 4.

さらに、この基板5における絶縁膜11形成面上に、スパッタリングによってITOを140nm成膜し、その上に、さらに、光反射性の電極として機能するアルミニウムをスパッタリングによって200nm成膜した。次いで、得られたアルミニウム膜を、該アルミニウム膜が反射表示部9(即ち、絶縁膜11を形成すべく感光樹脂をパターニングする際に、感光樹脂を残存させた部分)にのみ残存するようにフォトリソグラフィーとドライエッチングによってパターニングして反射膜8を形成した。そして、さらに、この反射膜8の下層のITO膜を、フォトリソグラフィーを用いてエッチング処理することによって所定のパターンの電極7(透明電極)を作製した。   Further, an ITO film having a thickness of 140 nm was formed on the surface of the substrate 5 on which the insulating film 11 was formed by sputtering, and an aluminum film serving as a light reflective electrode was further formed by sputtering to a thickness of 200 nm. Next, the obtained aluminum film is photolithographed so that the aluminum film remains only in the reflective display portion 9 (that is, the portion where the photosensitive resin is left when patterning the photosensitive resin to form the insulating film 11). The reflective film 8 was formed by patterning by lithography and dry etching. Further, the ITO film under the reflective film 8 was etched using photolithography to produce an electrode 7 (transparent electrode) having a predetermined pattern.

次に、この基板5における上記電極7、反射膜8形成面上に、観察者側基板である上記電極基板101の配向膜2と同様の方法により、配向膜3を形成した。その後、ラビングにより上記配向膜3に配向処理を施し、電極基板102を作製した。   Next, an alignment film 3 was formed on the surface of the substrate 5 on which the electrodes 7 and the reflective film 8 were formed by the same method as the alignment film 2 of the electrode substrate 101 that was the observer side substrate. Thereafter, the alignment film 3 was subjected to an alignment process by rubbing to produce an electrode substrate 102.

上記のようにして作製された電極基板101・102のうち、一方の電極基板の周囲に、封入シール剤としてのシール樹脂(図示せず)を配し、他方の電極基板における配向膜形成面上に、直径4.5μmの球状のプラスティックスペーサを散布し、図1に示すように、電極面を対向させてシール樹脂を加圧下にて硬化し、液晶注入用の液晶セルを作製した。この液晶注入用の液晶セルの反射表示部9および透過表示部10における液晶注入用空隙の厚み(即ち、液晶層1の層厚)を反射光スペクトルの測定によって計測したところ、反射表示部9では4.5μm、透過表示部10では7.5μmであった。   Among the electrode substrates 101 and 102 manufactured as described above, a seal resin (not shown) as an encapsulating sealant is arranged around one electrode substrate, and the alignment film forming surface of the other electrode substrate Then, spherical plastic spacers having a diameter of 4.5 μm were sprayed, and as shown in FIG. 1, the sealing resin was cured under pressure with the electrode surfaces facing each other, to prepare a liquid crystal cell for liquid crystal injection. When the thickness of the liquid crystal injection gap (that is, the thickness of the liquid crystal layer 1) in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 of the liquid crystal cell for liquid crystal injection was measured by measuring the reflected light spectrum, It was 4.5 μm and 7.5 μm in the transmissive display unit 10.

さらに、誘電率異方性が負の液晶に二色性色素12を混入してなる液晶組成物を上記液晶注入用の液晶セルに導入するにあたり、二色性色素12の濃度は、反射表示部9と透過表示部10とで十分なコントラスト比が得られるような濃度に調整した。さらに、上記液晶組成物に、液晶の配向に捩じれを付与するカイラル添加剤を添加し、配向膜2・3に施した配向処理とともに、液晶層1の上下の電極基板101・102間での液晶配向の捩じれが、暗表示に用いる電圧印加状態での反射表示部9と透過表示部10とで、同様になるように設定した。さらに、液晶組成物を真空注入法によって上記液晶注入用の液晶セルに導入し、液晶表示装置を作製した。   Furthermore, when the liquid crystal composition formed by mixing the dichroic dye 12 into the liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is introduced into the liquid crystal cell for liquid crystal injection, the concentration of the dichroic dye 12 is determined by the reflection display unit. The density was adjusted so that a sufficient contrast ratio was obtained between 9 and the transmissive display unit 10. Further, a chiral additive that imparts twist to the alignment of the liquid crystal is added to the liquid crystal composition, and the alignment treatment applied to the alignment films 2 and 3 and the liquid crystal between the upper and lower electrode substrates 101 and 102 of the liquid crystal layer 1 are performed. The twist of orientation was set to be the same between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 in a voltage application state used for dark display. Further, the liquid crystal composition was introduced into the liquid crystal cell for liquid crystal injection by a vacuum injection method to produce a liquid crystal display device.

得られた液晶表示装置における反射表示部9の反射率および透過表示部10の透過率を顕微鏡によって測定しながら液晶層1に電圧を印加したところ、図2に示す表示特性が得られた。液晶層1に印加した電圧は、17msecごとに極性反転している矩形波であり、図2において、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。また、同図において、曲線111は、反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線112は、透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   When voltage was applied to the liquid crystal layer 1 while measuring the reflectance of the reflective display unit 9 and the transmittance of the transmissive display unit 10 in the obtained liquid crystal display device with a microscope, the display characteristics shown in FIG. 2 were obtained. The voltage applied to the liquid crystal layer 1 is a rectangular wave whose polarity is reversed every 17 msec. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the effective value of the applied voltage, and the vertical axis indicates the brightness (reflectance or transmittance). . In the figure, a curve 111 shows the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9, and a curve 112 shows the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10.

曲線111、曲線112に示すように、上記の液晶表示装置では、反射表示部9および透過表示部10における明度(反射率または透過率)が、共に、電圧の印加に伴って低下している。また、印加電圧が1.8Vのとき、反射表示部9の反射率は55%であり、透過表示部10の透過率は52%であり、また、印加電圧が5Vのとき、反射表示部9の反射率は11%、透過表示部10の透過率は10%であった。   As shown by the curves 111 and 112, in the liquid crystal display device described above, the brightness (reflectance or transmittance) in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 both decreases with the application of voltage. When the applied voltage is 1.8 V, the reflectance of the reflective display unit 9 is 55%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 52%, and when the applied voltage is 5 V, the reflective display unit 9 The transmittance of the transmissive display unit 10 was 10%.

即ち、上記の液晶表示装置によれば、反射表示部9に対しても透過表示部10に対しても、共に、明表示の明度が50%を超える高い値を示すと共にコントラスト比が約5であり、視認性に優れた表示を実現することができた。   That is, according to the above-described liquid crystal display device, both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 have a high value of bright display exceeding 50% and a contrast ratio of about 5. There was a display with excellent visibility.

〔比較例1〕
ここで、上記の実施例1の比較例を示す。該比較例1では、実施例1に示すGH方式を用いた液晶表示装置において、反射表示部9における液晶層厚と透過表示部10における液晶層厚とが同じになるように設計した以外は、実施例1に示す液晶表示装置の製造方法に準じて比較用の液晶表示装置を作製した。
[Comparative Example 1]
Here, the comparative example of said Example 1 is shown. In Comparative Example 1, in the liquid crystal display device using the GH method shown in Example 1, except that the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit 9 and the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit 10 are designed to be the same, A comparative liquid crystal display device was produced in accordance with the method for producing the liquid crystal display device shown in Example 1.

より具体的には、本比較例では、実施例1の基板5上に作製したような絶縁膜11を作製せず、反射表示部9における液晶層厚と透過表示部10における液晶層厚とが共に4.5μmの液晶表示装置を作製した。つまり、液晶層1を挟んで対向する上下の電極基板が、共に、反射表示部9と透過表示部10とで平滑な液晶注入用の液晶セルを作製し、この液晶注入用の液晶セルに実施例1と同様の二色性色素12とカイラル添加剤とを混入した液晶組成物を導入することにより、液晶表示装置を作製した。   More specifically, in this comparative example, the insulating film 11 as produced on the substrate 5 of Example 1 is not produced, and the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit 9 and the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit 10 are different. Both produced liquid crystal display devices of 4.5 μm. That is, the upper and lower electrode substrates facing each other with the liquid crystal layer 1 interposed therebetween produce a smooth liquid crystal injection liquid crystal cell with the reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10, and this liquid crystal injection liquid crystal cell is implemented. A liquid crystal display device was produced by introducing a liquid crystal composition in which the same dichroic dye 12 and a chiral additive as in Example 1 were mixed.

得られた液晶表示装置における反射表示部9の反射率と透過表示部10の透過率とを実施例1と同様の方法により測定して得られた表示特性を図3に示す。   FIG. 3 shows display characteristics obtained by measuring the reflectance of the reflective display section 9 and the transmittance of the transmissive display section 10 in the obtained liquid crystal display device by the same method as in the first embodiment.

〔比較例2〕
該比較例2では、比較例1と同様の液晶セルに、比較例1よりも二色性色素12の濃度を高くした液晶組成物を導入し、透過表示部10の明度とコントラスト比とが最適となるように設定した液晶表示装置を作製した。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a liquid crystal composition having a higher concentration of the dichroic dye 12 than in Comparative Example 1 is introduced into the same liquid crystal cell as in Comparative Example 1, and the brightness and contrast ratio of the transmissive display unit 10 are optimal. A liquid crystal display device set so as to be prepared was prepared.

得られた液晶表示装置における反射表示部9の反射率と透過表示部10の透過率とを実施例1と同様の方法により測定して得られた表示特性を、比較例1の結果と併せて図3に示す。   The display characteristics obtained by measuring the reflectance of the reflective display unit 9 and the transmittance of the transmissive display unit 10 in the obtained liquid crystal display device by the same method as in Example 1 are combined with the results of Comparative Example 1. As shown in FIG.

図3において、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。また、同図において、曲線121は、比較例1の反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線122は、比較例1の透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。また、曲線123は比較例2の反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線124は比較例2の透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 3, the horizontal axis indicates the effective value of the applied voltage, and the vertical axis indicates the brightness (reflectance or transmittance). Further, in the same figure, a curve 121 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 of Comparative Example 1, and a curve 122 indicates the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10 of Comparative Example 1. A curve 123 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 of Comparative Example 2, and a curve 124 indicates the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10 of Comparative Example 2.

曲線121、曲線122に示すように、比較例1で得られた液晶表示装置では、反射表示部9および透過表示部10における明度(反射率または透過率)は、共に、電圧の印加に伴って低下しているが、印加電圧が1.8Vのときの反射表示部9の反射率が51%であったのに対し、透過表示部10の透過率は66%であり、また、印加電圧が5Vのときの反射表示部9の反射率は11%、透過表示部10の透過率は22%であった。   As shown by the curves 121 and 122, in the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 1, both the brightness (reflectance or transmittance) in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are accompanied by the application of voltage. Although it is lowered, the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.8 V was 51%, whereas the transmittance of the transmissive display unit 10 was 66%, and the applied voltage was The reflectance of the reflective display unit 9 at 5 V was 11%, and the transmittance of the transmissive display unit 10 was 22%.

即ち、上記比較例1で得られた液晶表示装置によれば、反射表示部9では50%を超える高い明度と、5程度のコントラスト比とが得られたものの、透過表示部10では、該透過表示部10における液晶層厚が反射表示部9における液晶層厚と同じであることから、液晶層1の明度は高いものの、コントラスト比が3程度と低く、表示品位が低いものであった。   That is, according to the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 1, the reflective display unit 9 has a high brightness exceeding 50% and a contrast ratio of about 5, but the transmissive display unit 10 has the transmission. Since the liquid crystal layer thickness in the display unit 10 is the same as the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit 9, the brightness of the liquid crystal layer 1 is high, but the contrast ratio is as low as about 3 and the display quality is low.

また、曲線123、曲線124に示すように、比較例2で得られた液晶表示装置では、反射表示部9および透過表示部10における明度(反射率または透過率)は、共に、電圧の低下に伴って低下しているが、印加電圧が1.8Vのときの反射表示部9の反射率が29%であったのに対し、透過表示部10の透過率は51%であり、また、印加電圧が5Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は10%であった。   Further, as shown by the curve 123 and the curve 124, in the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 2, the brightness (reflectance or transmittance) in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are both reduced in voltage. Although it decreases, the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.8 V was 29%, whereas the transmittance of the transmissive display unit 10 was 51%. When the voltage was 5 V, the reflectance of the reflective display unit 9 was 3%, and the transmittance of the transmissive display unit 10 was 10%.

即ち、上記比較例2で得られた液晶表示装置によれば、透過表示部10では50%を超える高い明度と、5程度のコントラスト比とが得られたものの、反射表示部9では、該反射表示部9における液晶層厚が透過表示部10における液晶層厚と同じであることから、コントラスト比は10程度と高いものの、明度が30%に満たず、暗い表示となった。   That is, according to the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 2, the transmissive display unit 10 has a high brightness exceeding 50% and a contrast ratio of about 5, but the reflective display unit 9 has the reflection. Since the liquid crystal layer thickness in the display unit 9 is the same as the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit 10, the contrast ratio is as high as about 10, but the brightness is less than 30%, resulting in a dark display.

上記実施例1と比較例1・2との比較から明らかなように、GH方式の液晶表示装置において、透過表示部10のコントラスト比を、反射表示部9のコントラスト比と同等かまたはより高くするには、透過表示部10の液晶層1の層厚を反射表示部9の液晶層1の層厚よりも大きく設定することが有効であることが判った。   As is clear from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, in the GH liquid crystal display device, the contrast ratio of the transmissive display unit 10 is equal to or higher than the contrast ratio of the reflective display unit 9. It was found effective to set the layer thickness of the liquid crystal layer 1 of the transmissive display unit 10 to be larger than the layer thickness of the liquid crystal layer 1 of the reflective display unit 9.

〔実施の形態2〕
前記実施の形態1では、GH方式を用いた液晶表示装置について説明したが、本発明に係る液晶表示方式としては、上記GH方式以外にも、図4に示すように、基板4・5を偏光板14・15で挟持し、液晶層1のリタデーションや旋光(以下、まとめて偏光変換作用と略記する)を表示に利用する方式を採用してもよい。
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the liquid crystal display device using the GH mode has been described. However, as the liquid crystal display mode according to the present invention, in addition to the GH mode, as shown in FIG. A method of sandwiching the plates 14 and 15 and utilizing the retardation and rotation of the liquid crystal layer 1 (hereinafter collectively referred to as polarization conversion action) for display may be employed.

そこで、本実施の形態では、上記偏光変換作用を表示に利用した液晶表示装置について、主に図4を参照して以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記実施の形態1と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。   Therefore, in the present embodiment, a liquid crystal display device using the polarization conversion action for display will be described below mainly with reference to FIG. For convenience of explanation, components having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図4は、本実施の形態に係る液晶表示装置の要部断面図である。図4に示す液晶表示装置は、液晶セル200(液晶表示素子)を備えると共に、必要に応じて、前記バックライト13(照明装置)を備えている。これら液晶セル200、バックライト13は、観察者(使用者)側から、液晶セル200、バックライト13の順で配置されている。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display device according to the present embodiment. The liquid crystal display device shown in FIG. 4 includes a liquid crystal cell 200 (liquid crystal display element) and, if necessary, the backlight 13 (illumination device). The liquid crystal cell 200 and the backlight 13 are arranged in the order of the liquid crystal cell 200 and the backlight 13 from the observer (user) side.

液晶セル200は、図4に示すように、液晶層1が、該液晶層1と接する側(液晶層1に接する第1の基板上の界面)に配向膜2を備えた電極基板201(第1の基板)と、液晶層1と接する側(液晶層1に接する第2の基板上の界面)に配向膜3を備えた電極基板202(第2の基板)とによって挟持され、さらに、電極基板201の外側(即ち、電極基板202との対向面とは反対側)に、位相差補償板16と偏光板14とを備えると共に、電極基板202の外側(即ち、電極基板201との対向面とは反対側)に、位相差補償板17と偏光板15とを備えた構成を有している。尚、上記位相差補償板16・17は、必要に応じて設けられ、使用される。   As shown in FIG. 4, the liquid crystal cell 200 includes an electrode substrate 201 (first electrode) having an alignment film 2 on the side where the liquid crystal layer 1 is in contact with the liquid crystal layer 1 (interface on the first substrate in contact with the liquid crystal layer 1). 1) and an electrode substrate 202 (second substrate) provided with an alignment film 3 on the side in contact with the liquid crystal layer 1 (interface on the second substrate in contact with the liquid crystal layer 1). The phase difference compensation plate 16 and the polarizing plate 14 are provided on the outside of the substrate 201 (that is, the side opposite to the surface facing the electrode substrate 202), and the outside of the electrode substrate 202 (that is, the surface facing the electrode substrate 201). The phase difference compensation plate 17 and the polarizing plate 15 are provided on the opposite side. The phase difference compensation plates 16 and 17 are provided and used as necessary.

本発明において必要に応じて使用される上記の位相差補償板16・17には、延伸高分子フィルム、液晶配向固定高分子フィルム、液晶性高分子フィルム等の各種位相差補償板を利用することができる。その光学的作用は、位相差補償板16・17を用いられないときにしばしば見られる着色の防止、電極6・7の電位差に対する明度の依存性の変更、さらに、表示視野角の変更等のために使用される。   As the retardation compensation plates 16 and 17 used as necessary in the present invention, various retardation compensation plates such as a stretched polymer film, a liquid crystal alignment fixed polymer film, and a liquid crystalline polymer film are used. Can do. The optical action is for preventing coloring often seen when the phase difference compensation plates 16 and 17 are not used, changing the lightness dependency on the potential difference between the electrodes 6 and 7, and changing the display viewing angle. Used for.

また、上記電極基板201には、透光性を有するガラス基板等からなる基板4上に、液晶層1に電圧を印加するための電極6が設けられ、該電極6を覆うように、ラビング処理が施された配向膜2が形成されている。   The electrode substrate 201 is provided with an electrode 6 for applying a voltage to the liquid crystal layer 1 on a substrate 4 made of a light-transmitting glass substrate or the like, and a rubbing process is performed so as to cover the electrode 6. An alignment film 2 having been subjected to is formed.

一方、液晶層1を挟んで上記電極基板201に対向して設けられた上記電極基板202には、液晶層1に電圧を印加すべく、透光性を有する基板5上に、絶縁膜11を介して、電極6に対向する対向電極としての電極7が形成されている。但し、図4に示す液晶表示装置では、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とは電気的に絶縁されていて液晶セル外部から別々に電圧が印加されるような構成を有している。そして、上記電極基板202における反射表示部9に対応する領域には、反射膜8が形成され、さらに、ラビング処理が施された配向膜3が、これら電極7並びに反射膜8を覆うように形成されている。また、上記絶縁膜11は、該絶縁膜11における、透過表示部10に対応する領域の膜厚が、反射表示部9に対応する領域の膜厚よりも薄くなるように形成されている。   On the other hand, the electrode substrate 202 provided opposite to the electrode substrate 201 with the liquid crystal layer 1 interposed therebetween is provided with an insulating film 11 on the translucent substrate 5 in order to apply a voltage to the liquid crystal layer 1. Thus, an electrode 7 as a counter electrode facing the electrode 6 is formed. However, in the liquid crystal display device shown in FIG. 4, the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10 are electrically insulated so that voltages are applied separately from outside the liquid crystal cell. Have. A reflective film 8 is formed in a region corresponding to the reflective display portion 9 in the electrode substrate 202, and an alignment film 3 subjected to rubbing treatment is formed so as to cover these electrodes 7 and the reflective film 8. Has been. The insulating film 11 is formed so that the film thickness of the region corresponding to the transmissive display unit 10 in the insulating film 11 is smaller than the film thickness of the region corresponding to the reflective display unit 9.

上記電極基板201・202は、図4に示すように、配向膜2と配向膜3とが対向するように対向配置され、封入シール剤等を用いて貼り合わされ、その空隙に液晶組成物を導入することにより、液晶層1が形成されている。   As shown in FIG. 4, the electrode substrates 201 and 202 are arranged so that the alignment film 2 and the alignment film 3 face each other, and are bonded together using an encapsulating sealant or the like, and a liquid crystal composition is introduced into the gap. As a result, the liquid crystal layer 1 is formed.

上記液晶表示装置では、明表示において、上述した液晶組成物からなる液晶層1が、反射表示部9と透過表示部10との間で連通した構造を有している。この液晶層1の液晶は、図4において、反射表示部9bおよび透過表示部10bに示すように平行配向しているときには、液晶層1を通過する光に対して偏光変換作用が生じ、暗表示となる。一方、反射表示部9aおよび透過表示部10aに示すように、液晶層1の液晶が垂直配向しているときには、偏光変換作用は弱く、明表示となる。   In the liquid crystal display device, in the bright display, the liquid crystal layer 1 made of the liquid crystal composition described above has a structure in which the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 communicate with each other. When the liquid crystal of the liquid crystal layer 1 is parallel-aligned as shown in the reflective display portion 9b and the transmissive display portion 10b in FIG. It becomes. On the other hand, as shown in the reflective display unit 9a and the transmissive display unit 10a, when the liquid crystal of the liquid crystal layer 1 is vertically aligned, the polarization conversion action is weak and a bright display is obtained.

従って、反射表示部9a・9b、透過表示部10a・10bにおける配向変化を、液晶層1を挟持して配置されている表示面側の偏光板14とバックライト13側の偏光板15とによる直線偏光選択透過作用で、表示光の強度変化として表示に利用することで、明表示と暗表示とが可能になる。尚、前述のように、この場合、液晶層1の屈折率差の波長依存性を補償するため、あるいは、必要に応じて液晶層1で変調される明度の電圧依存性を変更するため、あるいは、表示の視野角を変更するため、図4に示すような、位相差補償板16・17が用いられていてもよい。   Therefore, the alignment change in the reflective display portions 9a and 9b and the transmissive display portions 10a and 10b is caused by a straight line formed by the polarizing plate 14 on the display surface side and the polarizing plate 15 on the backlight 13 side, which is disposed with the liquid crystal layer 1 interposed therebetween. By using the polarization selective transmission action as a display light intensity change for display, bright display and dark display are possible. As described above, in this case, in order to compensate the wavelength dependence of the refractive index difference of the liquid crystal layer 1, or to change the voltage dependence of the brightness modulated by the liquid crystal layer 1 as necessary, or In order to change the viewing angle of display, phase difference compensators 16 and 17 as shown in FIG. 4 may be used.

このように光学異方性を表示に利用する場合にも、液晶の初期配向状態は、特に限定されるものではなく、例えば、電圧無印加状態での液晶層1が、表示面に対して平行に配向した状態であってもよく、垂直に配向した状態であってもよい。前者の場合(即ち、電圧無印加状態での液晶配向が平行配向である場合)、液晶には、誘電率異方性が正の液晶を使用することができる。一方、後者の場合(即ち、電圧無印加状態での液晶配向が垂直配向である場合)、液晶としては、誘電率異方性が負の液晶を使用することができる。   Even when the optical anisotropy is used for display as described above, the initial alignment state of the liquid crystal is not particularly limited. For example, the liquid crystal layer 1 in a state in which no voltage is applied is parallel to the display surface. It may be in a state of being oriented in the vertical direction, or in a state of being vertically oriented. In the former case (that is, when the liquid crystal alignment in a state where no voltage is applied is a parallel alignment), a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy can be used as the liquid crystal. On the other hand, in the latter case (that is, when the liquid crystal alignment in a state where no voltage is applied is vertical alignment), a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy can be used as the liquid crystal.

このように、光学異方性を表示に利用する場合にも、液晶の初期配向状態は、特に限定されるものではないが、使用する液晶配向の形態に適した液晶層厚が得られるように、絶縁膜11の膜厚を調整することが有効である。   As described above, even when the optical anisotropy is used for display, the initial alignment state of the liquid crystal is not particularly limited, but a liquid crystal layer thickness suitable for the form of liquid crystal alignment to be used can be obtained. It is effective to adjust the film thickness of the insulating film 11.

上記反射表示部9で暗表示を実現するためには、まず、偏光板14で直線偏光にした光を準備する。そして、必要に応じて位相差補償板16によって偏光状態を変化させ、透過表示部10よりも層厚が薄く設定された、反射表示部9の液晶層1で、さらに偏光状態を変化させる。この時、理想的な暗表示に必要な条件は、結果として反射膜8上での偏光状態を、左右どちら廻りでもよい円偏光とすることである。また、同じ反射表示部9で理想的な明表示を実現するために必要な条件は、反射膜8上での偏光状態を直線偏光とすることである。そして、この暗表示と明表示との間で電気的に液晶配向を制御できれば、表示の切り替えが可能になる。   In order to realize dark display on the reflective display unit 9, first, light that has been linearly polarized by the polarizing plate 14 is prepared. Then, if necessary, the polarization state is changed by the phase difference compensation plate 16, and the polarization state is further changed in the liquid crystal layer 1 of the reflective display unit 9 whose layer thickness is set to be thinner than that of the transmissive display unit 10. At this time, a necessary condition for an ideal dark display is that the polarization state on the reflection film 8 is circularly polarized light which can be turned to the left or right as a result. Further, a necessary condition for realizing an ideal bright display on the same reflective display unit 9 is that the polarization state on the reflective film 8 is linearly polarized light. If the liquid crystal alignment can be electrically controlled between the dark display and the bright display, the display can be switched.

つまり、暗表示を実現する場合に液晶層1に入射した光が反射膜8に到達するまでに液晶層1が光に対して与える位相差(反射膜8上での表示光の位相差)と、明表示を実現する場合に液晶層1に入射した光が反射膜8に到達するまでに液晶層1が光に対して与える位相差(反射膜8上での表示光の位相差)との間に、実質的に1/4波長(概ね90度)の差異があり、それを実現する液晶配向が、例えば電気的に制御可能、即ち、暗表示における円偏光と明表示における直線偏光との間で制御可能であればよい。この時、明表示を実現する反射膜8上での直線偏光の偏光方位は任意の方位でよい。   That is, when realizing dark display, the phase difference that the liquid crystal layer 1 gives to the light before the light incident on the liquid crystal layer 1 reaches the reflection film 8 (the phase difference of the display light on the reflection film 8). The phase difference (the phase difference of the display light on the reflection film 8) that the liquid crystal layer 1 gives to the light before the light incident on the liquid crystal layer 1 reaches the reflection film 8 when realizing bright display. There is a difference of substantially a quarter wavelength (approximately 90 degrees) between them, and the liquid crystal alignment that realizes the difference is, for example, electrically controllable, that is, circularly polarized light in dark display and linearly polarized light in bright display. It suffices if it can be controlled between. At this time, the polarization direction of the linearly polarized light on the reflective film 8 realizing the bright display may be an arbitrary direction.

また、透過表示部10では、偏光板15で直線偏光にした光を、その偏光状態を必要に応じて位相差補償板17で変化させ、次いで、反射表示部9よりも層厚が厚く設定された液晶層1で変化させ、さらに、必要に応じて位相差補償板16によって変化させて偏光板14から出射することで表示が行われる。   In the transmissive display unit 10, the polarization state of the light linearly polarized by the polarizing plate 15 is changed by the retardation compensation plate 17 as necessary, and then the layer thickness is set to be thicker than that of the reflective display unit 9. The liquid crystal layer 1 is changed, and if necessary, it is changed by the phase difference compensation plate 16 and emitted from the polarizing plate 14 to display.

この場合、表示に利用するのは、偏光板14に入射する直前での偏光状態の変化である。従って、明表示を行う場合には、偏光板14に入射する直前での偏光状態を、偏光板14の透過軸方位の振動方向を有する直線偏光となるように調整すればよく、暗表示を行う場合には、偏光板14に入射する直前での偏光状態を、偏光板14の吸収軸方位の振動面を有する直線偏光となるように調整すればよい。   In this case, what is used for display is a change in polarization state immediately before entering the polarizing plate 14. Therefore, in the case of performing bright display, the polarization state immediately before entering the polarizing plate 14 may be adjusted so as to be linearly polarized light having the oscillation direction of the transmission axis direction of the polarizing plate 14, and dark display is performed. In this case, the polarization state immediately before entering the polarizing plate 14 may be adjusted so as to be linearly polarized light having the vibration plane of the absorption axis direction of the polarizing plate 14.

つまり、明表示を行う場合に透過表示部10の液晶層1を通過する光に与える位相差(液晶層1を出射する表示光の位相差)と、暗表示を行う場合に透過表示部10の液晶層1を通過する光に与える位相差(液晶層1を出射する表示光の位相差)との差が、実質的に1/2波長(概ね180度)となるように液晶層1の配向の変化を電圧の印加により電気的に制御すれば、表示の切り替えを行うことが可能である。   That is, the phase difference given to the light passing through the liquid crystal layer 1 of the transmissive display unit 10 when performing bright display (the phase difference of display light emitted from the liquid crystal layer 1) and the transmissive display unit 10 when performing dark display. The alignment of the liquid crystal layer 1 so that the difference from the phase difference given to the light passing through the liquid crystal layer 1 (the phase difference of the display light emitted from the liquid crystal layer 1) is substantially ½ wavelength (approximately 180 degrees). The display can be switched by electrically controlling the change in voltage by applying a voltage.

ここで、1/2波長の位相制御とは、液晶層1側より偏光板14に入射する直線偏光の偏光方位を制御することに相当し、屈折率主軸が一様に平行に配向したリタデーションによる位相差の制御だけでなく、液晶層1の屈折率主軸が液晶配向の捩じれに伴って捩じれ、その配向の捩じれの電圧による変化に伴って直線偏光の偏光方位が変化する旋光現象等も含む偏光変換作用である。これを実現する液晶層1の偏光変換作用は、位相差補償板16や位相差補償板17の適用も考慮した場合には、一般の直交した偏光状態間での偏光変換作用である。   Here, the half wavelength phase control corresponds to controlling the polarization direction of linearly polarized light incident on the polarizing plate 14 from the liquid crystal layer 1 side, and is based on retardation in which the principal axes of the refractive index are uniformly aligned in parallel. Polarization including not only the control of the phase difference but also the optical rotation phenomenon in which the principal axis of the refractive index of the liquid crystal layer 1 is twisted with the twist of the liquid crystal alignment, and the polarization direction of the linearly polarized light changes with the change of the twist of the alignment. It is a conversion action. The polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 that realizes this is a polarization conversion action between general orthogonal polarization states in consideration of application of the phase difference compensation plate 16 and the phase difference compensation plate 17.

以上のような偏光状態の制御(光の位相制御)を実現する偏光変換作用を可能とする液晶配向は、基板4・5に平行(表示面に対して平行)かつ一様な平行配向(ホモジニアス配向)であってもよく、基板4・5に平行(表示面に対して平行)かつ基板4・5間(液晶層1を挟んで対向した上下基板間)で捩じれた配向(ツイスト配向)であってもよく、また、基板4・5に垂直(表示面に対して垂直)な垂直配向(ホメオトロピック配向)であってもよい。さらに、液晶層1の一方の界面が平行配向で、他方が垂直配向であるハイブリッド配向等も利用可能である。   The liquid crystal alignment that enables the polarization conversion action to realize the polarization state control (light phase control) as described above is parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and uniform parallel alignment (homogeneous). Orientation), which is parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and twisted between the substrates 4 and 5 (between the upper and lower substrates facing each other with the liquid crystal layer 1 interposed therebetween). It may also be a vertical alignment (homeotropic alignment) perpendicular to the substrates 4 and 5 (perpendicular to the display surface). Furthermore, hybrid alignment or the like in which one interface of the liquid crystal layer 1 is parallel alignment and the other is vertical alignment can be used.

この場合、上記ツイスト配向としては、具体的には、上記基板4・5間で60度以上、100度以下に設定されているか、あるいは、0度以上、40度以下に設定されていることが望ましい。
この理由は、透過表示部10と反射表示部9とでラビング方位を変更しなくても、反射表示部9に適した条件と透過表示部10とに適した条件とを両立させることが可能となるためである。
In this case, specifically, the twist orientation is set to 60 degrees or more and 100 degrees or less between the substrates 4 and 5, or is set to 0 degrees or more and 40 degrees or less. desirable.
This is because the conditions suitable for the reflective display unit 9 and the conditions suitable for the transmissive display unit 10 can be made compatible without changing the rubbing direction between the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9. Because it becomes.

液晶表示装置を量産する場合、最も好ましい液晶層1の光学設計としては、液晶層1に印加する駆動電圧の範囲の上限と下限との間で、表示明度(反射率または透過率)が単調増加または単調減少するように変化する設計である。   When mass-producing liquid crystal display devices, the most preferable optical design of the liquid crystal layer 1 is that the display brightness (reflectance or transmittance) increases monotonically between the upper and lower limits of the drive voltage range applied to the liquid crystal layer 1. Or it is a design which changes so that it may decrease monotonously.

以上の駆動の条件を考慮する場合、最も単純な液晶層1の光学設計は、表示面に実質的に垂直に配向した液晶と、表示面に実質的に平行に配向した液晶との間で、表示明度が単調増加または単調減少するように表示が制御される電気光学特性が達成されるような設計である。   In consideration of the above driving conditions, the simplest optical design of the liquid crystal layer 1 is between a liquid crystal aligned substantially perpendicular to the display surface and a liquid crystal aligned substantially parallel to the display surface. The design is such that the electro-optic characteristic is achieved such that the display is controlled so that the display brightness monotonously increases or decreases monotonously.

この場合、特に、平行配向膜を使用して、電圧無印加での液晶配向として表示面に平行な液晶配向を実現した場合には、反射表示に適した条件と透過表示に適した条件とが明確に存在する。そこで、この条件を、いわゆる、Jones マトリクス法による計算によって求め、ツイスト角の適切な範囲を求めた。   In this case, particularly when a liquid crystal alignment parallel to the display surface is realized as a liquid crystal alignment with no voltage applied using a parallel alignment film, there are conditions suitable for reflective display and conditions suitable for transmissive display. It exists clearly. Therefore, this condition was obtained by calculation using the so-called Jones matrix method, and an appropriate range of the twist angle was obtained.

この結果、反射表示で良好な表示を得るためには、ツイスト角が0度以上、100度以下に設定されている必要があることが明らかになった。   As a result, it has been clarified that the twist angle needs to be set to 0 degree or more and 100 degrees or less in order to obtain a good display by the reflective display.

つまり、まず、本願発明者等は、反射表示において良好な表示を実現する液晶層1では、偏光変換作用を有する液晶配向(平行配向膜を使用した場合には実質的に電圧無印加の場合の液晶配向に等しい)において、円偏光を直線偏光に効率よく変換する作用が必要であることを見い出し、これを評価するために、液晶層1に円偏光を入射した場合の反射率を上記計算法によって求めた。尚、計算は、光が、偏光板14、90度の位相差を与える位相差補償板16、液晶層1、反射膜8の順に液晶セル200に入射し、これを逆に反射膜8から偏光板14までを伝播して出射した光の反射率を求めた。   In other words, first, the inventors of the present application, in the liquid crystal layer 1 that realizes a good display in the reflective display, have a liquid crystal alignment having a polarization converting action (when a parallel alignment film is used, a voltage is not applied substantially. In order to evaluate the efficiency of converting circularly polarized light into linearly polarized light in the liquid crystal alignment), the reflectance when circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer 1 is calculated by the above calculation method. Sought by. In the calculation, light is incident on the liquid crystal cell 200 in the order of the polarizing plate 14, the retardation compensation plate 16 that gives a phase difference of 90 degrees, the liquid crystal layer 1, and the reflective film 8. The reflectance of the light that propagated up to the plate 14 and was emitted was determined.

その結果、液晶層1のツイスト角毎に液晶層1の液晶の屈折率差(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)を調整することにより、ツイスト角が0度以上、70度以下の範囲内では、円偏光を完全な直線偏光に変換することが可能であることが明らかとなった。また、70度を越えて100度までの範囲内では、円偏光を完全な直線偏光にすることはできないが、良好な表示は可能であることを見い出した。そして、ツイスト角が70度までの反射率の、可視波長における最大値を100%とした場合には、ツイスト角毎に液晶層1のΔn・dを調整することにより、特定の波長における、ツイスト角が80度での反射率は97%、ツイスト角が90度での反射率は83%、ツイスト角が100度での反射率は72%となり、良好な反射率を得ることができる。しかしながら、ツイスト角が100度を越えると、例えばツイスト角が110度での反射率は54%、ツイスト角が120度での反射率は37%となり、円偏光を直線偏光に効率良く偏光することは不可能となる。つまり、反射表示部9における液晶層1では、ツイスト角を、0度以上、100度以下の範囲内に設定することが必要である。   As a result, by adjusting the product (Δn · d) of the refractive index difference (Δn) of the liquid crystal of the liquid crystal layer 1 and the liquid crystal layer thickness (d) for each twist angle of the liquid crystal layer 1, the twist angle is 0 degree or more. It was revealed that circularly polarized light can be converted into completely linearly polarized light within a range of 70 degrees or less. In addition, it has been found that, within the range from 70 degrees to 100 degrees, circularly polarized light cannot be completely linearly polarized, but good display is possible. When the maximum value at a visible wavelength of the reflectance up to 70 degrees in the twist angle is 100%, the twist at a specific wavelength is adjusted by adjusting Δn · d of the liquid crystal layer 1 for each twist angle. When the angle is 80 degrees, the reflectivity is 97%, when the twist angle is 90 degrees, the reflectivity is 83%, and when the twist angle is 100 degrees, the reflectivity is 72%, and a good reflectivity can be obtained. However, when the twist angle exceeds 100 degrees, for example, the reflectivity is 54% when the twist angle is 110 degrees, and the reflectivity is 37% when the twist angle is 120 degrees, so that circularly polarized light is efficiently polarized into linearly polarized light. Is impossible. That is, in the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9, it is necessary to set the twist angle within a range of 0 ° to 100 °.

尚、上記の説明では、反射表示部9における液晶層1の偏光変換作用を評価するために円偏光を計算に用いたが、実際の表示においては、反射表示部9の液晶層1に必ずしも円偏光を入射させる必要はなく、液晶層1を上述したように設計し、該液晶層1に直線偏光を入射させても、反射表示部9で良好な表示を得ることができる。   In the above description, circularly polarized light is used for calculation in order to evaluate the polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9. However, in actual display, the liquid crystal layer 1 of the reflective display unit 9 is not necessarily circular. There is no need to make polarized light incident. Even when the liquid crystal layer 1 is designed as described above and linearly polarized light is made incident on the liquid crystal layer 1, a good display can be obtained by the reflective display unit 9.

一方、透過表示部10で良好な表示を得るためには、液晶配向が、ツイスト角が小さい(0度以上、40度以下)配向であるか、あるいは、ツイスト角が大きい(60度以上、110度以下)配向である必要がある。   On the other hand, in order to obtain a good display in the transmissive display unit 10, the liquid crystal orientation is an orientation with a small twist angle (0 degree or more and 40 degrees or less) or a large twist angle (60 degrees or more, 110 degrees). Degree or less).

透過表示部10で良好な表示を得るために必要な偏光変換作用は、基本的な光学作用(第1の条件)と、この基本的な光学作用(第1の条件)と反射表示部9との関連によって決まる現実的な光学作用(第2の条件)とを満たす必要がある。   The polarization conversion action necessary for obtaining a good display in the transmissive display unit 10 includes the basic optical action (first condition), the basic optical action (first condition), and the reflective display part 9. It is necessary to satisfy the realistic optical action (second condition) determined by the relationship of

その理由は、例えば、上記第1の条件の場合、偏光変換作用を有する液晶配向(平行配向膜を使用した場合には、実質的に電圧無印加の場合の配向に等しい)において、透過表示部10における液晶層1では、ある偏光(直線偏光、円偏光、あるいは楕円偏光であって、偏光状態が指定された偏光)を、効率良く、それに直交する偏光(直線偏光の場合は光の振動電界が含まれる面が直交する直線偏光、円偏光の場合は回転方向の反転した円偏光、楕円偏光の場合は楕円主軸方位が直交した同じ楕円率の楕円偏光で、回転方向が反転した楕円偏光)に変換する作用を必要とするためである。   The reason for this is, for example, in the case of the first condition, in the liquid crystal alignment having a polarization converting action (when a parallel alignment film is used, the alignment is substantially equal to the alignment when no voltage is applied). In the liquid crystal layer 1 in FIG. 10, a certain polarized light (linearly polarized light, circularly polarized light, or elliptically polarized light having a designated polarization state) is efficiently polarized perpendicularly (in the case of linearly polarized light, an oscillating electric field of light). Linearly polarized light whose planes are orthogonal, circularly polarized light with circular rotation reversed in the case of circularly polarized light, elliptical polarized light with ellipticity of the same ellipticity with the elliptical main axis orientation orthogonal, and elliptically polarized light with reversed rotational direction) This is because it requires an action to convert to.

そこで、本願発明者等は、透過表示部10に必要な性質として上記の作用を評価するために、偏光変換作用を上記計算法(Jones マトリクス法)によって求めたが、このために必要なツイスト角の範囲に反しては、特に制限はないことが明らかとなった。   Therefore, the inventors of the present application have obtained the polarization conversion action by the above calculation method (Jones matrix method) in order to evaluate the above action as a necessary property of the transmissive display unit 10. Contrary to the above, it has become clear that there is no particular limitation.

また、上記第2の条件は、本発明においては、反射表示部9と透過表示部10とで共通の表示面側の光学フィルム(偏光板14および位相差補償板16)を使用するために生じる制約である。反射表示部9および透過表示部10における光学フィルムは、反射表示を良好に行うように設定されている。そして、液晶表示装置の表示面と逆の面には、異なる光学フィルムの設定が可能であるが、この光学フィルムは、透過表示部10の表示を、表示面側の光学フィルムである上記偏光板14および位相差補償板16と、透過表示部10側の液晶層1と協動して良好にするような配置に設定することが好ましい。このような設定を行うためには、透過表示部10における液晶層1の偏光変換作用は、単に、上記第1の条件を満たすだけではなく、円偏光を逆廻りの円偏光に良好に変換できること、あるいは、直線偏光を直交する直線偏光に良好に変換できることが重要である。   In the present invention, the second condition occurs because the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 use a common optical film (polarizing plate 14 and retardation compensation plate 16) on the display surface side. It is a constraint. The optical films in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are set so as to perform reflective display satisfactorily. A different optical film can be set on the surface opposite to the display surface of the liquid crystal display device. This optical film can be used to display the transmissive display unit 10 as an optical film on the display surface side. 14 and the retardation compensation plate 16 and the liquid crystal layer 1 on the transmissive display unit 10 side are preferably set so as to be favorable. In order to perform such a setting, the polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 can not only simply satisfy the first condition, but also convert circularly polarized light into reverse circularly polarized light. Alternatively, it is important that the linearly polarized light can be satisfactorily converted into orthogonal linearly polarized light.

そこで、透過表示部10における液晶層1に対する、上記第2の条件を満たす具体的な条件を評価するために、液晶層1に円偏光を入射したときに、逆廻りの円偏光になる光の強度を上記の計算法によって求めた。尚、計算は、光が、第1の偏光板としての偏光板15、90度の位相差を与える第1の位相差補償板としての位相差補償板17、液晶層1、90度の位相差を与える第1の位相差補償板と直交した遅相軸を有する第2の位相差補償板としての位相差補償板16、上記第1の偏光板と直交する第2の偏光板としての偏光板14の順に伝播した場合の透過率を求めた。   Therefore, in order to evaluate a specific condition that satisfies the second condition for the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10, when circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer 1, the light that becomes reverse circularly polarized light is reflected. The strength was determined by the above calculation method. The calculation is based on the assumption that light is a polarizing plate 15 as a first polarizing plate, a phase difference compensating plate 17 as a first phase compensating plate that gives a phase difference of 90 degrees, a liquid crystal layer 1, a phase difference of 90 degrees. A phase difference compensation plate 16 as a second phase difference compensation plate having a slow axis perpendicular to the first phase difference compensation plate for providing the first retardation plate, and a polarizing plate as a second polarizing plate perpendicular to the first polarizing plate The transmittance when propagating in the order of 14 was obtained.

この結果、本願発明者等は、ツイスト角毎に液晶層1のΔn・dを調整すると、ツイスト角が0度以上、40度以下の範囲内にあるときには、円偏光が逆廻りの円偏光に良好に変換されることを見い出した。具体的には、ツイスト角0度のときの可視波長における光の透過率を100%とした場合、ツイスト角が30度のときの光の透過率は88.6%、ツイスト角が40度のときの光の透過率は80.8%、ツイスト角が50度のときの光の透過率は72.0%、ツイスト角が60度のときの光の透過率は62.4%となり、円偏光を逆廻りの円偏光に変換する偏光変換作用を透過率で評価した場合、透過率はツイスト角の増大とともに低下する。このため、ツイスト角の上限は、上記の結果から、40度程度に定めることが適当であるとの結論を得た。   As a result, when the present inventors adjust Δn · d of the liquid crystal layer 1 for each twist angle, when the twist angle is in the range of 0 degrees or more and 40 degrees or less, the circularly polarized light becomes the reverse circularly polarized light. We found that it was converted well. Specifically, when the transmittance of light at a visible wavelength when the twist angle is 0 degree is 100%, the transmittance of light when the twist angle is 30 degrees is 88.6% and the twist angle is 40 degrees. When the twist angle is 50 degrees, the light transmittance is 80.8%, when the twist angle is 50 degrees, the light transmittance is 72.0%, and when the twist angle is 60 degrees, the light transmittance is 62.4%. When the polarization conversion action for converting the polarized light into the reverse circularly polarized light is evaluated by the transmittance, the transmittance decreases as the twist angle increases. For this reason, the conclusion that the upper limit of the twist angle is appropriately set to about 40 degrees was obtained from the above results.

一方、直線偏光を直交する直線偏光に効率良く変換する透過表示部10のツイスト角の設定は、光の波長を一つの波長に限定した場合には、ツイスト角が0度以上の任意のツイスト角で、充分に効率の良い透過率が実現できる。しかし、可視波長の広い領域で高い透過率を得るには、ツイスト角に最適値が存在する。具体的には、ツイスト角を変更して、可視波長範囲の中心波長である550nmが最大透過率となるように液晶層1のΔn・dを調整し、550nmの透過率を100%としたときに、90%以上の透過率が得られる波長の上限と下限とを除いた波長幅を求めた。尚、透過率の計算は、光が、上記第1の偏光板としての偏光板15、液晶層1、第1の偏光板と直交する第2の偏光板としての偏光板14を通過するとき、液晶層1の層厚方向の中央にある液晶配向が、偏光板14・15の透過軸とは45度の角をなすように配置し、そのときの透過率を求めている。   On the other hand, the twist angle of the transmissive display unit 10 that efficiently converts linearly polarized light into orthogonal linearly polarized light can be set to any twist angle of 0 degree or more when the wavelength of light is limited to one wavelength. Thus, a sufficiently efficient transmittance can be realized. However, in order to obtain a high transmittance in a wide visible wavelength region, there is an optimum value for the twist angle. Specifically, when the twist angle is changed and Δn · d of the liquid crystal layer 1 is adjusted so that the maximum transmittance is 550 nm, which is the center wavelength in the visible wavelength range, and the transmittance at 550 nm is 100%. In addition, the wavelength width excluding the upper limit and lower limit of the wavelength at which a transmittance of 90% or more was obtained was obtained. Note that the transmittance is calculated when light passes through the polarizing plate 15 as the first polarizing plate, the liquid crystal layer 1, and the polarizing plate 14 as the second polarizing plate orthogonal to the first polarizing plate. The liquid crystal alignment at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 is arranged to form an angle of 45 degrees with the transmission axis of the polarizing plates 14 and 15, and the transmittance at that time is obtained.

この結果、ツイスト角が0度のときの波長幅(波長範囲)は230nm、ツイスト角が10度のときの波長幅は235nm、ツイスト角が20度のときの波長幅は240nm、ツイスト角が30度のときの波長幅は245nm、ツイスト角が40度のときの波長幅は250nm、ツイスト角が50度のときの波長幅は255nm、ツイスト角が60度のときの波長幅は265nm、ツイスト角が70度のときの波長幅は280nm、ツイスト角が80度のときの波長幅は310nm、ツイスト角が90度のときの波長幅は330nm、ツイスト角が100度のときの波長幅は305nm、ツイスト角が110度のときの波長幅は255nm、ツイスト角が120度のときの波長幅は210nmとなった。   As a result, the wavelength width (wavelength range) when the twist angle is 0 degree is 230 nm, the wavelength width when the twist angle is 10 degrees is 235 nm, the wavelength width when the twist angle is 20 degrees is 240 nm, and the twist angle is 30. When the twist angle is 40 degrees, the wavelength width is 245 nm, when the twist angle is 40 degrees, the wavelength width is 250 nm, when the twist angle is 50 degrees, the wavelength width is 255 nm, and when the twist angle is 60 degrees, the wavelength width is 265 nm. When the twist angle is 80 degrees, the wavelength width is 280 nm, when the twist angle is 80 degrees, the wavelength width is 310 nm, when the twist angle is 90 degrees, the wavelength width is 330 nm, and when the twist angle is 100 degrees, the wavelength width is 305 nm, The wavelength width when the twist angle was 110 degrees was 255 nm, and the wavelength width when the twist angle was 120 degrees was 210 nm.

以上のような検討から、ツイスト角が60度以上、110度以下の範囲内で高い透過率が広い波長幅(波長範囲)で実現し、良好な偏光変換作用が実現され、良好な表示が可能となることが判った。従って、以上の円偏光に対する偏光変換作用および直線偏光に対する偏光変換作用から、上記第2の条件を満たす透過表示部10の液晶のツイスト角は、0度以上、40度以下の範囲内、または、60度以上、110度以下の範囲内に限定される。   Based on the above considerations, high transmittance is realized in a wide wavelength range (wavelength range) within a twist angle range of 60 degrees or more and 110 degrees or less, a good polarization conversion action is realized, and a good display is possible. It turned out that it becomes. Therefore, the twist angle of the liquid crystal of the transmissive display unit 10 satisfying the second condition is within the range of 0 degree or more and 40 degrees or less from the polarization conversion action for circularly polarized light and the polarization conversion action for linearly polarized light, or It is limited within the range of 60 degrees or more and 110 degrees or less.

以上のようにして、反射表示部9には0度以上、100度以下の範囲内、透過表示部10には0度以上、40度以下の範囲内、または、60度以上、110度以下の範囲内のツイスト角が良好な表示を与えることが明らかとなった。つまり、本発明の実施の形態の一例として、反射表示部9と透過表示部10とで共に良好な表示を得るためのツイスト角としては、0度以上、40度以下の範囲内、あるいは、60度以上、100度以下の範囲内が適当である。   As described above, the reflective display unit 9 has a range of 0 ° to 100 °, the transmissive display unit 10 has a range of 0 ° to 40 °, or 60 ° to 110 °. It became clear that the twist angle within the range gives a good indication. That is, as an example of the embodiment of the present invention, the twist angle for obtaining a good display in both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is in the range of 0 degrees or more and 40 degrees or less, or 60 The range of not less than 100 degrees and not more than 100 degrees is appropriate.

尚、以下に示す実施例において、反射表示部9と透過表示部10とにおける液晶層1のツイスト角が等しい例(実施例2〜実施例9、および実施例11)においては、ツイスト角が0度で円偏光を使用する典型的な例は、実施例11であり(液晶配向は垂直配向)、ツイスト角が0度で直線偏光を使用する典型的な例は実施例3(位相差補償板により良好な明表示となるように調整している)である。また、ツイスト角が70度付近で直線偏光を使用する典型的な例は、実施例5(位相差補償板により良好な明表示となるように調整している)である。   In the examples shown below, in the examples (Examples 2 to 9 and Example 11) in which the twist angle of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is the same, the twist angle is 0. A typical example using circularly polarized light at a degree is Example 11 (liquid crystal alignment is vertical alignment), and a typical example using linearly polarized light with a twist angle of 0 degree is Example 3 (phase difference compensator). It is adjusted so that a bright display is better. A typical example in which linearly polarized light is used at a twist angle of around 70 degrees is Example 5 (adjusted so that a good bright display is obtained by a phase difference compensator).

上述した検討によれば、反射表示部9と透過表示部10とで、ともに良好な表示を得るための液晶層1のツイスト角は、0度以上、40度以下の範囲内、または、60度以上、100度以下の範囲内となる。   According to the above-described examination, the twist angle of the liquid crystal layer 1 for obtaining a good display in both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is in the range of 0 degrees or more and 40 degrees or less, or 60 degrees. As described above, it is within the range of 100 degrees or less.

以上の説明においては、ツイスト角の大きさを正の符号に関してのみ説明したが、絶対値が同じで負の符号(ツイスト方向が逆に捩じれているもの)に関しても、同様の議論が有効であることは言うまでもない。   In the above description, the magnitude of the twist angle has been described only with respect to the positive sign, but the same argument is valid for the negative sign (which is twisted in the opposite direction) with the same absolute value. Needless to say.

ツイスト角を小さく設定する場合、何れの場合にも、偏光状態の変化が屈折率差(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)の関数になり、しかも、反射表示部9では入射光が液晶層1を往復し、透過表示部10では入射光が液晶層1を一度だけ通過することから、透過表示部10における液晶層厚は反射表示部9における液晶層厚に比して厚く設定されることが望ましい。   In any case where the twist angle is set to be small, the change in the polarization state becomes a function of the product (Δn · d) of the refractive index difference (Δn) and the liquid crystal layer thickness (d), and the reflection display unit 9, the incident light travels back and forth through the liquid crystal layer 1, and the transmissive display portion 10 passes the liquid crystal layer 1 only once. Therefore, the liquid crystal layer thickness in the transmissive display portion 10 is larger than the liquid crystal layer thickness in the reflective display portion 9. Therefore, it is desirable to set it thick.

尚、通常の旋光を利用するTN液晶表示装置においても、液晶層厚が薄い場合には、旋光とリタデーションによる偏光状態の変化とが区別できない状態になり、一般的には楕円偏光を表示に利用するため、上記TN液晶表示装置において用いられる旋光を、上述した偏光変換作用を用いた明表示および暗表示に用いることができることは言うまでもない。本発明における偏光変換作用には、これら旋光による透過光強度の変調も含まれる。   Even in a TN liquid crystal display device using ordinary optical rotation, when the liquid crystal layer is thin, the optical rotation and the change in polarization state due to retardation are indistinguishable, and in general, elliptically polarized light is used for display. Therefore, it goes without saying that the optical rotation used in the TN liquid crystal display device can be used for bright display and dark display using the polarization conversion action described above. The polarization conversion action in the present invention includes modulation of transmitted light intensity by these optical rotations.

さらに、上記偏光変換作用において、偏光状態を変化させ得る液晶配向の変化には、上述したように、液晶の配向状態が基板4・5に平行であるか垂直であるかを制御するもののみならず、表面安定化強誘電性液晶や反強誘電性液晶のように、液晶が、基板4・5にほぼ平行な配向方位を保ったまま配向方向のみが変化するものや、ネマティック液晶を利用し、電極構造を変更して液晶の配向方向を表示面に平行な面内に保ったまま配向方位を変化させるものも含まれる。   Furthermore, in the polarization conversion action, the change in the liquid crystal alignment that can change the polarization state is only to control whether the alignment state of the liquid crystal is parallel or perpendicular to the substrates 4 and 5 as described above. First, the liquid crystal, such as surface-stabilized ferroelectric liquid crystal and anti-ferroelectric liquid crystal, changes only in the orientation direction while maintaining the orientation direction almost parallel to the substrates 4 and 5, or nematic liquid crystal. Also included are those that change the orientation orientation while changing the electrode structure and maintaining the orientation direction of the liquid crystal in a plane parallel to the display surface.

また、上記の液晶表示装置において、偏光板14・15の設置方位(貼付方位)は、適宜設定することができる。例えば、反射表示部9に合わせて偏光板14の設置方位を設定すれば、必然的に、透過表示部10を透過する表示光に対しても同じ偏光板14が作用するため、該偏光板14の設置方位に合わせて偏光板15の設置方位を定めればよい。   In the above liquid crystal display device, the installation orientation (sticking orientation) of the polarizing plates 14 and 15 can be set as appropriate. For example, if the installation orientation of the polarizing plate 14 is set in accordance with the reflective display unit 9, the same polarizing plate 14 inevitably acts on the display light transmitted through the transmissive display unit 10. The installation direction of the polarizing plate 15 may be determined in accordance with the installation direction.

以上のように、捩じれを持たない液晶配向を表示に用いる場合、反射表示部9が、例えば暗表示を示すときに、透過表示部10も、同様に、例えば暗表示を示した。しかしながら、例えば、偏光板14の設置方位はそのままで偏光板15の設置方位を90度変更すると、反射表示部9と透過表示部10とで表示の反転が起こる。つまり、そのままでは、良好な表示が得られない。そこで、このような表示の反転を防止するためには、偏光板15の設置方位を元に戻すか、あるいは、反射表示部9と透過表示部10とに各々独立した電極を与えて、電気的駆動そのものを反射表示部9または透過表示部10の一方のみで反転させて表示の明暗を一致させてもよい。   As described above, when the liquid crystal alignment having no twist is used for display, when the reflective display unit 9 displays a dark display, for example, the transmissive display unit 10 similarly displays a dark display, for example. However, for example, when the installation orientation of the polarizing plate 15 is changed and the installation orientation of the polarizing plate 15 is changed by 90 degrees, display inversion occurs between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. That is, as it is, a good display cannot be obtained. Therefore, in order to prevent such inversion of the display, the installation orientation of the polarizing plate 15 is returned to the original, or an independent electrode is provided to each of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 to electrically The driving itself may be reversed by only one of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 to match the brightness of the display.

次に、図4に示す液晶表示装置における反射表示部9および透過表示部10での表示原理についてさらに詳細に説明する。   Next, the display principle of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 in the liquid crystal display device shown in FIG. 4 will be described in more detail.

まず、反射表示部9での表示原理について以下に説明する。尚、説明を簡略化するため、以下の説明では位相差補償板16・17を用いることなく、また、液晶層1の液晶配向は、反射表示部9bおよび透過表示部10bで捩じれを有していないものとする。さらに、波長550nmの光が液晶層1を1度だけ透過する場合に、反射表示部9b、透過表示部10bが、各々、1/4波長、1/2波長の位相差を有するように、反射表示部9および透過表示部10の層厚が調整されているものとし、液晶組成物は正の誘電率異方性を有し、電圧無印加の場合の液晶配向は基板4・5に対し概ね平行であり、その配向方位は偏光板14の吸収軸方位に対し、45度の角度をなしているものとする。   First, the display principle of the reflective display unit 9 will be described below. In order to simplify the explanation, in the following explanation, the phase difference compensation plates 16 and 17 are not used, and the liquid crystal orientation of the liquid crystal layer 1 is twisted in the reflective display portion 9b and the transmissive display portion 10b. Make it not exist. Further, when light having a wavelength of 550 nm passes through the liquid crystal layer 1 only once, reflection is performed so that the reflective display portion 9b and the transmissive display portion 10b have a phase difference of ¼ wavelength and ½ wavelength, respectively. It is assumed that the layer thicknesses of the display unit 9 and the transmissive display unit 10 are adjusted, the liquid crystal composition has a positive dielectric anisotropy, and the liquid crystal alignment when no voltage is applied is approximately relative to the substrates 4 and 5. It is assumed that the orientation direction is 45 degrees with respect to the absorption axis direction of the polarizing plate 14.

この場合、電圧無印加状態における反射表示部9および透過表示部10での液晶配向は、反射表示部9bおよび透過表示部10bに示す液晶配向となり、電圧の印加によって変化した、反射表示部9および透過表示部10での液晶配向は、反射表示部9aおよび透過表示部10aに示す液晶配向となる。   In this case, the liquid crystal alignment in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 in the state where no voltage is applied is the liquid crystal alignment shown in the reflective display unit 9b and the transmissive display unit 10b, and the reflective display unit 9 and The liquid crystal alignment in the transmissive display unit 10 is the liquid crystal alignment shown in the reflective display unit 9a and the transmissive display unit 10a.

上記反射表示部9bでは、液晶組成物の屈折率差(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)は、1/4波長条件が成立している。このため、周囲光は入射の際、偏光板14で直線偏光となり、さらに液晶層1のリタデーションによって、反射膜8に到達するときは円偏光となる。このとき、入射光は、反射膜8で進行方向が反転し、円偏光は振動電界の回転方向を保存して進行方向のみが反転するために、入射時の偏光に対して直交した円偏光、つまり、左右が反転した円偏光になる。この円偏光は、再び反射表示部9bの液晶層1を通過して偏光板14の吸収軸方位と平行な直線偏光になり、偏光板14によって吸収され、暗表示となる。   In the reflective display portion 9b, a quarter wavelength condition is established for the product (Δn · d) of the refractive index difference (Δn) of the liquid crystal composition and the liquid crystal layer thickness (d). For this reason, ambient light becomes linearly polarized light at the polarizing plate 14 when incident, and becomes circularly polarized light when reaching the reflecting film 8 due to the retardation of the liquid crystal layer 1. At this time, the traveling direction of the incident light is reversed by the reflection film 8, and the circularly polarized light preserves the rotation direction of the oscillating electric field and only the traveling direction is reversed. That is, the left and right are circularly polarized light. This circularly polarized light passes through the liquid crystal layer 1 of the reflective display portion 9b again and becomes linearly polarized light parallel to the absorption axis direction of the polarizing plate 14, and is absorbed by the polarizing plate 14, resulting in dark display.

また、このとき、透過表示部10bでは、液晶組成物の屈折率差(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)は1/2波長条件が成立している。このため、液晶層1は、入射した直線偏光の振動面の方位を液晶配向方向に対して線対称に変換する作用を有している。従って、透過表示部10bへの光の入射側の偏光板15の吸収軸方位は、液晶層1の上述した作用を受けて、偏光板14を通過する光が偏光板14によって吸収されて暗表示となるように、偏光板14および偏光板15の透過軸方位と平行になるように決定される。   At this time, in the transmissive display portion 10b, the product of the refractive index difference (Δn) of the liquid crystal composition and the liquid crystal layer thickness (d) (Δn · d) satisfies the ½ wavelength condition. For this reason, the liquid crystal layer 1 has an effect of converting the orientation of the vibration plane of the incident linearly polarized light into line symmetry with respect to the liquid crystal alignment direction. Accordingly, the absorption axis direction of the polarizing plate 15 on the light incident side to the transmissive display portion 10b is subjected to the above-described action of the liquid crystal layer 1, and the light passing through the polarizing plate 14 is absorbed by the polarizing plate 14 to display darkly. So that the transmission axis direction of the polarizing plate 14 and the polarizing plate 15 is parallel.

このように、偏光板14および偏光板15が、それらの透過軸方位が平行、かつ、該透過軸方位から液晶配向が45度の角度をなすように配置されると、反射表示部9b、透過表示部10bが共に暗表示になることが判った。   As described above, when the polarizing plate 14 and the polarizing plate 15 are arranged so that their transmission axis directions are parallel and the liquid crystal alignment forms an angle of 45 degrees from the transmission axis direction, It was found that both the display portions 10b are darkly displayed.

次に、上記反射表示部9bおよび透過表示部10bに示す電圧無印加状態(液晶の初期配向状態)から、電極6および電極7に電位差を与えることにより、液晶の配向状態を、反射表示部9aおよび透過表示部10aに示すように、表示面に対してほぼ垂直に変化させた場合の作用について以下に説明する。   Next, by applying a potential difference to the electrodes 6 and 7 from the voltage non-application state (the initial alignment state of the liquid crystal) shown in the reflective display portion 9b and the transmissive display portion 10b, the alignment state of the liquid crystal is changed to the reflective display portion 9a. As will be described in the transmissive display section 10a, the operation when it is changed substantially perpendicularly to the display surface will be described below.

この場合、反射表示部9aでは、周囲光が偏光板14によって直線偏光になり、液晶層1はその直線偏光に対してリタデーションを持たないため、入射光は、偏光状態が変化することなく反射膜8に到達し、さらに進行方向が反転した後、液晶層1を再び通過し、偏光板14の吸収軸方位に直交した直線偏光の方位を保ったまま偏光板14から出射する。   In this case, in the reflective display unit 9a, the ambient light becomes linearly polarized light by the polarizing plate 14, and the liquid crystal layer 1 has no retardation with respect to the linearly polarized light. After reaching 8 and the traveling direction is further reversed, it passes through the liquid crystal layer 1 again, and is emitted from the polarizing plate 14 while maintaining the direction of linearly polarized light orthogonal to the absorption axis direction of the polarizing plate 14.

また、透過表示部10aにおいても、反射表示部9aと同様に、入射光が偏光板15によって直線偏光になり、その直線偏光の方位を概ね維持したまま偏光板14を通り抜ける。   Also in the transmissive display unit 10a, similarly to the reflective display unit 9a, the incident light becomes linearly polarized light by the polarizing plate 15, and passes through the polarizing plate 14 while maintaining the direction of the linearly polarized light.

以上のような光学異方性による偏光変換作用を表示に利用する場合、この偏光変換作用の量は、例えば、液晶が平行配向していて液晶層1に電圧が印加されていない場合には、液晶層1の配向のツイスト角と、液晶層厚(d)と液晶組成物の屈折率差(Δn)との積(Δn・d)とで決定される。このため、本発明のように透過表示部10が反射表示部9よりも厚い液晶層厚を有することは、透過光および反射光を表示に利用する液晶表示装置において、表示の明度およびコントラスト比を、反射表示部9および透過表示部10で共に両立させるために有効である。尚、ツイスト角は、反射表示部9と透過表示部10とで各々異なっていても構わない。   When utilizing the polarization conversion action due to optical anisotropy as described above for display, the amount of this polarization conversion action is, for example, when the liquid crystal is aligned in parallel and no voltage is applied to the liquid crystal layer 1. It is determined by the twist angle of the alignment of the liquid crystal layer 1 and the product (Δn · d) of the liquid crystal layer thickness (d) and the refractive index difference (Δn) of the liquid crystal composition. For this reason, the transmissive display unit 10 having a liquid crystal layer thickness thicker than that of the reflective display unit 9 as in the present invention reduces the display brightness and contrast ratio in a liquid crystal display device that uses transmitted light and reflected light for display. It is effective to make both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 compatible. The twist angle may be different between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10.

また、上記液晶表示装置が、位相差補償板16・17を備えている場合、可視光域の複数の波長の光に対して、十分な明度とコントラスト比とを確保することができ、この結果、さらに良好な表示が実現可能である。   In addition, when the liquid crystal display device includes the phase difference compensation plates 16 and 17, sufficient brightness and contrast ratio can be ensured for light having a plurality of wavelengths in the visible light region. Even better display can be realized.

また、液晶層1の液晶組成物や配向が上記の説明と同様であっても、位相差補償板16・17の作用によって、上記の表示の変化を反転させることが可能である。つまり、例えば位相差補償板16・17として1/4波長板を用いれば、反射表示部9bでは、周囲光は、位相差補償板16によって、液晶層1に入射の際に円偏光になり、さらに、液晶層1の光学異方性による偏光変換作用によって、反射膜8に到達するときは直線偏光になり、反射膜8で進行方向が反転した後、偏光板14の透過成分に再び変換されて偏光板14から出射されることから、明表示になり、液晶配向が、反射表示部9aに示すように変化した場合には、周囲光は、円偏光のまま反射膜8に到達するため暗表示になる。   Even if the liquid crystal composition and orientation of the liquid crystal layer 1 are the same as described above, the change in display can be reversed by the action of the retardation compensation plates 16 and 17. That is, for example, if quarter-wave plates are used as the phase difference compensation plates 16 and 17, the ambient light becomes circularly polarized when entering the liquid crystal layer 1 by the phase difference compensation plate 16 in the reflective display unit 9b. Further, due to the polarization conversion action due to the optical anisotropy of the liquid crystal layer 1, when it reaches the reflection film 8, it becomes linearly polarized light, and after the traveling direction is reversed by the reflection film 8, it is converted again into the transmission component of the polarizing plate 14. When the liquid crystal alignment changes as shown in the reflection display portion 9a, the ambient light reaches the reflection film 8 as circularly polarized light, so that the display is bright. Display.

また、上記の説明では、電極6と電極7との電位差の増加に伴って、暗表示から明表示へと表示が変化する場合について説明したが、該表示の変化は、これに限定されるものではなく、例えば、前述したように、液晶層1に用いる液晶組成物の誘電率異方性を負にし、液晶の初期配向状態を垂直配向とすることで、反転することができる。   In the above description, the case where the display changes from the dark display to the bright display as the potential difference between the electrode 6 and the electrode 7 increases is described. However, the change in the display is limited to this. Instead, for example, as described above, the liquid crystal composition used for the liquid crystal layer 1 can be inverted by making the dielectric anisotropy negative and setting the initial alignment state of the liquid crystal to the vertical alignment.

ここで、液晶の初期配向状態を垂直配向に設定する場合には、初期配向の偏光変換作用が液晶層厚の作製精度に大きく影響されることがないという技術的特徴を備えている。従って、この特徴を生かすために、表示品位を大きく左右する黒表示が安定するように、初期配向状態を黒表示に割り当てることは、量産性の高い手段となり得る。特にこれを実現するには、垂直に配向した液晶層1の偏光変換作用がほぼ消失した状態で表示を黒にする必要があり、位相差補償板16には、良好な円偏光化作用が必要である。つまり、位相差補償板16としては、可能な限り広い波長で円偏光となるような構成を有していることが重要である。   Here, in the case where the initial alignment state of the liquid crystal is set to the vertical alignment, there is a technical feature that the polarization conversion action of the initial alignment is not greatly influenced by the manufacturing accuracy of the liquid crystal layer thickness. Therefore, in order to take advantage of this feature, assigning the initial alignment state to the black display so that the black display that greatly affects the display quality is stable can be a highly productive means. In particular, in order to realize this, it is necessary to make the display black while the polarization conversion action of the vertically aligned liquid crystal layer 1 is almost lost, and the retardation compensation plate 16 needs a good circular polarization action. It is. In other words, it is important that the phase difference compensation plate 16 has a configuration that allows circular polarization with a wavelength as wide as possible.

また、透過表示部10は、例えば、位相差補償板17と位相差補償板16とが直交する遅相軸方位を有するように配置され、かつ、偏光板14と偏光板15とが、互いに直交する吸収軸方位を有するように配置されている場合に、透過表示部10bに示す液晶配向で明表示、透過表示部10aに示す液晶配向で暗表示となる。   In addition, the transmissive display unit 10 is disposed so that, for example, the retardation compensation plate 17 and the retardation compensation plate 16 have a slow axis direction orthogonal to each other, and the polarizing plate 14 and the polarizing plate 15 are orthogonal to each other. In such a case, the liquid crystal alignment shown in the transmissive display unit 10b is bright and the liquid crystal alignment shown in the transmissive display unit 10a is dark.

液晶層1の配向が、平行配向、垂直配向の何れの場合であっても、本発明にかかる液晶表示装置において、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変化させた場合、反射表示部9と透過表示部10とで、明度とコントラスト比とを両立させるためには、上述したように、反射表示部9では、表示面側から液晶層1を通って入射した光が再び液晶層1を通って表示面側に出射することにより表示を行い、透過表示部10では、背面側(バックライト13側)から入射した光が液晶層1を一度だけ通過して表示面側に出射することにより表示を行うときに、透過表示部10における液晶層厚が、反射表示部9における液晶層厚よりも厚く設定され、その結果として、前述の条件を満足することが有効である。   Even when the alignment of the liquid crystal layer 1 is either parallel alignment or vertical alignment, in the liquid crystal display device according to the present invention, when the liquid crystal layer thickness is changed between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, In order to achieve both brightness and contrast ratio in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, as described above, in the reflective display unit 9, light incident through the liquid crystal layer 1 from the display surface side again Display is performed by exiting to the display surface side through the liquid crystal layer 1, and in the transmissive display unit 10, light incident from the back side (backlight 13 side) passes through the liquid crystal layer 1 only once to the display surface side. When performing display by emitting light, the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit 10 is set to be thicker than the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit 9, and as a result, it is effective to satisfy the above-described conditions.

以下、本実施の形態に係る液晶表示装置のうち、偏光板14・15を使用して液晶層1の偏光変換作用による偏光状態の変化を表示に利用する液晶表示装置について、図4〜図8を参照して、具体的な実施例および比較例を挙げて説明するが、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, among the liquid crystal display devices according to the present embodiment, a liquid crystal display device that uses polarizing plates 14 and 15 and uses a change in polarization state due to the polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 for display will be described with reference to FIGS. The liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples, although specific examples and comparative examples will be described with reference to FIG.

〔実施例2〜実施例4〕
実施例2〜実施例4では、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、透過表示部10が7.5μm、反射表示部9が4.5μmの液晶層厚(d)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。つまり、実施例2〜実施例4においても、透過表示部10には感光樹脂が残存せず、反射表示部9では、該感光樹脂が3μmの層厚に形成されるように絶縁膜11をパターン形成することにより、反射表示部9よりも透過表示部10の方が液晶層厚が厚くなるように設定した。但し、実施例2〜実施例4では、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した。
[Examples 2 to 4]
In Examples 2 to 4, a liquid crystal layer thickness (in which the transmissive display unit 10 is 7.5 μm and the reflective display unit 9 is 4.5 μm) by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1 ( A liquid crystal cell for liquid crystal injection having d) was prepared. That is, also in Example 2 to Example 4, the photosensitive resin does not remain in the transmissive display unit 10, and in the reflective display unit 9, the insulating film 11 is patterned so that the photosensitive resin is formed with a layer thickness of 3 μm. By forming, the transmissive display unit 10 was set to have a thicker liquid crystal layer than the reflective display unit 9. However, in Example 2 to Example 4, as shown in FIG. 4, the electrode 7 of the reflective display unit 9 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 are electrically insulated, and the electrode 7 of the reflective display unit 9. And the electrode pattern was produced so that a voltage might be separately applied to the electrode 7 of the transmissive display part 10 from the outside.

さらに、実施例2〜実施例4では、上記液晶注入用の液晶セルに、カイラル剤を含まない液晶組成物の屈折率差(Δn)が0.065であり、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を、真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。   Further, in Examples 2 to 4, the liquid crystal cell for liquid crystal injection has a refractive index difference (Δn) of a liquid crystal composition not containing a chiral agent of 0.065, and positive dielectric anisotropy. The liquid crystal layer 1 was formed by introducing the liquid crystal composition having the liquid crystal composition by vacuum injection.

そして、このようにして得られた液晶セルにおける各電極基板の外側に、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付して液晶表示装置を作製した。このとき、実施例2〜4では、位相差補償板17を2枚の位相差補償板で構成し、位相差補償板16を、実施例3では1枚の位相差補償板で構成し、実施例2・4では2枚の位相差補償板で構成した。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   Then, the phase difference compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell thus obtained to produce a liquid crystal display device. At this time, in the second to fourth embodiments, the phase difference compensation plate 17 is configured by two phase difference compensation plates, and the phase difference compensation plate 16 is configured by one phase difference compensation plate in the third embodiment. In Examples 2 and 4, two phase difference compensators were used. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

また、実施例2では、液晶配向はホモジニアス配向とし、表示には、NB(ノーマリーブラック)モードを用いた。実施例3では、液晶配向はホモジニアス配向とし、表示には、NW(ノーマリーホワイト)モードを用いた。そして、実施例4では、これらを混合(反射表示にNBモードを使用し、透過表示にNWモードを使用)したものを用いた。   In Example 2, the liquid crystal alignment was homogeneous alignment, and NB (normally black) mode was used for display. In Example 3, liquid crystal alignment was homogeneous alignment, and NW (normally white) mode was used for display. In Example 4, a mixture of these (the NB mode is used for reflective display and the NW mode is used for transmissive display) is used.

但し、電圧を印加しないときに液晶が表示面に平行に配向するように、上記実施例2〜実施例4では、配向膜2・3に、平行配向性の配向膜を用いると共に、配向膜2・3のラビング交差角を180度に設定して配向処理を行った。   However, in Examples 2 to 4 described above, a parallel alignment film is used as the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal is aligned in parallel with the display surface when no voltage is applied. -The orientation process was performed with the rubbing crossing angle of 3 set to 180 degrees.

ここで、ラビング交差角とは、図5に示すように、液晶注入用の液晶セルにおいて、液晶層1を挟持する一対の電極基板のうち、観察者側基板である電極基板における配向膜2(即ち、基板4側の配向膜2)の配向処理方位であるラビング方位Xを基準にして、他方の電極基板における配向膜3(即ち、基板5側の配向膜3)の配向処理方位であるラビング方位Yを反時計周りに測定した角度と定義する。   Here, as shown in FIG. 5, the rubbing crossing angle refers to the alignment film 2 (on the electrode substrate which is the viewer side substrate among the pair of electrode substrates sandwiching the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal cell for liquid crystal injection ( That is, with reference to the rubbing direction X which is the orientation processing direction of the orientation film 2) on the substrate 4 side, the rubbing which is the orientation processing direction of the orientation film 3 on the other electrode substrate (that is, the orientation film 3 on the substrate 5 side). The direction Y is defined as an angle measured counterclockwise.

配向処理された配向膜2・3によって挟持されている液晶層1における液晶分子の配向状態は、電界、磁界等が存在しない場合、配向膜2・3の配向性と、液晶に固有のツイストを与えるカイラル添加剤の添加量と、ラビング交差角とによって決定される。   The alignment state of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer 1 sandwiched between the alignment films 2 and 3 subjected to the alignment treatment is such that the alignment property of the alignment films 2 and 3 and the twist unique to the liquid crystal are present when there is no electric field or magnetic field. It is determined by the amount of chiral additive added and the rubbing crossing angle.

ラビング交差角が例えば180度のとき、カイラル添加剤が混入されていない液晶組成物は、ツイストすることなく配向する。また、カイラル添加剤が例えば液晶に左捩じれのツイストを誘起する場合には、カイラル添加剤の添加量が、ある一定量に達するまでは液晶層1はツイストせずに配向し、ある一定量を越えると180度左巻きにツイスト配向(180度左ツイスト配向)する。そして、上記カイラル添加剤の添加量をさらに増加すると、カイラル添加剤の増加にしたがって、180度の整数倍だけのツイストが実現する。   When the rubbing crossing angle is, for example, 180 degrees, the liquid crystal composition in which no chiral additive is mixed is aligned without being twisted. Further, when the chiral additive induces, for example, a twist of left twist in the liquid crystal, the liquid crystal layer 1 is aligned without being twisted until the added amount of the chiral additive reaches a certain amount. If it is exceeded, the twist orientation is 180 degrees counterclockwise (180 degree left twist orientation). When the amount of the chiral additive is further increased, a twist of an integral multiple of 180 degrees is realized as the chiral additive is increased.

従って、本実施の形態において、上述したラビング交差角(180度)によって実現する配向膜3上の液晶の配向方位は、液晶層1の上側の電極基板に配された配向膜2のラビング方位Xをx度とする場合には、カイラル添加剤を添加しない場合にはx度、カイラル添加剤を増量して上下の電極基板間で180度左にツイストしている場合には、(180+x)度と表現することとする。   Therefore, in the present embodiment, the alignment orientation of the liquid crystal on the alignment film 3 realized by the rubbing intersection angle (180 degrees) described above is the rubbing orientation X of the alignment film 2 disposed on the electrode substrate on the upper side of the liquid crystal layer 1. Is x degrees when no chiral additive is added, and (180 + x) degrees when the chiral additive is increased and twisted 180 degrees to the left between the upper and lower electrode substrates. It will be expressed as

尚、このような配向処理において、配向膜2・3が、液晶を配向膜面に対して平行に配向させるいわゆる平行配向膜であり、カイラル添加剤が混入されていない、誘電率異方性が正のネマティック液晶を用いる場合には、液晶分子は、電圧を印加しない場合には、液晶層1を挟む上下の電極基板にほぼ平行で捩じれのない配向(即ち、ホモジニアス配向)状態をとり、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In such an alignment process, the alignment films 2 and 3 are so-called parallel alignment films that align liquid crystals parallel to the alignment film surface, and no dielectric additive is mixed in. When positive nematic liquid crystal is used, when no voltage is applied, the liquid crystal molecules take an alignment state (ie, homogeneous alignment) that is substantially parallel to the upper and lower electrode substrates sandwiching the liquid crystal layer 1 and is not twisted. Is applied to the liquid crystal layer 1 in the center of the liquid crystal layer 1 in the thickness direction, and the alignment changes according to the voltage.

表1に、実施例2〜実施例4で得られた各液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を各々の例において共通の方位の基準を用いて示す。   Table 1 shows optical arrangements of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display devices obtained in Examples 2 to 4 (that is, the polarizing plates 14 and 15). And the orientation of the phase difference compensation plates 16 and 17 and the orientation of the liquid crystal) are shown using a common orientation standard in each example.

尚、表1に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、位相差補償板16あるいは位相差補償板17が複数の位相差補償板によって構成されている場合には、上記位相差補償板16・17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。   The optical arrangement shown in Table 1 is the arrangement of each optical element on the display surface when the observer observes the display surface. The phase difference compensation plate 16 or the phase difference compensation plate 17 has a plurality of phase difference compensations. In the case of being constituted by plates, the phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plates 16 and 17 are described in the order of actual arrangement from the observer side.

また、液晶層1はツイストしない配向をとっているため、電圧無印加時の液晶層1全体の配向方位(液晶分子長軸の配向方位)を記載しているが、この配向方位は、基板4側の配向膜2に施された配向処理の方位である。   Further, since the liquid crystal layer 1 has a non-twisted orientation, the orientation direction of the entire liquid crystal layer 1 when no voltage is applied (the orientation orientation of the liquid crystal molecule major axis) is described. This is the orientation of the alignment treatment applied to the side alignment film 2.

尚、各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーション(即ち、位相差補償板の面内の屈折率差と厚みとの積)は波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   In addition, each azimuth represents an azimuth from a reference azimuth arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and retardation of each retardation compensation plate (that is, a refractive index difference and a thickness in the plane of the retardation compensation plate). Product) represents the value for monochromatic light with a wavelength of 550 nm in nm units.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

また、上記実施例2、実施例3、実施例4で得られた各液晶表示装置の表示特性を、各々、図6、図7、図8に示す。尚、これらの表示特性は、何れも、実施例1と同様の方法により測定したものであり、上記各図において、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。また、偏光板14・15が共に貼付されていない透過表示部10の透過率を透過率100%とし、偏光板14を貼付する前の反射表示部9の反射率を反射率100%とする。   In addition, the display characteristics of the liquid crystal display devices obtained in Example 2, Example 3, and Example 4 are shown in FIGS. 6, 7, and 8, respectively. All of these display characteristics were measured by the same method as in Example 1. In each figure, the horizontal axis represents the effective value of the applied voltage, and the vertical axis represents the brightness (reflectance or transmission). Rate). Further, the transmittance of the transmissive display unit 10 to which neither of the polarizing plates 14 and 15 is attached is 100%, and the reflectance of the reflective display unit 9 before the polarizing plate 14 is attached is 100% of reflectance.

図6において、曲線211は、実施例2で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線212は、実施例2で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 6, a curve 211 indicates the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 2, and a curve 212 indicates the example. 2 shows the voltage dependence of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in 2.

図6に示すように、実施例2では、印加電圧が1V〜2Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に上昇している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は2%であり、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率および透過表示部10の透過率は共に40%であった。   As shown in FIG. 6, in Example 2, in the section where the applied voltage is 1 V to 2 V, both the reflectance and the transmittance increase as the applied voltage increases. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1 V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 2%, and the reflectance and transmissive display of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 2 V. The transmittance of part 10 was 40%.

また、図7において、曲線221は、実施例3で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線222は、実施例3で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 7, a curve 221 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 3, and the curve 222 is The voltage dependence of the transmittance | permeability of the transmissive display part 10 with respect to the voltage between the electrode 6 in the liquid crystal display device obtained in Example 3 and the electrode 7 is shown.

図7に示すように、実施例3では、印加電圧が1V〜2Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に減少している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率および透過表示部10の透過率は共に40%であり、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は2%であった。   As shown in FIG. 7, in Example 3, in the section where the applied voltage is 1 V to 2 V, both the reflectance and the transmittance decrease as the applied voltage increases. The reflectance of the reflective display unit 9 and the transmittance of the transmissive display unit 10 when the applied voltage is 1 V are both 40%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 2 V is 3%. The transmittance of the display unit 10 was 2%.

また、図8において、曲線231は、実施例4で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線232は、実施例4で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 8, a curve 231 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 4, and the curve 232 indicates The voltage dependence of the transmittance | permeability of the transmissive display part 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 4 is shown.

図8に示すように、実施例4では、印加電圧が1V〜2Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率が上昇する一方、透過率は減少している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は40%であり、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率は40%、透過表示部10の透過率は2%であった。   As shown in FIG. 8, in Example 4, in the section where the applied voltage is 1 V to 2 V, the reflectance increases with the increase of the applied voltage, while the transmittance decreases. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1 V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 40%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 2 V is 40%. The transmittance of the transmissive display unit 10 was 2%.

以上のように、上記実施例2〜実施例4で得られた液晶表示装置は、何れも、該液晶表示装置への印加電圧の変化に伴って、透過率並びに反射率が変化するものであり、反射表示と透過表示とが共に可能であった。   As described above, all of the liquid crystal display devices obtained in Examples 2 to 4 have a change in transmittance and reflectance in accordance with a change in voltage applied to the liquid crystal display device. Both reflective display and transmissive display were possible.

さらに、目視観察を実施したところ、実施例2および実施例3においては、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して同一の電圧を印加することにより、電極6と電極7とによって液晶層1に加えられる電圧を反射表示部9と透過表示部10とで同様に保って表示を行っていることから、反射表示部9と透過表示部10とで明暗の変化が同様であり、表示の明暗の反転が生じないことを確認した。また、この表示の際に、周囲光の強度を観察途中で変化させても表示内容の変化は見られなかった。つまり、反射表示部9が暗表示のときに透過表示部10も暗表示となり、反射表示部9が明表示のときに透過表示部10も明表示となった。このため、前記図1に記載のように反射表示部9と透過表示部10とに同一の電極7を用いて駆動した場合においても表示の反転は生じなかった。   Furthermore, when visual observation was performed, in Example 2 and Example 3, by applying the same voltage to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10, Since the voltage applied to the liquid crystal layer 1 by the electrode 7 is maintained in the same manner in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, the light and dark changes between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. It was the same, and it was confirmed that the display was not reversed. Further, at the time of this display, even if the intensity of ambient light was changed during the observation, the display content was not changed. That is, the transmissive display unit 10 is also dark when the reflective display unit 9 is dark, and the transmissive display unit 10 is also bright when the reflective display 9 is bright. Therefore, display inversion did not occur even when the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 were driven using the same electrode 7 as shown in FIG.

これに対し、実施例4においては、実施例2および実施例3と同様に電圧を印加した場合、つまり、1Vの電圧を印加した場合、透過表示部10は明表示となり、反射表示部9は暗表示となった。また、2Vの電圧を印加した場合、透過表示部10は暗表示となり、反射表示部9は明表示となった。このため、透過表示部10と反射表示部9とでは、表示の明暗が反転した。この反転のため、周囲光の弱い環境で表示を行い、主に透過表示部10を観察している場合に周囲光を強くして反射表示を行うと、表示の明暗が反転し、表示内容の確認に困難を生じた。このことから、実施例4に示すように、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して同一の電圧を印加した場合、NBとNWとの混合モードとすると、反射表示部9と透過表示部10との表示の反転が大きく、視認性を悪化させることが確認された。   On the other hand, in Example 4, when a voltage is applied in the same manner as in Example 2 and Example 3, that is, when a voltage of 1 V is applied, the transmissive display unit 10 is brightly displayed, and the reflective display unit 9 is It became dark display. When a voltage of 2 V was applied, the transmissive display unit 10 was darkly displayed and the reflective display unit 9 was brightly displayed. For this reason, in the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9, the brightness of the display is reversed. Because of this reversal, if the display is performed in an environment with low ambient light, and the reflective display is performed with the ambient light intensified when the transmissive display unit 10 is mainly observed, the brightness of the display is reversed, and the display contents It was difficult to confirm. From this, as shown in Example 4, when the same voltage is applied to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10, reflection in the mixed mode of NB and NW It was confirmed that the reversal of display between the display unit 9 and the transmissive display unit 10 was large and the visibility was deteriorated.

一方、実施例4において、反射表示部9が明表示のときに同時に透過表示部10も明表示となり、反射表示部9が暗表示のときに同時に透過表示部10も暗表示となるように、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して異なる電圧を印加、つまり、電極6・7(配向機構)により反射表示部9に、該反射表示部9が暗表示を示す電圧(1V)を印加するときには、透過表示部10には、該透過表示部10が暗表示となる電圧(2V)を印加し、反射表示部9に、該反射表示部9が明表示となる電圧(2V)を印加するときには、透過表示部10には、該透過表示部10が明表示となる電圧(1V)を印加することで、表示の明暗の反転が解消し、実施例2および実施例3と同様の良好な表示状態が得られた。   On the other hand, in Example 4, when the reflective display unit 9 is brightly displayed, the transmissive display unit 10 is also brightly displayed. When the reflective display unit 9 is darkly displayed, the transmissive display unit 10 is also darkly displayed. Different voltages are applied to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10, that is, the reflective display unit 9 displays a dark display on the reflective display unit 9 by the electrodes 6 and 7 (orientation mechanism). When the voltage (1V) shown is applied, a voltage (2V) at which the transmissive display unit 10 becomes dark display is applied to the transmissive display unit 10, and the reflective display unit 9 displays the bright display. When the voltage (2V) is applied, the transmissive display unit 10 is applied with the voltage (1V) at which the transmissive display unit 10 is brightly displayed, thereby eliminating the reversal of display brightness and darkness. A good display state similar to that in Example 3 was obtained.

以上のことから、上記実施例2〜実施例4の各液晶表示装置は、何れも、反射表示部9に対しても透過表示部10に対しても共に明表示の明度とコントラスト比とを両立することができると共に、反射表示部9と透過表示部10とで表示の明暗を一致させることができ、視認性に優れた表示を実現することができることが判る。また、上記実施例2〜実施例4の各液晶表示装置は、何れも、透過表示部10におけるコントラスト比が反射表示部9におけるコントラスト比を上回ることから、より一層表示品位を高め、良好な表示を行うことができることが判る。   From the above, each of the liquid crystal display devices of Examples 2 to 4 has both the brightness of the bright display and the contrast ratio for both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. It can be seen that the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 can match the brightness of the display and can realize a display with excellent visibility. Further, in each of the liquid crystal display devices of Examples 2 to 4, since the contrast ratio in the transmissive display unit 10 exceeds the contrast ratio in the reflective display unit 9, the display quality is further improved and the display is good. It can be seen that can be done.

次に、本実施の形態に係る液晶表示装置のうち、液晶層1のツイスト配向による液晶層1の偏光変換作用を表示に利用する液晶表示装置について、図9及び図10を参照して、具体的な実施例および比較例を挙げて説明するが、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Next, among the liquid crystal display devices according to the present embodiment, a liquid crystal display device that uses the polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 due to the twist alignment of the liquid crystal layer 1 for display will be described in detail with reference to FIGS. Specific examples and comparative examples will be described, but the liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples.

〔実施例5〕
本実施例では、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、透過表示部10が7.5μm、反射表示部9が4.5μmの液晶層厚を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。つまり、本実施例においても、透過表示部10には感光樹脂が残存せず、反射表示部9では、該感光樹脂が3μmの層厚に形成されるように絶縁膜11をパターン形成することにより、反射表示部9よりも透過表示部10の方が液晶層厚が厚くなるように設定した。
Example 5
In this example, the transmissive display unit 10 has a liquid crystal layer thickness of 7.5 μm and the reflective display unit 9 has a liquid crystal layer thickness of 7.5 μm by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1. A liquid crystal cell for liquid crystal injection was produced. That is, also in this embodiment, the photosensitive resin does not remain in the transmissive display portion 10, and in the reflective display portion 9, the insulating film 11 is patterned so that the photosensitive resin is formed with a layer thickness of 3 μm. The transmissive display unit 10 was set to be thicker than the reflective display unit 9.

但し、本実施例では、実施例2〜4と同様、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した。   However, in this embodiment, as in Embodiments 2 to 4, as shown in FIG. 4, the electrode 7 of the reflective display section 9 and the electrode 7 of the transmissive display section 10 are electrically insulated, and the reflective display section Electrode patterns were prepared so that voltages were separately applied to the electrode 7 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 from the outside.

また、上記の液晶セルにおける各電極基板の外側には、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。尚、本実施例では、位相差補償板17を1枚の位相差補償板で構成し、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成した。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   In addition, retardation compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. In this embodiment, the phase difference compensation plate 17 is composed of one phase difference compensation plate, and the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

本実施例では、液晶層1のツイスト配向(液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)が70度となるように、液晶表示装置を作製した。具体的には、配向膜2・3に、電圧を印加しないときの液晶配向が平行配向となるように、平行配向性の配向膜を用い、そのラビング交差角が250度となるようにラビング処理を施すことにより、配向処理を行った。尚、ラビング交差角は、前述の定義に従うものとする。そして、上記液晶注入用の液晶セルにおける電極基板間に、屈折率差(Δn)が0.065の正の誘電率異方性を有する液晶組成物を真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。このような配向処理と液晶組成物に添加したカイラル添加剤の作用により、上述したように、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)を70度とすることができる。このように配向させられた液晶層1は、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In this example, a liquid crystal display device was manufactured so that the twist orientation (twist angle of the orientation of the liquid crystal (twist angle) of the liquid crystal layer 1 was 70 degrees. Specifically, a voltage was applied to the orientation films 2 and 3. The alignment treatment was performed by using a parallel alignment film and performing a rubbing treatment so that the rubbing crossing angle was 250 degrees so that the liquid crystal alignment when not applied was parallel alignment. The rubbing crossing angle conforms to the above definition, and a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy having a refractive index difference (Δn) of 0.065 between the electrode substrates in the liquid crystal cell for liquid crystal injection. The liquid crystal layer 1 was formed by introducing the material by a vacuum injection method, and as described above, the twist angle (twist angle of the alignment of the liquid crystal) due to the alignment treatment and the action of the chiral additive added to the liquid crystal composition. 70) Can be. Such liquid crystal layer 1 that is oriented to, in accordance with the applied voltage, the orientation change occurs in response to the voltage from the liquid crystal layer thickness direction central portion of the liquid crystal layer 1.

表2に、本実施例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 2 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

〔実施例6〕
本実施例でも、実施例5と同様、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、透過表示部10が7.5μm、反射表示部9が4.5μmの液晶層厚(d)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。また、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した。
Example 6
Also in this example, in the same manner as in Example 5, a liquid crystal layer in which the transmissive display unit 10 is 7.5 μm and the reflective display unit 9 is 4.5 μm by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1. A liquid crystal cell for liquid crystal injection having a thickness (d) was produced. 4, the electrode 7 of the reflective display unit 9 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 are electrically insulated, and the electrode 7 of the reflective display unit 9 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 In addition, electrode patterns were prepared so that voltages were applied separately from the outside.

上記の液晶セルにおける各電極基板の外側には、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。尚、本実施例では、位相差補償板16および位相差補償板17に、各々、1枚の位相差補償板を用いた。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   Phase compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. In this embodiment, one retardation compensation plate is used for each of the retardation compensation plate 16 and the retardation compensation plate 17. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

本実施例では、液晶層1のツイスト配向(液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角))が90度となるように、液晶表示装置を作製した。具体的には、配向膜2・3に、電圧を印加しないときの液晶配向が平行配向となるように、平行配向性の配向膜を用い、そのラビング交差角が270度となるようにラビング処理を施すことにより、配向処理を行った。尚、ラビング交差角は、前述の定義に従うものとする。そして、上記液晶注入用の液晶セルにおける電極基板間に、屈折率差(Δn)が0.065の正の誘電率異方性を有する液晶組成物を真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。このような配向処理と液晶組成物に添加したカイラル添加剤の作用により、上述したように、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)を90度とすることができる。このように配向させられた液晶層1は、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In this example, the liquid crystal display device was manufactured so that the twist alignment of the liquid crystal layer 1 (twist angle of the liquid crystal alignment (twist angle)) was 90 degrees. Specifically, a parallel alignment film is used for the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal alignment when no voltage is applied is parallel alignment, and the rubbing treatment is performed so that the rubbing crossing angle is 270 degrees. Then, the orientation treatment was performed. Note that the rubbing crossing angle follows the above definition. Then, a liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy having a refractive index difference (Δn) of 0.065 is introduced between the electrode substrates in the liquid crystal cell for liquid crystal injection by a vacuum injection method. 1 was formed. By such an alignment treatment and the action of the chiral additive added to the liquid crystal composition, the twist angle (twist angle) of the alignment of the liquid crystal can be set to 90 degrees as described above. In the liquid crystal layer 1 aligned in this way, the change in alignment occurs in accordance with the voltage from the liquid crystal at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 with the application of voltage.

表2に、本実施例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 2 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

尚、表2に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、位相差補償板16あるいは位相差補償板17が複数の位相差補償板によって構成されている場合には、上記位相差補償板16・17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。   The optical arrangement shown in Table 2 is the arrangement of each optical element on the display surface when the observer observes the display surface, and the phase difference compensation plate 16 or the phase difference compensation plate 17 has a plurality of phase difference compensations. In the case of being constituted by plates, the phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plates 16 and 17 are described in the order of actual arrangement from the observer side.

また、液晶層1の配向方位(液晶分子長軸の配向方位)は、基板4側では、基板4側の配向膜2に施されたラビング処理の方位に等しく、基板5側では、基板5側の配向膜3に施されたラビング処理の方位に等しい。但し、配向膜2に接する液晶の配向方位を配向膜3側まで追跡した場合には、左90度ツイスト配向をしている。このように液晶配向を追跡した場合には、配向膜2へのラビング処理方位を基板4側の配向方位(以下、基板4配向方位と略記する)と考えた場合には、配向膜3のラビング方位は、液晶の配向をツイストにしたがって追跡した方位とは180度反転した方位となる。以下、基板5側の配向方位(以下、基板5配向方位と略記する)を、基板4配向方位から液晶の配向をツイストにしたがって追跡した基板5上の液晶配向として定義する。   Further, the orientation direction of the liquid crystal layer 1 (the orientation direction of the major axis of the liquid crystal molecule) is equal to the orientation of the rubbing treatment applied to the alignment film 2 on the substrate 4 side on the substrate 4 side, and on the substrate 5 side on the substrate 5 side. This is equal to the orientation of the rubbing treatment applied to the alignment film 3. However, when the orientation orientation of the liquid crystal in contact with the orientation film 2 is traced to the orientation film 3 side, the twist orientation is 90 degrees to the left. When the liquid crystal alignment is tracked as described above, the rubbing treatment direction to the alignment film 2 is considered to be the alignment direction on the substrate 4 side (hereinafter abbreviated as the substrate 4 alignment direction). The azimuth is an azimuth reversed 180 degrees from the azimuth obtained by tracking the orientation of the liquid crystal according to the twist. Hereinafter, the orientation orientation on the substrate 5 side (hereinafter abbreviated as the orientation orientation of the substrate 5) is defined as the liquid crystal orientation on the substrate 5 obtained by tracking the orientation of the liquid crystal from the orientation orientation of the substrate 4 according to the twist.

尚、表2における各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   Each orientation in Table 2 represents an orientation from a reference orientation arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and the retardation of each retardation compensation plate represents a value for monochromatic light having a wavelength of 550 nm in nm units.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

また、上記実施例5、実施例6で得られた各液晶表示装置の表示特性を、各々、図9、図10に示す。尚、これらの表示特性は、何れも、実施例1と同様の方法により測定したものであり、上記各図において、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。また、偏光板14・15が共に貼付されていない透過表示部10の透過率を透過率100%とし、偏光板14を貼付する前の反射表示部9の反射率を反射率100%とする。   The display characteristics of the liquid crystal display devices obtained in Examples 5 and 6 are shown in FIGS. 9 and 10, respectively. All of these display characteristics were measured by the same method as in Example 1. In each figure, the horizontal axis represents the effective value of the applied voltage, and the vertical axis represents the brightness (reflectance or transmission). Rate). Further, the transmittance of the transmissive display unit 10 to which neither of the polarizing plates 14 and 15 is attached is 100%, and the reflectance of the reflective display unit 9 before the polarizing plate 14 is attached is 100% of reflectance.

図9において、曲線241は、実施例5で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線242は、実施例5で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 9, a curve 241 shows the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 5, and the curve 242 shows the example. 5 shows the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in 5.

図9に示すように、実施例5では、印加電圧が1.2V以上の区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に上昇している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は2%であり、印加電圧が4Vのときの反射表示部9の反射率は41%、透過表示部10の透過率は40%であった。   As shown in FIG. 9, in Example 5, both the reflectance and the transmittance are increased as the applied voltage is increased in the section where the applied voltage is 1.2 V or more. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1 V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 2%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 4 V is 41%. The transmittance of the transmissive display unit 10 was 40%.

また、図10において、曲線251は、実施例6で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線252は、実施例6で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 10, a curve 251 indicates the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 6, and the curve 252 is The voltage dependence of the transmittance | permeability of the transmissive display part 10 with respect to the voltage between the electrode 6 in the liquid crystal display device obtained in Example 6 and the electrode 7 is shown.

図10に示すように、実施例6でも、実施例5同様、印加電圧が1.2V以上の区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に上昇している。また、実施例6では、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は2%であり、印加電圧が4Vのときの反射表示部9の反射率は35%、透過表示部10の透過率は37%であった。   As shown in FIG. 10, in Example 6, as in Example 5, both the reflectance and the transmittance are increased as the applied voltage is increased in the section where the applied voltage is 1.2 V or higher. In Example 6, the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 2%, and the reflective display unit 9 when the applied voltage is 4V. The reflectance was 35%, and the transmittance of the transmissive display unit 10 was 37%.

以上のように、上記実施例5、実施例6で得られた液晶表示装置は、何れも、該液晶表示装置への印加電圧の変化に伴って、透過率並びに反射率が変化するものであり、反射表示と透過表示とが共に可能であった。   As described above, the liquid crystal display devices obtained in Examples 5 and 6 both change in transmittance and reflectance according to the change in the voltage applied to the liquid crystal display device. Both reflective display and transmissive display were possible.

さらに、目視観察を実施したところ、実施例5および実施例6においては、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して同一の電圧を印加することにより、電極6と電極7とによって液晶層1に加えられる電圧を反射表示部9と透過表示部10とで同様に保って表示を行っている場合においても、反射表示部9と透過表示部10とで明暗の変化が同様であり、表示の明暗の反転が生じないことを確認した。また、この表示の際に、周囲光の強度を観察途中で変化させても表示内容の変化は見られなかった。つまり、反射表示部9が暗表示のときには透過表示部10も暗表示となり、反射表示部9が明表示のときには透過表示部10も明表示となった。このため、上記実施例5、実施例6において、前記図1に記載のように反射表示部9と透過表示部10とに同一の電極7を用いて駆動した場合においても表示の反転は生じなかった。   Furthermore, when visual observation was performed, in Example 5 and Example 6, by applying the same voltage to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10, Even when the voltage applied to the liquid crystal layer 1 by the electrode 7 is maintained in the same manner in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, changes in brightness between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are performed. Was the same, and it was confirmed that the display was not reversed. Further, at the time of this display, even if the intensity of ambient light was changed during the observation, the display content was not changed. That is, when the reflective display unit 9 is dark, the transmissive display unit 10 is also dark, and when the reflective display unit 9 is bright, the transmissive display unit 10 is also bright. For this reason, in the fifth and sixth embodiments, the display is not inverted even when the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are driven using the same electrode 7 as shown in FIG. It was.

従って、上記実施例5および実施例6の各液晶表示装置は、何れも、反射表示部9に対しても透過表示部10に対しても共に明表示の明度とコントラスト比とを両立することができると共に、反射表示部9と透過表示部10とで表示の明暗を一致させることができ、視認性に優れた表示を実現することができる。また、上記実施例5および実施例6の各液晶表示装置は、何れも、透過表示部10におけるコントラスト比が反射表示部9におけるコントラスト比を上回ることから、より一層表示品位を高め、良好な表示を実現することができる。   Accordingly, each of the liquid crystal display devices of Examples 5 and 6 can achieve both the brightness and contrast ratio of bright display for both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. In addition, the reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 can match the brightness of the display, and a display with excellent visibility can be realized. Further, in each of the liquid crystal display devices of Examples 5 and 6, since the contrast ratio in the transmissive display unit 10 exceeds the contrast ratio in the reflective display unit 9, the display quality is further improved and the display is good. Can be realized.

また、実施例6は、実施例5と比較して使用する位相差補償板の枚数が少なく、視認性に優れ、かつ、高解像度な色彩表示(カラー表示)が可能な、反射光と透過光とを共に表示に利用する液晶表示装置をより安価に提供することができる。   Further, in the sixth embodiment, the number of retardation compensation plates used is smaller than that in the fifth embodiment, and the reflected light and transmitted light are excellent in visibility and capable of high-resolution color display (color display). Can be provided at a lower cost.

以上の実施の形態では、反射表示部と透過表示部とで液晶層厚を変更することにより、良好な反射表示並びに良好な透過表示を行う液晶表示装置について説明した。以下の説明では、反射表示部における液晶層厚と透過表示部における液晶層厚とが等しくなるように設定し、かつ、良好な反射表示並びに良好な透過表示を行う液晶表示装置について説明する。   In the above embodiment, the liquid crystal display device that performs good reflective display and good transmissive display by changing the liquid crystal layer thickness between the reflective display portion and the transmissive display portion has been described. In the following description, a liquid crystal display device will be described in which the liquid crystal layer thickness in the reflective display portion and the liquid crystal layer thickness in the transmissive display portion are set to be equal, and a good reflective display and a good transmissive display are performed.

〔実施の形態3〕
本実施の形態では、反射表示部における液晶層厚と透過表示部における液晶層厚とが等しい場合に、反射表示部と透過表示部とで印可する電圧を変更して液晶配向を反射表示部と透過表示部とで異ならせることにより、良好な反射表示並びに良好な透過表示を実現する液晶表示装置について説明する。
[Embodiment 3]
In the present embodiment, when the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit and the liquid crystal layer thickness in the transmissive display unit are equal, the voltage applied between the reflective display unit and the transmissive display unit is changed to change the liquid crystal alignment to the reflective display unit. A liquid crystal display device that realizes a good reflective display and a good transmissive display by making it different from the transmissive display portion will be described.

本実施の形態では、このような液晶表示装置について、前記実施の形態2に記載の、偏光板14・15を使用し、液晶層1のリタデーションを表示に利用する液晶表示装置において、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚が等しくなるように設定した場合を例に挙げて、図4および図11〜図16を参照して、具体的な実施例および比較例を用いて説明する。しかしながら、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   In the present embodiment, for such a liquid crystal display device, in the liquid crystal display device using the polarizing plates 14 and 15 described in the second embodiment and utilizing the retardation of the liquid crystal layer 1 for display, a reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 will be described with reference to FIG. 4 and FIGS. 11 to 16 using specific examples and comparative examples, taking as an example a case where the liquid crystal layer thickness is set to be equal. To do. However, the liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples.

尚、説明の便宜上、前記実施の形態1および実施の形態2と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態にかかる液晶表示装置の具体的な全体構成については、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚が等しくなるように設定されている以外は前記実施の形態2と同様であるので、ここではその説明は省略する。   For convenience of explanation, components having the same functions as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. The specific overall configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment except that the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are set to have the same liquid crystal layer thickness. Therefore, the description thereof is omitted here.

本実施の形態に示すように反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚が等しくなるように設定するためには、例えば、前記基板5上に形成した絶縁膜11を形成することなく、基板5上に、電極7を直接形成すればよい。   In order to set the liquid crystal layer thickness to be equal between the reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 as shown in the present embodiment, for example, without forming the insulating film 11 formed on the substrate 5. The electrode 7 may be formed directly on the substrate 5.

〔実施例7〕
本実施例では、実施例1において、基板5上に、絶縁性を有する感光樹脂からなる絶縁膜11を形成せず、また、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、液晶セル外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した以外は、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、反射表示部9および透過表示部10が、共に4.5μmの液晶層厚(d)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。
Example 7
In the present embodiment, the insulating film 11 made of an insulating photosensitive resin is not formed on the substrate 5 in the first embodiment, and as shown in FIG. An electrode pattern is prepared so that the electrode 7 of the part 10 is electrically insulated and a voltage is separately applied to the electrode 7 of the reflective display part 9 and the electrode 7 of the transmissive display part 10 from the outside of the liquid crystal cell. Except for the above, both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 have a liquid crystal layer thickness (d) of 4.5 μm by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1. A liquid crystal cell for liquid crystal injection was produced.

そして、上記液晶注入用の液晶セルに、カイラル剤を含まない液晶組成物の屈折率差(Δn)が0.065であり、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を、真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。   Then, the liquid crystal composition for liquid crystal injection has a refractive index difference (Δn) of a liquid crystal composition containing no chiral agent of 0.065 and a positive dielectric anisotropy. Thus, the liquid crystal layer 1 was formed.

上記の液晶セルにおける各電極基板の外側には、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。尚、本実施例では、位相差補償板17を2枚の位相差補償板で構成すると共に、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成した。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   Phase compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. In this embodiment, the phase difference compensation plate 17 is composed of two phase difference compensation plates, and the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

本実施例では、液晶層1に、液晶が、基板4・5に対して平行(表示面に対して平行)に配向し、かつ、ツイスト配向していない液晶層を用いると共に、液晶表示方式として、液晶層1のリタデーションを表示に利用する複屈折モードを用いた。   In this embodiment, the liquid crystal layer 1 is a liquid crystal layer in which liquid crystal is aligned parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and not twisted. The birefringence mode using the retardation of the liquid crystal layer 1 for display was used.

また、本実施例では、反射表示に適したリタデーションを透過表示部10に用いた。ここで、反射表示部9は、前記実施の形態2における実施例2の反射表示部9と同様に設定されているが、透過表示部10は、その液晶層厚が反射表示部9と等しく設定されており、実施例2とは異なっている。このため、本実施例では、実施例2において、再度、光学設計を行って、偏光板14・15の光学配置並びに位相差補償板16・17の光学配置を決定している。本実施例では、これら偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を、透過表示部10の暗表示が良好となるように設定した。   In this embodiment, the retardation suitable for reflective display is used for the transmissive display unit 10. Here, the reflective display unit 9 is set in the same manner as the reflective display unit 9 of Example 2 in the second embodiment, but the transmissive display unit 10 has a liquid crystal layer thickness set equal to that of the reflective display unit 9. This is different from the second embodiment. For this reason, in this embodiment, the optical design is performed again in the second embodiment, and the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the optical arrangement of the phase difference compensation plates 16 and 17 are determined. In this embodiment, the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 is set so that the dark display of the transmissive display unit 10 is good.

また、本実施例では、前記実施例2と同様、電圧を印加しないときに液晶が表示面に平行に配向するように、配向膜2・3に、平行配向性の配向膜を用いると共に、配向膜2・3のラビング交差角を180度に設定して配向処理を行った。   Further, in this embodiment, as in the second embodiment, a parallel alignment film is used as the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal is aligned in parallel with the display surface when no voltage is applied. The alignment treatment was performed with the rubbing crossing angle of the films 2 and 3 set to 180 degrees.

このような配向処理では、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)は0度であり、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In such an alignment treatment, the twist angle (twist angle) of the alignment of the liquid crystal is 0 degree, and the change in alignment occurs in accordance with the voltage from the liquid crystal at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 with the application of voltage. .

表3に、本実施例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 3 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

〔比較例3〕
ここで、上記の実施例7の比較例を示す。該比較例3では、実施例7に示す液晶表示装置において、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成する一方、位相差補償板17を1枚の位相差補償板で構成し、透過表示部10の明表示が良好となるように偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を設定した以外は、実施例7に示す液晶表示装置と同様に設計された液晶表示装置を作製した。上記位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。
[Comparative Example 3]
Here, the comparative example of said Example 7 is shown. In Comparative Example 3, in the liquid crystal display device shown in Example 7, the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates, while the phase difference compensation plate 17 is composed of one phase difference compensation plate. The liquid crystal display device was designed in the same manner as the liquid crystal display device shown in Example 7 except that the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 was set so that the bright display of the transmissive display unit 10 would be good. A liquid crystal display device was produced. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

また、本比較例でも、前記実施例7と同様、電圧を印加しないときに液晶が表示面に平行に配向するように、配向膜2・3に、平行配向性の配向膜を用いると共に、配向膜2・3のラビング交差角を180度に設定して配向処理を行った。   Also in this comparative example, as in the case of Example 7, a parallel alignment film is used as the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal is aligned in parallel with the display surface when no voltage is applied. The alignment treatment was performed with the rubbing crossing angle of the films 2 and 3 set to 180 degrees.

このような配向処理では、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)は0度であり、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In such an alignment treatment, the twist angle (twist angle) of the alignment of the liquid crystal is 0 degree, and the change in alignment occurs in accordance with the voltage from the liquid crystal at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 with the application of voltage. .

表3に、本比較例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 3 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this comparative example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

〔実施例8〕
本実施例では、実施例7に示す液晶表示装置において、反射表示部9における液晶層厚(d)と透過表示部10における液晶層厚(d)とが共に7.5μmであり、透過表示に適したリタデーションを反射表示部9に用いて、反射表示が良好となるように偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を設定した以外は、実施例7に示す液晶表示装置と同様に設計された液晶表示装置を作製した。
Example 8
In this example, in the liquid crystal display device shown in Example 7, the liquid crystal layer thickness (d) in the reflective display unit 9 and the liquid crystal layer thickness (d) in the transmissive display unit 10 are both 7.5 μm, and thus transmissive display is achieved. A liquid crystal display device shown in Example 7 is used except that a suitable retardation is used for the reflective display unit 9 and the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 is set so that the reflective display is good. A liquid crystal display device designed in the same manner as described above was produced.

より具体的には、本実施例では、実施例1において、基板5上に、絶縁性を有する感光樹脂からなる絶縁膜11を形成せず、また、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、液晶セル外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した以外は、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、反射表示部9および透過表示部10が、共に7.5μmの液晶層厚(d)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。   More specifically, in this embodiment, the insulating film 11 made of a photosensitive resin having insulating properties is not formed on the substrate 5 in the first embodiment, and the reflective display portion 9 is formed as shown in FIG. The electrode 7 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 are electrically insulated, and voltages are separately applied to the electrode 7 of the reflective display unit 9 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 from the outside of the liquid crystal cell. The reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 are both 7.5 μm thick with a liquid crystal layer thickness (d) by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1, except that the electrode pattern was prepared as described above. A liquid crystal cell for injecting liquid crystal was prepared.

そして、上記液晶注入用の液晶セルに、カイラル剤を含まない液晶組成物の屈折率差(Δn)が0.065であり、正の誘電率異方性を有する液晶組成物を、真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。   Then, the liquid crystal composition for liquid crystal injection has a refractive index difference (Δn) of a liquid crystal composition containing no chiral agent of 0.065 and a positive dielectric anisotropy. Thus, the liquid crystal layer 1 was formed.

上記の液晶セルにおける各電極基板の外側には、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。尚、本実施例では、位相差補償板17を2枚の位相差補償板で構成すると共に、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成した。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   Phase compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. In this embodiment, the phase difference compensation plate 17 is composed of two phase difference compensation plates, and the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

本実施例では、液晶層1に、液晶が、基板4・5に対して平行(表示面に対して平行)に配向し、かつ、ツイスト配向していない液晶層を用いると共に、液晶表示方式として、液晶層1のリタデーションを表示に利用する複屈折モードを用いた。   In this embodiment, the liquid crystal layer 1 is a liquid crystal layer in which liquid crystal is aligned parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and not twisted. The birefringence mode using the retardation of the liquid crystal layer 1 for display was used.

また、本実施例では、透過表示に適したリタデーションを反射表示部9に用いた。ここで、透過表示部10は、前記実施の形態2における実施例2の透過表示部10と同様に設定されているが、反射表示部9は、その液晶層厚が透過表示部10と等しく設定されており、実施例2とは異なっている。このため、本実施例では、実施例2において、再度、光学設計を行って、偏光板14・15の光学配置並びに位相差補償板16・17の光学配置を決定している。本実施例では、これら偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を、反射表示が良好となるように設定した。   In this embodiment, retardation suitable for transmissive display is used for the reflective display unit 9. Here, the transmissive display unit 10 is set in the same manner as the transmissive display unit 10 of Example 2 in the second embodiment, but the reflective display unit 9 has a liquid crystal layer thickness set equal to that of the transmissive display unit 10. This is different from the second embodiment. For this reason, in this embodiment, the optical design is performed again in the second embodiment, and the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the optical arrangement of the phase difference compensation plates 16 and 17 are determined. In this embodiment, the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 is set so that the reflective display is good.

また、本実施例では、前記実施例2と同様、電圧を印加しないときに液晶が表示面に平行に配向するように、配向膜2・3に、平行配向性の配向膜を用いると共に、配向膜2・3のラビング交差角を180度に設定して配向処理を行った。   Further, in this embodiment, as in the second embodiment, a parallel alignment film is used as the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal is aligned in parallel with the display surface when no voltage is applied. The alignment treatment was performed with the rubbing crossing angle of the films 2 and 3 set to 180 degrees.

このような配向処理では、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)は0度であり、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In such an alignment treatment, the twist angle (twist angle) of the alignment of the liquid crystal is 0 degree, and the change in alignment occurs in accordance with the voltage from the liquid crystal at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 with the application of voltage. .

表3に、本実施例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 3 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

尚、表3に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、位相差補償板16あるいは位相差補償板17が複数の位相差補償板によって構成されている場合には、上記位相差補償板16・17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。   The optical arrangement shown in Table 3 is the arrangement of each optical element on the display surface when the observer observes the display surface. The phase difference compensation plate 16 or the phase difference compensation plate 17 has a plurality of phase difference compensations. In the case of being constituted by plates, the phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plates 16 and 17 are described in the order of actual arrangement from the observer side.

また、液晶層1はツイストしない配向をとっているため、電圧無印加時の液晶層1全体の配向方位(液晶分子長軸の配向方位)を記載しているが、この配向方位は、基板4側の配向膜2に施されたラビング処理の方位である。   Further, since the liquid crystal layer 1 has a non-twisted orientation, the orientation direction of the entire liquid crystal layer 1 when no voltage is applied (the orientation orientation of the liquid crystal molecule major axis) is described. This is the direction of the rubbing treatment applied to the alignment film 2 on the side.

尚、各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   In addition, each azimuth | direction represents the azimuth | direction from the reference | standard azimuth | direction arbitrarily taken on the display surface in the unit of a degree, and the retardation of each phase difference compensation board shows the value with respect to the monochromatic light of wavelength 550nm in a nm unit.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

〔比較例4〕
本比較例では、実施例7に示す液晶表示装置において、液晶層1に、液晶が、基板4・5に対して平行(表示面に対して平行)に配向し、かつ、70度ツイスト配向した液晶層を使用し、この液晶層1のツイスト配向による液晶層1の偏光変換作用を表示に利用した以外は、実施例7に示す液晶表示装置と同様に設計された液晶表示装置を作製した。
[Comparative Example 4]
In this comparative example, in the liquid crystal display device shown in Example 7, the liquid crystal is aligned in the liquid crystal layer 1 in parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and twisted by 70 degrees. A liquid crystal display device designed in the same manner as the liquid crystal display device shown in Example 7 was produced except that the liquid crystal layer was used and the polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 due to the twist alignment of the liquid crystal layer 1 was used for display.

より具体的には、本比較例では、実施例1において、基板5上に、絶縁性を有する感光樹脂からなる絶縁膜11を形成せず、また、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、液晶セル外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した以外は、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、反射表示部9および透過表示部10が、共に4.5μmの液晶層厚(d)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。   More specifically, in this comparative example, the insulating film 11 made of a photosensitive resin having insulating properties is not formed on the substrate 5 in Example 1, and the reflective display portion 9 is not formed as shown in FIG. The electrode 7 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 are electrically insulated, and voltages are separately applied to the electrode 7 of the reflective display unit 9 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 from the outside of the liquid crystal cell. The reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 are both 4.5 μm in thickness of the liquid crystal layer (d) by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1 except that the electrode pattern was prepared as described above. A liquid crystal cell for injecting liquid crystal was prepared.

また、上記の液晶セルにおける各電極基板の外側には、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。尚、本比較例では、位相差補償板17を2枚の位相差補償板で構成すると共に、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成した。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   In addition, retardation compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. In this comparative example, the phase difference compensation plate 17 is composed of two phase difference compensation plates, and the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

さらに、本比較例では、配向膜2・3に、電圧を印加しないときの液晶配向が平行配向となるように、平行配向性の配向膜を用い、そのラビング交差角が250度となるようにラビング処理を施すことにより、配向処理を行った。尚、ラビング交差角は、前述の定義に従うものとする。そして、上記液晶注入用の液晶セルにおける電極基板間に、屈折率差(Δn)が0.065の正の誘電率異方性を有する液晶組成物を真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。このような配向処理と液晶組成物に添加したカイラル添加剤の作用により、上述したように、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)を70度とすることができる。尚、上記カイラル添加剤は、上記したツイスト角が得られるようにその添加量を調整している。このように配向させられた液晶層1は、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   Further, in this comparative example, a parallel alignment film is used for the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal alignment when no voltage is applied is parallel alignment, and the rubbing crossing angle is 250 degrees. By performing a rubbing process, an alignment process was performed. Note that the rubbing crossing angle follows the above definition. Then, a liquid crystal layer having a positive dielectric anisotropy having a refractive index difference (Δn) of 0.065 is introduced between the electrode substrates in the liquid crystal cell for liquid crystal injection by a vacuum injection method. 1 was formed. By such an alignment treatment and the action of the chiral additive added to the liquid crystal composition, the twist angle (twist angle) of the alignment of the liquid crystal can be set to 70 degrees as described above. The amount of the chiral additive added is adjusted so that the twist angle described above can be obtained. In the liquid crystal layer 1 aligned in this way, the change in alignment occurs in accordance with the voltage from the liquid crystal at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 with the application of voltage.

また、本比較例では、反射表示に適した液晶組成物の屈折率差(Δn)と液晶層厚(d)との積(Δn・d)を透過表示部10に用いた。ここで、反射表示部9は、前記実施の形態2における実施例5の反射表示部9と同様に設定されているが、透過表示部10は、その液晶層厚が反射表示部9と等しく設定されており、実施例5とは異なっている。このため、本比較例では、実施例5において、再度、光学設計を行って、偏光板14・15の光学配置並びに位相差補償板16・17の光学配置を決定している。本比較例では、これら偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を、透過表示部10の暗表示が良好となるように設定した。   In this comparative example, the product (Δn · d) of the refractive index difference (Δn) of the liquid crystal composition suitable for reflective display and the liquid crystal layer thickness (d) was used for the transmissive display unit 10. Here, the reflective display unit 9 is set in the same manner as the reflective display unit 9 of Example 5 in the second embodiment, but the transmissive display unit 10 has a liquid crystal layer thickness set equal to that of the reflective display unit 9. This is different from the fifth embodiment. For this reason, in this comparative example, in Example 5, the optical design is performed again, and the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the optical arrangement of the phase difference compensation plates 16 and 17 are determined. In this comparative example, the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 is set so that the dark display of the transmissive display unit 10 is good.

表4に、本比較例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 4 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this comparative example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

〔比較例5〕
本比較例では、比較例4に示す液晶表示装置において、透過表示部10の明表示が良好となるように偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を設定した以外は、比較例4に示す液晶表示装置と同様に設計された液晶表示装置を作製した。即ち、本比較例では、実施例7に示す液晶表示装置において、透過表示部10の明表示が良好となるように偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を設定し、かつ、液晶層1に、液晶が、基板4・5に対して平行(表示面に対して平行)に配向し、かつ、70度ツイスト配向した液晶層を使用し、この液晶層1のツイスト配向による液晶層1の偏光変換作用を表示に利用した以外は、実施例7に示す液晶表示装置と同様に設計された液晶表示装置を作製した。
[Comparative Example 5]
In this comparative example, in the liquid crystal display device shown in comparative example 4, except that the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 was set so that the bright display of the transmissive display unit 10 would be good. A liquid crystal display device designed in the same manner as the liquid crystal display device shown in Comparative Example 4 was produced. That is, in this comparative example, in the liquid crystal display device shown in Example 7, the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 is set so that the bright display of the transmissive display unit 10 is good. In addition, a liquid crystal layer in which the liquid crystal is aligned parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and twisted by 70 degrees is used for the liquid crystal layer 1. A liquid crystal display device designed in the same manner as the liquid crystal display device shown in Example 7 was produced except that the polarization conversion action of the liquid crystal layer 1 due to the above was used for display.

表4に、本比較例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 4 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this comparative example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

〔実施例9〕
本実施例では、実施例8に示す液晶表示装置において、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成する一方、位相差補償板17を1枚の位相差補償板で構成し、液晶層1に、液晶が、基板4・5に対して平行(表示面に対して平行)に配向し、かつ、70度ツイスト配向した液晶層を使用し、この液晶層1のツイスト配向による液晶層1の偏光変換作用を表示に利用した以外は、実施例8に示す液晶表示装置と同様に設計された液晶表示装置を作製した。
Example 9
In this example, in the liquid crystal display device shown in Example 8, the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates, while the phase difference compensation plate 17 is composed of one phase difference compensation plate, For the liquid crystal layer 1, a liquid crystal layer in which liquid crystal is aligned parallel to the substrates 4 and 5 (parallel to the display surface) and twisted by 70 degrees is used. A liquid crystal display device designed in the same manner as the liquid crystal display device shown in Example 8 was produced except that the polarization conversion action of the layer 1 was used for display.

より具体的には、本実施例では、実施例1において、基板5上に、絶縁性を有する感光樹脂からなる絶縁膜11を形成せず、また、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、液晶セル外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した以外は、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、反射表示部9および透過表示部10が、共に7.5μmの液晶層厚(d)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。   More specifically, in this embodiment, the insulating film 11 made of a photosensitive resin having insulating properties is not formed on the substrate 5 in the first embodiment, and the reflective display portion 9 is formed as shown in FIG. The electrode 7 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 are electrically insulated, and voltages are separately applied to the electrode 7 of the reflective display unit 9 and the electrode 7 of the transmissive display unit 10 from the outside of the liquid crystal cell. The reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 are both 7.5 μm thick with a liquid crystal layer thickness (d) by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1, except that the electrode pattern was prepared as described above. A liquid crystal cell for injecting liquid crystal was prepared.

また、上記の液晶セルにおける各電極基板の外側には、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。尚、本実施例では、位相差補償板17を1枚の位相差補償板で構成し、位相差補償板16を2枚の位相差補償板で構成した。これら位相差補償板16・17および偏光板14・15の貼付方位は、液晶の配向方向(配向方位)に対応して決定した。   In addition, retardation compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. In this embodiment, the phase difference compensation plate 17 is composed of one phase difference compensation plate, and the phase difference compensation plate 16 is composed of two phase difference compensation plates. The sticking directions of the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 were determined corresponding to the alignment direction (alignment direction) of the liquid crystal.

そして、本実施例では、液晶層1のツイスト配向(液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角))が70度となるように、液晶表示装置を作製した。具体的には、配向膜2・3に、電圧を印加しないときの液晶配向が平行配向となるように、平行配向性の配向膜を用い、そのラビング交差角が250度となるようにラビング処理を施すことにより、配向処理を行った。尚、ラビング交差角は、前述の定義に従うものとする。そして、上記液晶注入用の液晶セルにおける電極基板間に、液晶組成物の屈折率差(Δn)が0.065の正の誘電率異方性を有する液晶組成物を真空注入法によって導入することにより、液晶層1を形成した。このような配向処理と液晶組成物に添加したカイラル添加剤の作用により、上述したように、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)を70度とすることができる。尚、上記カイラル添加剤は、上記したツイスト角が得られるようにその添加量を調整している。このように配向させられた液晶層1は、電圧の印加に伴って、液晶層1の層厚方向中央部の液晶から電圧に応じて配向変化が生じる。   In this example, the liquid crystal display device was manufactured so that the twist alignment of the liquid crystal layer 1 (the twist angle of the liquid crystal alignment (twist angle)) was 70 degrees. Specifically, a parallel alignment film is used for the alignment films 2 and 3 so that the liquid crystal alignment is parallel when no voltage is applied, and the rubbing treatment is performed so that the rubbing crossing angle is 250 degrees. Then, the orientation treatment was performed. Note that the rubbing crossing angle follows the above definition. Then, a liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy having a refractive index difference (Δn) of 0.065 is introduced between the electrode substrates in the liquid crystal cell for liquid crystal injection by a vacuum injection method. Thus, the liquid crystal layer 1 was formed. By such an alignment treatment and the action of the chiral additive added to the liquid crystal composition, the twist angle (twist angle) of the alignment of the liquid crystal can be set to 70 degrees as described above. The amount of the chiral additive added is adjusted so that the twist angle described above can be obtained. In the liquid crystal layer 1 aligned in this way, the change in alignment occurs in accordance with the voltage from the liquid crystal at the center in the layer thickness direction of the liquid crystal layer 1 with the application of voltage.

また、本実施例では、透過表示に適した液晶組成物の屈折率差(Δn)と液晶層厚(d)の積(Δn・d)を反射表示部9に用いた。ここで、透過表示部10は、前記実施の形態2における実施例5の透過表示部10と同様に設定されているが、反射表示部9は、その液晶層厚が透過表示部10と等しく設定されており、実施例5とは異なっている。このため、本実施例では、実施例5において、再度、光学設計を行って、偏光板14・15の光学配置並びに位相差補償板16・17の光学配置を決定している。本実施例では、これら偏光板14・15並びに位相差補償板16・17の光学配置を、反射表示が良好となるように設定した。   In this example, the product (Δn · d) of the refractive index difference (Δn) and the liquid crystal layer thickness (d) of the liquid crystal composition suitable for transmissive display was used for the reflective display unit 9. Here, the transmissive display unit 10 is set in the same manner as the transmissive display unit 10 of Example 5 in the second embodiment, but the reflective display unit 9 is set to have a liquid crystal layer thickness equal to that of the transmissive display unit 10. This is different from the fifth embodiment. For this reason, in this embodiment, the optical design is performed again in the fifth embodiment, and the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the optical arrangement of the phase difference compensation plates 16 and 17 are determined. In this embodiment, the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 is set so that the reflective display is good.

表4に、本実施例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 4 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking orientations and liquid crystal orientation orientations) are shown using a common orientation reference.

尚、表4に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、位相差補償板16あるいは位相差補償板17が複数の位相差補償板によって構成されている場合には、上記位相差補償板16・17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。また、表4における各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   The optical arrangement shown in Table 4 is an arrangement of each optical element on the display surface when the observer observes the display surface, and the phase difference compensation plate 16 or the phase difference compensation plate 17 has a plurality of phase difference compensations. In the case of being constituted by plates, the phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plates 16 and 17 are described in the order of actual arrangement from the observer side. Each orientation in Table 4 represents an orientation from a reference orientation arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and the retardation of each retardation compensation plate indicates a value for monochromatic light having a wavelength of 550 nm in nm units.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

以上のように、4.5μmの液晶層厚(d)を有する、実施例7および比較例3〜5にかかる液晶表示装置では、液晶層厚を、反射表示に適するように設定している。このため、上記実施例7および比較例3〜5では、反射表示のみに関係している偏光板14と位相差補償板16との光学配置は反射表示に適するように設定している。一方、透過表示部10は、その液晶層厚が、前記実施の形態2の各実施例における液晶表示装置の透過表示部10の液晶層厚とは異なる液晶層厚に設定されている。このため、上記実施例7および比較例3〜5では、各々の液晶表示装置の透過表示部10の光学特性に併せて位相差補償板17および偏光板15の光学配置を設定した。つまり、実施例7および比較例4では、良好な暗表示を実現することができる液晶表示装置を作製し、比較例3および比較例5では、良好な明表示を実現できる液晶表示装置を作製した。   As described above, in the liquid crystal display devices according to Example 7 and Comparative Examples 3 to 5 having a liquid crystal layer thickness (d) of 4.5 μm, the liquid crystal layer thickness is set to be suitable for reflective display. For this reason, in the said Example 7 and Comparative Examples 3-5, the optical arrangement | positioning of the polarizing plate 14 and the phase difference compensating plate 16 which are related only to reflective display is set so that it may be suitable for reflective display. On the other hand, the liquid crystal layer thickness of the transmissive display unit 10 is set to be different from the liquid crystal layer thickness of the transmissive display unit 10 of the liquid crystal display device in each example of the second embodiment. For this reason, in the said Example 7 and Comparative Examples 3-5, the optical arrangement | positioning of the phase difference compensation plate 17 and the polarizing plate 15 was set according to the optical characteristic of the transmissive display part 10 of each liquid crystal display device. That is, in Example 7 and Comparative Example 4, a liquid crystal display device capable of realizing good dark display was produced, and in Comparative Example 3 and Comparative Example 5, a liquid crystal display device capable of realizing good bright display was produced. .

これに対し、7.5μmの液晶層厚(d)を有する、実施例8および実施例9にかかる液晶表示装置では、液晶層厚を、透過表示に適するように設定している。このため、上記実施例8および実施例9では、透過表示に関係している偏光板14、位相差補償板16、位相差補償板17、偏光板15の光学配置を、透過表示に適するように設定している。従って、上記実施例8および実施例9では、反射表示部9は、透過表示に合わせて設定された偏光板14および位相差補償板16の光学配置によって表示特性が決定される。   On the other hand, in the liquid crystal display devices according to Examples 8 and 9 having a liquid crystal layer thickness (d) of 7.5 μm, the liquid crystal layer thickness is set to be suitable for transmissive display. For this reason, in Example 8 and Example 9 described above, the optical arrangement of the polarizing plate 14, the phase difference compensation plate 16, the phase difference compensation plate 17, and the polarizing plate 15 related to transmissive display is suitable for transmissive display. It is set. Therefore, in the above-described eighth and ninth embodiments, the display characteristics of the reflective display unit 9 are determined by the optical arrangement of the polarizing plate 14 and the phase difference compensation plate 16 set in accordance with the transmissive display.

また、上記実施例7、比較例3、実施例8、比較例4、比較例5、実施例9で得られた各液晶表示装置の表示特性を、各々、図11、図12、図13、図14、図15に示す。尚、これらの表示特性は、何れも、実施例1と同様に顕微鏡を用いて測定したものであり、上記各図において、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。また、偏光板14・15が共に貼付されていない透過表示部10の透過率を透過率100%とし、偏光板14を貼付する前の反射表示部9の反射率を反射率100%とする。   Further, the display characteristics of the liquid crystal display devices obtained in Example 7, Comparative Example 3, Example 8, Comparative Example 4, Comparative Example 5, and Example 9 are shown in FIGS. 11, 12, 13, respectively. It shows in FIG. 14, FIG. These display characteristics were measured using a microscope in the same manner as in Example 1. In each of the above figures, the horizontal axis represents the effective value of the applied voltage, and the vertical axis represents the brightness (reflectance). Or transmittance). Further, the transmittance of the transmissive display unit 10 to which neither of the polarizing plates 14 and 15 is attached is 100%, and the reflectance of the reflective display unit 9 before the polarizing plate 14 is attached is 100% of reflectance.

図11において、曲線261は、実施例7で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線262は、実施例7で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 11, a curve 261 shows the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 in the liquid crystal display device obtained in Example 7, and the curve 262 shows the example. 7 shows the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in step 7.

図11に示すように、実施例7では、印加電圧が1V〜3Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って透過率が上昇する一方、反射率は、印加電圧が1V〜2Vの区間では印加電圧の上昇に伴って上昇し、それ以降は印加電圧の上昇に伴って減少している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は3%であり、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率は40%、透過表示部10の透過率は18%であり、印加電圧が3Vのときの反射表示部9の反射率は28%、透過表示部10の透過率は33%であった。   As shown in FIG. 11, in Example 7, in the section where the applied voltage is 1 V to 3 V, the transmittance increases as the applied voltage increases, while the reflectance is applied in the section where the applied voltage is 1 V to 2 V. The voltage increases as the voltage increases, and thereafter decreases as the applied voltage increases. The reflectance of the reflective display unit 9 is 3% when the applied voltage is 1V, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 3%, and the reflectance of the reflective display unit 9 is 40% when the applied voltage is 2V. The transmittance of the transmissive display unit 10 was 18%, the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage was 3 V was 28%, and the transmittance of the transmissive display unit 10 was 33%.

また、図12において、曲線271は、比較例3で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線272は、比較例3で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 12, a curve 271 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 3, and the curve 272 indicates The voltage dependence of the transmittance | permeability of the transmissive display part 10 with respect to the voltage between the electrode 6 in the liquid crystal display device obtained by the comparative example 3 and the electrode 7 is shown.

図12に示すように、比較例3では、印加電圧が1V〜2Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に上昇している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は18%であり、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率は40%、透過表示部10の透過率は40%であった。   As shown in FIG. 12, in Comparative Example 3, both the reflectance and the transmittance are increased as the applied voltage is increased in the section where the applied voltage is 1V to 2V. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1 V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 18%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 2 V is 40%. The transmittance of the transmissive display unit 10 was 40%.

図13において、曲線281は、実施例8で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線282は、実施例8で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 13, a curve 281 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 8, and the curve 282 indicates the Example. 8 shows the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in Step 8;

図13に示すように、実施例8では、印加電圧が1V〜2Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って透過率が上昇する一方、反射率は、印加電圧が0.7V〜1.2Vの区間で印加電圧の上昇に伴って上昇した後、一旦、印加電圧が1.2V〜1.7Vの区間で印加電圧の上昇に伴って減少し、その後、印加電圧が1.7V〜2.3Vの区間で、再度、印加電圧の上昇に伴って上昇している。また、印加電圧が1Vのときの反射表示部9の反射率は24%、透過表示部10の透過率は3%であり、印加電圧が1.2Vのときの反射表示部9の反射率は40%、印加電圧が1.7Vのときの反射表示部9の反射率は3%であり、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率は27%、透過表示部10の透過率は39%であった。   As shown in FIG. 13, in Example 8, in the section where the applied voltage is 1V to 2V, the transmittance increases with the increase of the applied voltage, while the reflectance is 0.7V to 1.2V. After the voltage increases with the increase of the applied voltage in the interval, the applied voltage decreases once with the increase of the applied voltage in the interval of 1.2V to 1.7V, and then the applied voltage becomes 1.7V to 2.V. In the section of 3V, it rises again as the applied voltage rises. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1V is 24%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 3%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.2V is The reflectance of the reflective display unit 9 is 40% when the applied voltage is 1.7V, the reflectance of the reflective display unit 9 is 27% when the applied voltage is 2V, and the transmittance of the transmissive display unit 10. Was 39%.

図14において、曲線291は、比較例4で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線292は、比較例4で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 14, a curve 291 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 4, and the curve 292 indicates the comparative example. 4 shows the voltage dependence of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in item 4.

図14に示すように、比較例4では、印加電圧が1.2V〜3Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に上昇している。また、印加電圧が1.2Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は1%であり、印加電圧が3Vのときの反射表示部9の反射率は36%、透過表示部10の透過率は16%であった。   As shown in FIG. 14, in Comparative Example 4, in the section where the applied voltage is 1.2 V to 3 V, both the reflectance and the transmittance are increased as the applied voltage is increased. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.2 V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 1%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 3 V is The transmittance of the transmissive display unit 10 was 36% and 16%.

図15において、曲線311は、比較例5で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線312は、比較例5で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 15, a curve 311 shows the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Comparative Example 5, and a curve 312 shows the comparative example. 5 shows the voltage dependency of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in 5.

図15に示すように、比較例5では、印加電圧が1.2V〜3Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って反射率、透過率が共に上昇している。また、印加電圧が1.2Vのときの反射表示部9の反射率は3%、透過表示部10の透過率は21%であり、印加電圧が3Vのときの反射表示部9の反射率は39%、透過表示部10の透過率は35%であった。   As shown in FIG. 15, in the comparative example 5, in the area where the applied voltage is 1.2V to 3V, both the reflectance and the transmittance are increased as the applied voltage is increased. The reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.2V is 3%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 21%, and the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 3V is The transmittance of 39% and the transmissive display unit 10 was 35%.

図16において、曲線321は、実施例9で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線322は、実施例9で得られた液晶表示装置における電極6と電極7との間の電圧に対する透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 16, a curve 321 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 with respect to the voltage between the electrodes 6 and 7 in the liquid crystal display device obtained in Example 9, and the curve 322 indicates the example. 9 shows the voltage dependence of the transmittance of the transmissive display unit 10 with respect to the voltage between the electrode 6 and the electrode 7 in the liquid crystal display device obtained in 9.

図16に示すように、実施例9では、印加電圧が1.2V〜3Vの区間では、印加電圧の上昇に伴って透過率が上昇する一方、反射率は、印加電圧が0.9V〜1.7Vの区間で印加電圧の上昇に伴って、一旦、減少し、それ以降、印加電圧の上昇に伴って上昇している。また、印加電圧が1.2Vのときの反射表示部9の反射率は7%、透過表示部10の透過率は32%であり、印加電圧が1.7Vのときの反射表示部9の反射率は3%であり、印加電圧が3Vのときの反射表示部9の反射率は37%、透過表示部10の透過率は36%であった。   As shown in FIG. 16, in Example 9, in the section where the applied voltage is 1.2V to 3V, the transmittance increases with the increase of the applied voltage, while the reflectance is 0.9V to 1 It decreases once with the increase of the applied voltage in the section of .7V, and thereafter increases with the increase of the applied voltage. Further, the reflectance of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.2V is 7%, the transmittance of the transmissive display unit 10 is 32%, and the reflection of the reflective display unit 9 when the applied voltage is 1.7V. The reflectance was 3%, the reflectance of the reflective display portion 9 when the applied voltage was 3 V was 37%, and the transmittance of the transmissive display portion 10 was 36%.

以上の実施例および比較例から明らかなように、偏光板14・15を使用して液晶層1のリタデーションや旋光等の偏光変換作用による偏光状態の変化を表示に利用する液晶表示装置において、液晶層1の液晶層厚を反射表示部9と透過表示部10で一致させた場合、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して同一の電圧を印加したとき(反射表示部9と透過表示部10とを共通の電圧で駆動したとき)には、実施例7および比較例3〜5に示すように、明表示の明度とコントラスト比とを反射表示部9で十分に両立できる電圧の印加時には透過表示部10の明表示の明度とコントラスト比との両立が十分でなく、実施例8および実施例9に示すように、明表示の明度とコントラスト比とを透過表示部10で十分に両立できる電圧の印加時には反射表示部9の明度の変化と透過表示部10の明度の変化とが一致せず、良好な表示にならない。   As is apparent from the above examples and comparative examples, in the liquid crystal display device using the polarizing plates 14 and 15 and utilizing the change in the polarization state due to the polarization conversion action such as retardation and rotation of the liquid crystal layer 1 for display, When the thickness of the liquid crystal layer of the layer 1 is matched between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, the same voltage is applied to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10 (reflective display unit 9). When the display unit 9 and the transmissive display unit 10 are driven with a common voltage), as shown in Example 7 and Comparative Examples 3-5, the brightness and contrast ratio of the bright display are sufficient for the reflective display unit 9. When applying a voltage compatible with both, the brightness of the bright display of the transmissive display unit 10 and the contrast ratio are not sufficient, and the brightness and contrast ratio of the bright display are transmissively displayed as shown in the eighth and ninth embodiments. 10 in part 10 It does not match the change in the brightness of the transmissive display section 10 and the change in the brightness of the reflective display portion 9 at the time of application of voltage compatible to, not a good display.

しかしながら、実施例7、実施例8、および実施例9で得られた液晶表示装置は、何れも、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して異なる電圧を印加する(反射表示部9と透過表示部10とを異なる電圧で駆動する)ことで、良好な表示とすることができる。   However, the liquid crystal display devices obtained in Example 7, Example 8, and Example 9 all apply different voltages to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10. A good display can be obtained by driving the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 with different voltages.

つまり、上記実施例7〜実施例9の各液晶表示装置は、何れも、反射表示部9における電極7と透過表示部10における電極7とに対して異なる電圧を印加することで、反射表示部9に対しても透過表示部10に対しても共に明表示の明度とコントラスト比とを両立することができると共に、反射表示部9と透過表示部10とで表示の明暗を一致させることができ、視認性に優れた表示を実現することができることが判る。   That is, in each of the liquid crystal display devices of Examples 7 to 9, the reflective display unit is configured such that different voltages are applied to the electrode 7 in the reflective display unit 9 and the electrode 7 in the transmissive display unit 10. 9 and the transmissive display unit 10 can achieve both a bright display brightness and a contrast ratio, and the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 can match the display brightness. It can be seen that a display with excellent visibility can be realized.

本実施の形態と前記実施の形態2とを比較した結果、偏光板14・15を使用して液晶層1のリタデーションや旋光等の偏光変換作用を表示に利用する液晶表示装置において、反射表示部9と透過表示部10とで共に明表示の明度とコントラスト比とを両立させるには、透過表示部10における液晶層1の層厚を反射表示部9における液晶層1の層厚より大きく設定することが有効であることが判る。   As a result of comparison between the present embodiment and the second embodiment, in the liquid crystal display device using the polarizing plates 14 and 15 and utilizing the polarization conversion action such as retardation and rotation of the liquid crystal layer 1 for display, the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, the thickness of the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 is set to be larger than the layer thickness of the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 9. It turns out that is effective.

尚、本実施の形態および前記実施の形態2における各実施例では、液晶表示モードとして、電圧を印加していない状態での液晶配向が表示面の平面方向に対して平行なものを示したが、上記各実施例で例示した液晶材料とは異なる性質の液晶材料を用いたり、例示した配向膜とは異なる性質の配向膜を用いることにより、垂直配向モードや、ハイブリッド配向モード等を使用することができることは言うまでもない。   In each of the embodiments of the present embodiment and the second embodiment, the liquid crystal display mode is such that the liquid crystal alignment in a state where no voltage is applied is parallel to the plane direction of the display surface. Using a vertical alignment mode, a hybrid alignment mode, or the like by using a liquid crystal material having a property different from the liquid crystal material exemplified in each of the above embodiments or using an alignment film having a property different from the exemplified alignment film. Needless to say, you can.

さらに、液晶表示モードが、液晶層1のリタデーションまたは旋光を利用した何れのモードであっても、液晶層厚が光学特性に影響し、反射表示部9における液晶層厚が、透過表示部10における液晶層厚よりも薄い方が適するものは、全て本発明によって良好な光学特性が実現することは言うまでもない。   Further, regardless of whether the liquid crystal display mode is a mode using retardation or optical rotation of the liquid crystal layer 1, the liquid crystal layer thickness affects the optical characteristics, and the liquid crystal layer thickness in the reflective display unit 9 is in the transmissive display unit 10. Needless to say, the present invention realizes good optical characteristics for those that are thinner than the liquid crystal layer.

また、実施例4および実施例7〜実施例9は、電極6・7(配向機構)によって反射表示部9と透過表示部10とで異なる電圧を与えることで、良好に表示することが可能となることが判る。この場合、例えば、実施例4および実施例7では、透過表示部10に電圧を十分に印加することで透過表示部10の表示も良好にすることが可能になる。また、実施例8および実施例9は何れも反射表示部9の電圧を調整することにより、良好な表示が可能になる。従って、本実施の形態並びに前記実施の形態2によれば、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変更する方法以外にも、反射表示部9と透過表示部10とで電圧が変更できるように液晶セルを予め作製することで、良好な表示を実現することができることが判る。   Further, in Example 4 and Examples 7 to 9, it is possible to display well by applying different voltages between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 by the electrodes 6 and 7 (orientation mechanism). It turns out that it becomes. In this case, for example, in Example 4 and Example 7, it is possible to improve the display of the transmissive display unit 10 by sufficiently applying a voltage to the transmissive display unit 10. Further, in both Example 8 and Example 9, good display becomes possible by adjusting the voltage of the reflective display unit 9. Therefore, according to the present embodiment and the second embodiment, in addition to the method of changing the liquid crystal layer thickness between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, the voltage between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is It can be seen that a good display can be realized by preparing a liquid crystal cell in advance so that can be changed.

〔実施の形態4〕
本実施の形態では、液晶配向を決定する基板上の配向処理方位(ラビング方位)、即ち、各電極基板に設けられた配向膜の配向処理方位を反射表示部と透過表示部とで変更して液晶配向を反射表示部と透過表示部とで異ならせることにより、良好な反射表示並びに良好な透過表示を実現する液晶表示装置について説明する。
[Embodiment 4]
In the present embodiment, the alignment processing direction (rubbing direction) on the substrate for determining the liquid crystal alignment, that is, the alignment processing direction of the alignment film provided on each electrode substrate is changed between the reflective display unit and the transmissive display unit. A liquid crystal display device that realizes good reflective display and good transmissive display by changing the liquid crystal orientation between the reflective display portion and the transmissive display portion will be described.

本実施の形態では、液晶層を一様に配向させるために、いわゆるラビング法を使用する。本実施の形態では、各電極基板に設けられた配向膜の配向処理方位を反射表示部と透過表示部とで変更するために、配向膜のラビング処理に際し、配向膜表面をフォトレジスト等で覆っておくことで、少なくとも2種類の液晶配向を実現することが可能である。該方法によれば、反射表示に適した液晶配向と、透過表示に適した液晶配向とを同時に実現することができ、この結果、良好な反射表示並びに良好な透過表示を実現することが可能となる。   In this embodiment mode, a so-called rubbing method is used to uniformly align the liquid crystal layer. In this embodiment, the alignment film surface is covered with a photoresist or the like during the rubbing process of the alignment film in order to change the alignment processing direction of the alignment film provided on each electrode substrate between the reflective display portion and the transmissive display portion. Therefore, at least two types of liquid crystal alignment can be realized. According to this method, it is possible to simultaneously realize liquid crystal alignment suitable for reflective display and liquid crystal alignment suitable for transmissive display. As a result, it is possible to realize good reflective display and good transmissive display. Become.

以下、本実施の形態にかかる液晶表示装置についてより詳細に説明するが、説明の便宜上、前記実施の形態1〜実施の形態3と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。   Hereinafter, the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described in more detail. For convenience of explanation, the same reference numerals are given to components having the same functions as those of the first to third embodiments, and The description is omitted.

先ず、図17および図18(a)〜(e)を用いて、本実施の形態にかかる液晶表示装置に用いる基板(電極基板40)の配向処理工程を説明する。   First, with reference to FIG. 17 and FIGS. 18A to 18E, an alignment process step of the substrate (electrode substrate 40) used in the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described.

先ず、図18(a)に示すように、液晶セルを構成する基板41(電極6形成後の基板4あるいは電極7形成後の基板5に相当)における液晶層1との接触面に配向膜材料を塗布し(S1)、プリベーク(S2)、キュアリング(S3)を行って、上記基板41における液晶層1との接触面に配向膜42(配向膜2または配向膜3に相当)を形成する。   First, as shown in FIG. 18A, an alignment film material is formed on the contact surface with the liquid crystal layer 1 in a substrate 41 (corresponding to the substrate 4 after the electrode 6 is formed or the substrate 5 after the electrode 7 is formed) constituting the liquid crystal cell. (S1), pre-bake (S2), and curing (S3) to form an alignment film 42 (corresponding to the alignment film 2 or alignment film 3) on the contact surface of the substrate 41 with the liquid crystal layer 1. .

次いで、上記配向膜42をラビング処理することにより、上記基板41上における液晶層1との界面に配向膜42を備えた電極基板40の配向処理を行う。この際、本実施の形態では、先ず、図18(b)に示すように、ラビング処理が部分的に行われるように、ラビング処理スクリーン用のレジスト43によるスクリーンが行われる。この場合、先ず、上記配向膜42上に、ラビング処理スクリーン用のレジスト材料を塗布し(S4)、プリベーク(S5)後、上記配向膜42の一部(第1の配向処理領域42a)が露出されるように、UVマスク露光(S6)、現像(S7)、キュアリング(S8)を行い、その後、上記第1の配向処理領域42aにラビング処理を施す(S9)。次いで、このラビング処理後の電極基板40を洗浄(S10)した後、図18(c)に示すように、上記レジスト43を剥離する(S11)。   Next, the alignment film 42 is subjected to a rubbing process to perform an alignment process on the electrode substrate 40 provided with the alignment film 42 at the interface with the liquid crystal layer 1 on the substrate 41. At this time, in the present embodiment, first, as shown in FIG. 18B, a screen with a resist 43 for rubbing processing screen is performed so that the rubbing processing is partially performed. In this case, first, a resist material for rubbing processing screen is applied on the alignment film 42 (S4), and after pre-baking (S5), a part of the alignment film 42 (first alignment processing region 42a) is exposed. As described above, UV mask exposure (S6), development (S7), and curing (S8) are performed, and then the first alignment processing region 42a is rubbed (S9). Next, after the rubbing treatment of the electrode substrate 40 (S10), as shown in FIG. 18C, the resist 43 is peeled off (S11).

続いて、上記第1の配向処理領域42aにおける液晶配向とは異なる液晶配向を実現するために、図18(d)に示すように、既にラビングされた部分(第1の配向処理領域42a)をラビング処理スクリーン用のレジスト44により保護し、未処理部分のラビング処理が行われる。つまり、レジスト43を剥離した配向膜42上にラビング処理スクリーン用のレジスト材料を塗布し(S12)、プリベーク(S13)後、上記配向膜42上における、第1の配向処理領域42a以外の配向処理領域(第2の配向処理領域42b)が露出されるように、UVマスク露光(S14)、現像(S15)、キュアリング(S16)を行い、その後、上記第2の配向処理領域42bに、上記第1の配向処理領域42aとは処理方位が別々になるようにラビング処理を施す(S17)。次いで、このラビング処理後の電極基板40を洗浄(S18)した後、図18(e)に示すように、上記レジスト44を剥離する(S19)。これにより、二種類の異なる方位に配向処理された配向膜42(配向機構)が得られた。   Subsequently, in order to realize a liquid crystal alignment different from the liquid crystal alignment in the first alignment treatment region 42a, as shown in FIG. 18D, the already rubbed portion (the first alignment treatment region 42a) is formed. The rubbing screen resist is protected by a resist 44, and the untreated portion is rubbed. That is, a resist material for a rubbing process screen is applied on the alignment film 42 from which the resist 43 has been peeled off (S12), and after pre-baking (S13), an alignment process other than the first alignment process region 42a on the alignment film 42 is performed. UV mask exposure (S14), development (S15), and curing (S16) are performed so that the region (second alignment treatment region 42b) is exposed, and then the second alignment treatment region 42b A rubbing process is performed so that the processing orientation is different from that of the first alignment processing area 42a (S17). Next, after the rubbing treatment of the electrode substrate 40 (S18), the resist 44 is removed as shown in FIG. 18E (S19). As a result, an alignment film 42 (orientation mechanism) that has been aligned in two different orientations was obtained.

このように、本実施の形態では、レジストによってパターニングされた配向処理が2回以上行われる。このとき、配向処理毎に処理方位を変更する(上記の説明では、2回の配向処理により、2方位の配向処理が行われている)ことで、少なくとも2種類の液晶配向(例えば、配向方向の異なる複数種類の平行配向)を実現することが可能である。そして、このように、配向処理方位を少なくとも一方の基板(電極基板)で変更することにより、反射表示部9と透過表示部10との配向を独立して設定することができ、良好な表示が可能となる。   Thus, in this embodiment, the alignment process patterned with the resist is performed twice or more. At this time, at least two types of liquid crystal alignments (for example, alignment directions) are obtained by changing the processing direction for each alignment process (in the above description, two alignment processes are performed by two alignment processes). Can be realized). In this way, by changing the orientation processing direction on at least one substrate (electrode substrate), the orientation of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 can be set independently, and a good display can be obtained. It becomes possible.

次に、上述した方法により反射表示部9と透過表示部10とで異なる液晶配向を実現すると共に偏光板14・15を使用した液晶表示装置について、具体的な実施例を用いて以下に説明する。しかしながら、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Next, a liquid crystal display device that realizes different liquid crystal alignments in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 by the above-described method and uses the polarizing plates 14 and 15 will be described below using specific examples. . However, the liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples.

〔実施例10〕
本実施例では、前記比較例5に示す液晶表示装置の製造方法に準じて液晶表示装置の作製を行った。具体的には、実施例1において、基板5上に、絶縁性を有する感光樹脂からなる絶縁膜11を形成せず、また、図4に示すように、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とが電気的に絶縁されていて、反射表示部9の電極7と透過表示部10の電極7とに、外部から別々に電圧が印加されるように電極パターンを作製した以外は、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、反射表示部9および透過表示部10が、共に4.5μmの液晶層厚(d)(セルギャップ)を有している液晶注入用の液晶セルを作製した。そして、この液晶セルにおける各電極基板の外側に、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付した。上記位相差補償板16および位相差補償板17は、各々、2枚ずつの位相差補償板で構成した。
Example 10
In this example, a liquid crystal display device was manufactured according to the method for manufacturing a liquid crystal display device shown in Comparative Example 5. Specifically, in Example 1, the insulating film 11 made of an insulating photosensitive resin is not formed on the substrate 5, and as shown in FIG. The electrode 7 of the part 10 is electrically insulated, and an electrode pattern is prepared so that a voltage is separately applied to the electrode 7 of the reflective display part 9 and the electrode 7 of the transmissive display part 10 from the outside. The reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 both have a liquid crystal layer thickness (d) (cell gap) of 4.5 μm by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1. A liquid crystal cell for injecting liquid crystal was prepared. Then, retardation compensation plates 16 and 17 and polarizing plates 14 and 15 were attached to the outside of each electrode substrate in the liquid crystal cell. The phase difference compensation plate 16 and the phase difference compensation plate 17 are each composed of two phase difference compensation plates.

但し、本実施例では、図17および図18(a)〜図18(e)に示した方法と同様の方法により、配向膜3のラビング処理に際して配向分割を行った。つまり、本実施例では、基板4側の配向膜2に対しては、反射表示部9と透過表示部10とで同じ方位にラビングを行い、基板5側の配向膜3(配向機構)に対しては、反射表示部9と透過表示部10とで液晶配向方位が異なるように、反射表示部9と透過表示部10とで異なる方位にラビングを行った。   However, in this example, alignment division was performed during the rubbing treatment of the alignment film 3 by the same method as the method shown in FIGS. 17 and 18A to 18E. That is, in this embodiment, the alignment film 2 on the substrate 4 side is rubbed in the same direction in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, and the alignment film 3 (orientation mechanism) on the substrate 5 side is rubbed. Thus, the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 were rubbed in different directions so that the liquid crystal alignment directions were different between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10.

また、本実施例では、反射表示部9には、表示面に平行(基板4・5に平行)で、かつ、ツイストした液晶配向を利用した液晶表示モードを使用し、透過表示部10には、表示面に平行(基板4・5に平行)で、かつ、ツイストしていない液晶配向を利用した表示モードを使用した。   In the present embodiment, the reflective display unit 9 uses a liquid crystal display mode that is parallel to the display surface (parallel to the substrates 4 and 5) and uses twisted liquid crystal alignment. A display mode using liquid crystal alignment parallel to the display surface (parallel to the substrates 4 and 5) and not twisted was used.

また、本実施例では、反射表示部9における液晶層1のΔn・dが約270nm、かつ、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)が70度であり、透過表示部10における液晶層1のΔn・dが約270nm、かつ、液晶の配向の捩じれ角(ツイスト角)が0度の液晶表示装置を作製した。この結果、反射表示部9と透過表示部10とで連通した液晶層1を有し、セルギャップを変更することなく、反射表示部9と透過表示部10とで共に良好な表示を行うことが可能な液晶表示装置が得られた。   In this embodiment, Δn · d of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 is about 270 nm, and the twist angle (twist angle) of the liquid crystal orientation is 70 degrees. A liquid crystal display device in which Δn · d was about 270 nm and the twist angle (twist angle) of the liquid crystal alignment was 0 ° was produced. As a result, the liquid crystal layer 1 communicated between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is provided, and both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 can perform good display without changing the cell gap. A possible liquid crystal display device was obtained.

表5に、本実施例で得られた液晶表示装置の反射表示部9並びに透過表示部10における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 5 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 of the liquid crystal display device obtained in this example (that is, The sticking orientations of the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plates 16 and 17 and the orientation orientation of the liquid crystal) are shown using a common orientation reference.

尚、表5に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、上記位相差補償板16・17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。また、表5における各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   The optical arrangements shown in Table 5 are optical element arrangements on the display surface when the observer observes the display surface, and the phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plates 16 and 17 are: It is described in the order of the actual arrangement from the observer side. Each orientation in Table 5 represents an orientation from a reference orientation arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and the retardation of each phase difference compensator indicates a value for monochromatic light having a wavelength of 550 nm in nm units.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

次に、本実施の形態における各光学素子の動作について以下に説明する。
先ず、液晶層1に電圧が印加されていない場合について説明する。この場合、上記液晶層1における液晶は、該液晶層1に接する基板界面の配向、即ち、各電極基板に設けられた配向膜2・3の配向処理方位にしたがって配向している。例えば、上記実施例10で得られた液晶表示装置では、液晶組成物にカイラル添加剤を混入しない場合、反射表示部9では左70度にツイスト配向し、透過表示部10ではツイストしていない、0度ツイスト配向状態となっている。
Next, the operation of each optical element in the present embodiment will be described below.
First, a case where no voltage is applied to the liquid crystal layer 1 will be described. In this case, the liquid crystal in the liquid crystal layer 1 is aligned according to the alignment of the substrate interface in contact with the liquid crystal layer 1, that is, the alignment treatment direction of the alignment films 2 and 3 provided on each electrode substrate. For example, in the liquid crystal display device obtained in Example 10 above, when no chiral additive is mixed in the liquid crystal composition, the reflective display unit 9 is twisted to the left by 70 degrees, and the transmissive display unit 10 is not twisted. The twist orientation is 0 degree.

このため、液晶層1に電圧が印加されていない場合、反射表示部9では、液晶層1のΔn・dが270nm程度に設定されていると、該液晶層1は、円偏光が入射すると、それを直線偏光に変換して透過させるように作用する。偏光板14側から液晶層1に入射する光は、位相差補償板16によって円偏光に変換され、液晶層1によって円偏光から直線偏光にさらに変換されて反射膜8に到達して反射される。反射膜8で反射された光は、反射膜8上で直線偏光である場合、偏光板14の透過成分に再び変換されることから、上記の液晶表示装置において、液晶層1に電圧が印加されていない場合、反射表示部9の表示は明表示となる。   Therefore, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 1, in the reflective display unit 9, when Δn · d of the liquid crystal layer 1 is set to about 270 nm, the liquid crystal layer 1 receives circularly polarized light, It acts to convert it into linearly polarized light and transmit it. Light incident on the liquid crystal layer 1 from the polarizing plate 14 side is converted into circularly polarized light by the phase difference compensation plate 16, further converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the liquid crystal layer 1, reaches the reflection film 8 and is reflected. . When the light reflected by the reflective film 8 is linearly polarized light on the reflective film 8, it is converted again into the transmission component of the polarizing plate 14, so that a voltage is applied to the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device. If not, the display of the reflective display unit 9 is bright.

また、液晶層1に電圧が印加されていない場合、透過表示部10では、液晶層1のΔn・dが250nm〜270nm程度に設定されていると、液晶層1が1/2波長板として作用する。つまり、液晶層1に入射された円偏光は、入射された円偏光と直交する円偏光となり、例えば、右円偏光(右回り円偏光)が入射された場合には、該右円偏光は左円偏光(左回り円偏光)に変換され、左円偏光が入射された場合には、該円偏光は右円偏光に変換される。透過表示部10に入射した光は、偏光板15を通過し、位相差補償板17によって円偏光に変換されて液晶層1に入射される。上記実施例10では、上記位相差補償板17から液晶層1に入射される円偏光は、偏光状態がほぼ左回りの円偏光になっており、この円偏光が液晶層1に入射して右回りの円偏光に変換される。そして、位相差補償板16では、右回り円偏光は、偏光板14の透過軸方向の直線偏光に変換され、左回り円偏光は吸収軸方向の直線偏光に変換されるため、上記の液晶表示装置において液晶層1に電圧が印加されていない場合、透過表示部10の表示は明表示となる。   Further, when no voltage is applied to the liquid crystal layer 1, in the transmissive display unit 10, when Δn · d of the liquid crystal layer 1 is set to about 250 nm to 270 nm, the liquid crystal layer 1 functions as a half-wave plate. To do. That is, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 1 becomes circularly polarized light orthogonal to the incident circularly polarized light. For example, when right circularly polarized light (right-handed circularly polarized light) is incident, the right circularly polarized light is left When converted into circularly polarized light (counterclockwise circularly polarized light) and left circularly polarized light is incident, the circularly polarized light is converted into right circularly polarized light. The light incident on the transmissive display unit 10 passes through the polarizing plate 15, is converted into circularly polarized light by the phase difference compensation plate 17, and is incident on the liquid crystal layer 1. In the tenth embodiment, the circularly polarized light incident on the liquid crystal layer 1 from the retardation compensation plate 17 is circularly polarized light whose polarization state is substantially counterclockwise, and this circularly polarized light is incident on the liquid crystal layer 1 to the right. Converted to surrounding circularly polarized light. In the phase difference compensator 16, the clockwise circularly polarized light is converted into linearly polarized light in the transmission axis direction of the polarizing plate 14, and the counterclockwise circularly polarized light is converted into linearly polarized light in the absorption axis direction. When no voltage is applied to the liquid crystal layer 1 in the device, the display of the transmissive display unit 10 is bright.

次に、液晶層1に電圧が印加された場合について説明する。液晶層1に電圧が印加されていると、該液晶層1における液晶は、反射表示部9であるか透過表示部10であるかに拘らず、電圧に応じて基板4・5に垂直に配向し、それに伴って上記の偏光変換作用が弱まる。つまり、位相差補償板16・17によって準備された円偏光がそのまま液晶層1を通過するため、反射表示部9においても透過表示部10においても暗表示が実現する。   Next, a case where a voltage is applied to the liquid crystal layer 1 will be described. When a voltage is applied to the liquid crystal layer 1, the liquid crystal in the liquid crystal layer 1 is aligned vertically to the substrates 4 and 5 according to the voltage regardless of whether it is the reflective display unit 9 or the transmissive display unit 10. Accordingly, the polarization conversion action is weakened accordingly. That is, since the circularly polarized light prepared by the phase difference compensation plates 16 and 17 passes through the liquid crystal layer 1 as it is, dark display is realized in both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10.

尚、上記実施例10では、位相差補償板17には、115nmのリタデーションの位相差補償板を用いている。位相差補償板17のみで良好な円偏光を実現するには、該位相差補償板17のリタデーションは、135nm程度であることが望ましいが、透過表示部10の液晶層1は、実用的な電圧においてはそのリタデーションが完全には消失しないため、これを考慮して良好なコントラストが得られるように上記位相差補償板17のリタデーションが設定されている。   In Example 10, the retardation compensation plate 17 is a retardation compensation plate having a retardation of 115 nm. In order to realize good circularly polarized light using only the phase difference compensation plate 17, the retardation of the phase difference compensation plate 17 is preferably about 135 nm. However, the liquid crystal layer 1 of the transmissive display unit 10 has a practical voltage. The retardation of the retardation compensation plate 17 is set so that a good contrast can be obtained in consideration of this because the retardation does not disappear completely.

また、位相差補償板16は、反射表示部9の液晶層1に入射する光の偏光状態を広い波長の円偏光に変換する作用を有している。そして、上記の液晶表示装置では、反射表示部9における液晶層1は、70度ツイスト配向し、そのΔn・dは270nmに設定されている。このため、上記の液晶表示装置における反射表示部9では、液晶層1に入射する光は円偏光であり、この円偏光は、液晶層1で直線偏光に変換されて液晶層1を通過して反射膜8へと到達する。そして、反射膜8上で直線偏光となった光は、反射膜8の鏡面で反射し、それまでとは逆の順序で各光学素子を通過して、最終的に偏光板14の透過軸方位の振動電界を有する直線偏光になる。このため、上記反射表示部9では明表示となる。   The phase difference compensation plate 16 has a function of converting the polarization state of light incident on the liquid crystal layer 1 of the reflective display unit 9 into circularly polarized light having a wide wavelength. In the above liquid crystal display device, the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 is twisted by 70 degrees and its Δn · d is set to 270 nm. For this reason, in the reflective display unit 9 in the liquid crystal display device described above, the light incident on the liquid crystal layer 1 is circularly polarized light. This circularly polarized light is converted into linearly polarized light by the liquid crystal layer 1 and passes through the liquid crystal layer 1. The reflection film 8 is reached. Then, the light that has been linearly polarized on the reflecting film 8 is reflected by the mirror surface of the reflecting film 8, passes through each optical element in the reverse order, and finally the transmission axis direction of the polarizing plate 14. It becomes a linearly polarized light having an oscillating electric field. For this reason, the reflective display unit 9 performs bright display.

また、使用した液晶組成物には、液晶の配向に固有の左捩じれを生じさせるカイラル剤が混入されている。このカイラル剤は、その添加量によって、該カイラル剤が混入された液晶組成物に固有のヘリカルピッチを変化させる。このため、このヘリカルピッチを調整し、ヘリカルピッチによって液晶配向が変化し始める最小の電圧が変化することを利用して反射表示部9と透過表示部10とで明度の電圧依存性を一致させることが可能になる。   Moreover, the used liquid crystal composition is mixed with a chiral agent that causes a left-handed twist specific to the alignment of the liquid crystal. This chiral agent changes the helical pitch inherent to the liquid crystal composition in which the chiral agent is mixed depending on the amount of the chiral agent added. For this reason, by adjusting the helical pitch and utilizing the fact that the minimum voltage at which the liquid crystal alignment starts to change with the helical pitch changes, the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 match the voltage dependence of brightness. Is possible.

このようにして作製された、実施例10に記載の液晶表示装置の表示特性を図19に示す。尚、図19に示す表示特性は、実施例1と同様の方法により測定したものであり、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。   The display characteristics of the liquid crystal display device described in Example 10 manufactured in this manner are shown in FIG. The display characteristics shown in FIG. 19 were measured by the same method as in Example 1. The horizontal axis represents the effective value of the applied voltage, and the vertical axis represents the lightness (reflectance or transmittance).

図19において、曲線331は、実施例10で得られた液晶表示装置における反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線332は、実施例10で得られた液晶表示装置における透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 19, a curve 331 indicates the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 in the liquid crystal display device obtained in the tenth embodiment, and a curve 332 indicates a transmissive display in the liquid crystal display device obtained in the tenth embodiment. The voltage dependence of the transmittance | permeability of the part 10 is shown.

図19から判るように、実施例10で得られた上記の液晶表示装置は、電圧を印加しないときには明表示を行うようになっており、該液晶表示装置では、電圧の印加に伴って反射率および透過率が減少するいわゆるノーマリーホワイト(NW)モードによる表示が実現した。また、上記の液晶表示装置は、反射表示部9と透過表示部10とでコントラスト比をほぼ同程度に設定することができると共に、反射表示部9と透過表示部10とで表示の明暗を一致させることができ、視認性に優れた表示を実現することができる。   As can be seen from FIG. 19, the liquid crystal display device obtained in Example 10 performs bright display when no voltage is applied. In the liquid crystal display device, the reflectivity is increased as the voltage is applied. In addition, display in a so-called normally white (NW) mode in which the transmittance is reduced has been realized. In addition, the liquid crystal display device can set the contrast ratio of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 to be substantially the same, and the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 match the display brightness and darkness. Display with excellent visibility can be realized.

以上のように、液晶配向を反射表示部9と透過表示部10とで変更するための具体的な手段として、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層1のツイスト角が異なるように設定することは、反射表示部9と透過表示部10とで共に良好な表示を実現するために有効である。   As described above, as a specific means for changing the liquid crystal alignment between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, the twist angle of the liquid crystal layer 1 is different between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. The setting is effective for realizing a good display in both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10.

尚、上記の実施例10では、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層1のツイスト角を変更するために、反射表示部9と透過表示部10とで異なる方位のラビング処理を行い、反射表示部9の液晶層1はツイスト配向しているが、透過表示部10の液晶層1はツイスト配向していない組み合わせを用いたが、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層1のツイスト角を変更するための手段は、特に限定されるものではない。   In Example 10 described above, in order to change the twist angle of the liquid crystal layer 1 between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, rubbing processing in different directions is performed between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. The liquid crystal layer 1 of the reflective display unit 9 is twist-oriented, but the liquid crystal layer 1 of the transmissive display unit 10 is a combination that is not twisted. However, the liquid crystal layer is composed of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. The means for changing the twist angle of 1 is not particularly limited.

例えば、実施例10に示す上記の組み合わせ以外に、(1) 反射表示部9における液晶層1と透過表示部10における液晶層1とは共にツイスト配向しているがそのツイスト角やツイストの向きが異なっている組み合わせや、(2) 反射表示部9における液晶層1はツイストしていないが透過表示部10における液晶層1はツイストしている組み合わせを使用してもよく、(3) 基板4・5に対する液晶の傾斜(いわゆるプレティルト)が反射表示部9と透過表示部10とで異なっている組み合わせであってもよい。また、(4) 基板界面での液晶配向の変化を本発明の他の手段と組み合わせるものであってもよく、(5) 反射表示部9と透過表示部10とでセルギャップが異なるものや、(6) 反射表示部9と透過表示部10とで電界が異なるものであってもよい。   For example, in addition to the combination shown in Example 10, (1) The liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 are both twist-aligned, but the twist angle and direction of the twist are different. Different combinations, or (2) the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 is not twisted, but the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 may be twisted, and (3) the substrate 4. 5 may be a combination in which the tilt of the liquid crystal with respect to 5 (so-called pretilt) is different between the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10. Further, (4) the change in the liquid crystal alignment at the substrate interface may be combined with other means of the present invention, and (5) the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 have different cell gaps, (6) The reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 may have different electric fields.

〔実施の形態5〕
前記実施の形態2〜4における各実施例では、基板に対して液晶が平行に配向している液晶表示装置を用いて良好な反射表示並びに良好な透過表示を実現するための構成について説明したが、本実施の形態では、前記実施の形態1における実施例1同様、液晶の配向方位が基板に対して垂直な液晶表示装置について説明する。但し、本実施の形態では、液晶層に二色性色素を混入することなく、偏光板を使用して液晶の複屈折または旋光性(偏光変換作用)を利用した表示を行うための設計を行った。尚、説明の便宜上、以下、前記実施の形態1〜実施の形態4と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 5]
In each of the embodiments 2 to 4, the configuration for realizing good reflective display and good transmissive display using the liquid crystal display device in which the liquid crystal is aligned parallel to the substrate has been described. In this embodiment mode, a liquid crystal display device in which the orientation direction of liquid crystal is perpendicular to the substrate will be described as in the first embodiment of the first embodiment mode. However, in this embodiment, a design for performing display using the birefringence or optical rotation (polarization conversion action) of liquid crystal using a polarizing plate without mixing a dichroic dye in the liquid crystal layer is performed. It was. For convenience of explanation, the same reference numerals are given to components having the same functions as those in the first to fourth embodiments, and the description thereof is omitted.

本実施の形態にかかる液晶表示装置では、液晶層1に、誘電率異方性が負の液晶を使用する。また、液晶層1を挟持する配向膜2・3に、液晶を垂直に配向させる垂直配向膜を用いる。この場合、液晶分子は、液晶層1に電圧を印加していない時には基板4・5(表示面)に対してほぼ垂直に配向しているが、電圧の印加とともに、基板4・5の法線方向から傾斜して配向し、層状の液晶層1の層の法線方向に通過する光に対して偏光変換作用を生じる。   In the liquid crystal display device according to the present embodiment, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used for the liquid crystal layer 1. Further, as the alignment films 2 and 3 sandwiching the liquid crystal layer 1, a vertical alignment film for vertically aligning the liquid crystal is used. In this case, the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrates 4 and 5 (display surface) when no voltage is applied to the liquid crystal layer 1. A polarization conversion action is produced on light that is aligned with an inclination from the direction and passes in the normal direction of the layered liquid crystal layer 1.

液晶が基板に平行に配向する配向膜2・3を用いた液晶表示装置と本実施の形態にかかる液晶表示装置との違いは、本実施の形態にかかる液晶表示装置では、電圧を印加しなくても液晶層1における電極基板との界面の層まで、液晶が基板4・5の法線方向に配向することである。そこで、これを有効に利用するため、本実施の形態では、表示に、電圧を印加しない場合には黒表示になるNB(ノーマリーブラック)モードを用いる。具体的には、反射表示部9では、液晶層1に円偏光を入射させて表示を行う。また、透過表示部10では、反射表示にも利用される位相差補償板16が液晶層1からの出射光の偏光に作用することから、上記液晶層1を、反射表示部9と透過表示部10とを電気的に接続する電極対で駆動し、かつ、同時に暗表示を実現するために、透過表示においても液晶層1が基板4・5に垂直に配向していることを考慮して液晶層1に円偏光を入射する。このため、偏光板14・15と位相差補償板16・17との組み合わせにおいて、位相差補償板17を構成する複数の位相差補償板のうち、液晶層1により近い側に配置された位相差補償板のリタデーションを135nmに設定する。これにより、本実施の形態では、良好なNB表示を実現することができる。   The difference between the liquid crystal display device using the alignment films 2 and 3 in which the liquid crystal is aligned parallel to the substrate and the liquid crystal display device according to the present embodiment is that no voltage is applied to the liquid crystal display device according to the present embodiment. Even in this case, the liquid crystal is aligned in the normal direction of the substrates 4 and 5 up to the interface layer with the electrode substrate in the liquid crystal layer 1. Therefore, in order to use this effectively, in this embodiment, an NB (normally black) mode in which black display is performed when no voltage is applied is used for display. Specifically, the reflective display unit 9 performs display by causing circularly polarized light to enter the liquid crystal layer 1. Further, in the transmissive display unit 10, the phase difference compensation plate 16 that is also used for reflective display acts on the polarization of the light emitted from the liquid crystal layer 1, so that the liquid crystal layer 1 is connected to the reflective display unit 9 and the transmissive display unit. 10 is driven by a pair of electrodes that are electrically connected to each other, and at the same time, in order to realize a dark display, the liquid crystal layer 1 is also aligned in the vertical direction with respect to the substrates 4 and 5 in the transmissive display. Circularly polarized light is incident on the layer 1. For this reason, in the combination of the polarizing plates 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17, the phase difference disposed on the side closer to the liquid crystal layer 1 among the plurality of phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plate 17. The retardation of the compensation plate is set to 135 nm. Thereby, in this Embodiment, favorable NB display is realizable.

次に、偏光板14・15と位相差補償板16・17との上述した組み合わせにおいて、良好な明表示を与える液晶層1の設定について説明する。   Next, setting of the liquid crystal layer 1 that gives a good bright display in the above-described combination of the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plates 16 and 17 will be described.

本実施の形態では、液晶層1は、上述したように、電圧の印加とともに基板4・5の法線方向から傾斜して配向する。該液晶層1としては、該液晶層1に十分に電圧を印加した状態では、反射表示部9に対しては、円偏光を直線偏光に変換するように作用し、透過表示部10に対しては、円偏光を、逆廻りの円偏光に変換するように作用することが望ましい。上記液晶層1が上記の変換作用を奏する場合には良好な明表示を実現することができる。   In the present embodiment, as described above, the liquid crystal layer 1 is aligned with an inclination from the normal direction of the substrates 4 and 5 with the application of a voltage. The liquid crystal layer 1 acts on the reflective display unit 9 so as to convert circularly polarized light into linearly polarized light when the voltage is sufficiently applied to the liquid crystal layer 1, and the transmissive display unit 10. It is desirable to act so as to convert circularly polarized light into reverse circularly polarized light. When the liquid crystal layer 1 exhibits the above conversion effect, a good bright display can be realized.

上記液晶層1が上記の変換作用を奏するためには、例えば、液晶にツイストを生じさせないように配向膜2・3を配向処理し、液晶組成物にはカイラル添加剤を使用しないことが望ましい。つまり、液晶層1のリタデーションが、該液晶層1への電圧の印加によって、入射光の波長をλとしたとき、反射表示部9ではλ/4変化し、透過表示部10ではλ/2変化するように液晶層1が設定されていることが望ましい。   In order for the liquid crystal layer 1 to exhibit the above conversion effect, for example, it is desirable to align the alignment films 2 and 3 so as not to cause twist in the liquid crystal and to use no chiral additive in the liquid crystal composition. That is, the retardation of the liquid crystal layer 1 changes by λ / 4 in the reflective display unit 9 and changes by λ / 2 in the transmissive display unit 10 when the wavelength of the incident light is λ by applying a voltage to the liquid crystal layer 1. It is desirable that the liquid crystal layer 1 is set in such a manner.

反射表示部9における液晶層1の層厚と透過表示部10における液晶層1の層厚とが異なるように設定されている場合、液晶層1が上記の変換作用を奏するべく、液晶層1を上述したように設定することは容易である。   When the thickness of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the layer thickness of the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 are set to be different from each other, the liquid crystal layer 1 is formed so that the liquid crystal layer 1 performs the above-described conversion action. Setting as described above is easy.

以下、本実施の形態にかかる液晶表示装置について、具体的な実施例を挙げて説明するが、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with specific examples. However, the liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples.

〔実施例11〕
本実施例では、実施例1の液晶注入用の液晶セルの作製方法と同様の方法により、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚が異なる液晶注入用の液晶セルを作製し、配向膜2・3に、液晶を基板4・5に対して垂直に配向させる作用を有する垂直配向膜を用いた。上記配向膜2・3には、ラビングにより、液晶が、基板4・5の法線方位(垂直方向)から若干傾斜して配向するように配向処理を行った。
Example 11
In this example, a liquid crystal cell for liquid crystal injection having different liquid crystal layer thicknesses in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 was manufactured by the same method as the method for manufacturing the liquid crystal cell for liquid crystal injection in Example 1. As the alignment films 2 and 3, a vertical alignment film having an action of aligning the liquid crystal vertically with respect to the substrates 4 and 5 was used. The alignment films 2 and 3 were subjected to alignment treatment by rubbing so that the liquid crystal was aligned with a slight inclination from the normal direction (vertical direction) of the substrates 4 and 5.

但し、本実施例では、反射表示部9における液晶層厚(d)を3μm、透過表示部10における液晶層厚(d)を6μmとし、液晶材料に、屈折率差(Δn)が0.06の負の誘電率異方性を有する液晶を用いて液晶層1を形成すると共に、上記の液晶セルにおける各電極基板の外側に、位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付して液晶表示装置を作製した。上記位相差補償板16および位相差補償板17は、各々、2枚ずつの位相差補償板で構成した。   However, in this embodiment, the liquid crystal layer thickness (d) in the reflective display portion 9 is 3 μm, the liquid crystal layer thickness (d) in the transmissive display portion 10 is 6 μm, and the liquid crystal material has a refractive index difference (Δn) of 0.06. The liquid crystal layer 1 is formed using a liquid crystal having negative dielectric anisotropy, and the retardation compensation plates 16 and 17 and the polarizing plates 14 and 15 are pasted outside the electrode substrates in the liquid crystal cell. Thus, a liquid crystal display device was produced. The phase difference compensation plate 16 and the phase difference compensation plate 17 are each composed of two phase difference compensation plates.

表6に、本実施例で得られた液晶表示装置の反射表示部9並びに透過表示部10における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 6 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 of the liquid crystal display device obtained in this example (that is, The sticking orientations of the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plates 16 and 17 and the orientation orientation of the liquid crystal) are shown using a common orientation reference.

尚、表6に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、上記位相差補償板16・17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。また、表6における各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   The optical arrangements shown in Table 6 are optical element arrangements on the display surface when the observer observes the display surface, and the phase difference compensation plates constituting the phase difference compensation plates 16 and 17 are: It is described in the order of the actual arrangement from the observer side. Each orientation in Table 6 represents an orientation from a reference orientation arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and the retardation of each retardation compensation plate indicates a value for monochromatic light having a wavelength of 550 nm in nm units.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

このようにして作製された、本実施例に記載の液晶表示装置の表示特性を図20に示す。尚、図20に記載の表示特性は、実施例1と同様の方法により測定したものであり、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。   FIG. 20 shows the display characteristics of the liquid crystal display device described in this example, manufactured as described above. The display characteristics shown in FIG. 20 are measured by the same method as in Example 1. The horizontal axis indicates the effective value of the applied voltage, and the vertical axis indicates the brightness (reflectance or transmittance).

図20において、曲線341は、実施例11で得られた液晶表示装置における反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線342は、実施例11で得られた液晶表示装置における透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。   In FIG. 20, a curve 341 shows the voltage dependence of the reflectance of the reflective display unit 9 in the liquid crystal display device obtained in Example 11, and a curve 342 shows a transmissive display in the liquid crystal display device obtained in Example 11. The voltage dependence of the transmittance | permeability of the part 10 is shown.

図20から判るように、実施例11で得られた上記の液晶表示装置は、電圧を印加しないときには暗表示を行うようになっており、該液晶表示装置では、電圧の印加に伴って反射率および透過率が増加するいわゆるNBモードによる表示が実現した。また、上記の液晶表示装置は、反射表示部9と透過表示部10とでコントラスト比をほぼ同程度に設定することができると共に、反射表示部9と透過表示部10とで表示の明暗を一致させることができ、視認性に優れた表示を実現することができる。   As can be seen from FIG. 20, the liquid crystal display device obtained in Example 11 performs dark display when no voltage is applied. In the liquid crystal display device, the reflectance is increased as the voltage is applied. In addition, display in the so-called NB mode in which the transmittance increases is realized. In addition, the liquid crystal display device can set the contrast ratio of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 to be substantially the same, and the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 match the display brightness and darkness. Display with excellent visibility can be realized.

以上のように、本実施の形態によれば、反射表示部9と透過表示部10とで、同時に異なる液晶配向を実現する本発明にかかる液晶表示装置において、反射表示部9または透過表示部10のうち少なくとも一方に、液晶を、該液晶(液晶層1)に接する基板面に垂直に配向させる配向手段(垂直配向膜)を用いることにより、反射表示部9と透過表示部10とで共に良好な表示を行うことができる半透過型の液晶表示装置が実現することが確認された。   As described above, according to the present embodiment, in the liquid crystal display device according to the present invention in which the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 simultaneously realize different liquid crystal orientations, the reflective display unit 9 or the transmissive display unit 10. By using an alignment means (vertical alignment film) for aligning the liquid crystal perpendicularly to the substrate surface in contact with the liquid crystal (liquid crystal layer 1), at least one of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 is good. It has been confirmed that a transflective liquid crystal display device capable of performing accurate display is realized.

〔実施の形態6〕
本実施の形態では、液晶配向を電圧で変化させて表示を行うときに、反射表示部または透過表示部の少なくとも一方において、液晶の配向状態を表示面(基板)に対して平行な状態に維持したまま、液晶の配向方位を変更して表示を行う液晶表示装置について説明する。即ち、本実施の形態にかかる液晶表示装置では、液晶分子が、反射表示部または透過表示部の少なくとも一方において、電圧の印加により表示面(基板)に対して平行に回転するようになっている。
[Embodiment 6]
In the present embodiment, when display is performed by changing the liquid crystal alignment with a voltage, the alignment state of the liquid crystal is maintained parallel to the display surface (substrate) in at least one of the reflective display portion and the transmissive display portion. A liquid crystal display device that performs display while changing the orientation direction of the liquid crystal will be described. That is, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the liquid crystal molecules rotate in parallel to the display surface (substrate) by applying a voltage in at least one of the reflective display portion and the transmissive display portion. .

以下、本実施の形態にかかる液晶表示装置について、具体的な実施例を用いて説明するが、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。尚、説明の便宜上、前記実施の形態1〜実施の形態5と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。   Hereinafter, the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described using specific examples. However, the liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples. For convenience of explanation, components having the same functions as those in the first to fifth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔実施例12〕
本実施例では、透過型液晶表示装置で広視野角を実現するために用いられているIPS(インプレインスイッチング)モードを半透過型液晶に利用することで、基板に対して面内方向の横電界で液晶分子を基板に対して平行に回転させ、光スイッチ機能をもたせた液晶表示装置について、図21(a)および図21(b)を参照して以下に説明する。
Example 12
In this embodiment, an IPS (in-plane switching) mode, which is used to realize a wide viewing angle in a transmissive liquid crystal display device, is used for a transflective liquid crystal. A liquid crystal display device having an optical switch function by rotating liquid crystal molecules parallel to the substrate by an electric field will be described below with reference to FIGS. 21 (a) and 21 (b).

尚、従来、IPSモード自体は、透過型液晶表示装置の分野において使用されてはいるが、該IPSモード使用時に用いられる櫛形電極上では液晶配向変化が透過表示には不十分なため、上記櫛形電極上の液晶配向は表示に寄与せず、良好な表示を実現することはできなかった。しかしながら、本実施例によれば、従来のIPS方式では使用できなかった櫛形配線上の領域で反射表示が実現し、光の利用効率が高い半透過型の液晶表示装置を得ることができる。   Conventionally, the IPS mode itself has been used in the field of transmissive liquid crystal display devices, but the change in liquid crystal alignment is insufficient for transmissive display on the comb electrode used when the IPS mode is used. The liquid crystal alignment on the electrode did not contribute to the display, and a good display could not be realized. However, according to the present embodiment, a reflective display is realized in a region on the comb-shaped wiring that cannot be used in the conventional IPS system, and a transflective liquid crystal display device with high light utilization efficiency can be obtained.

図21(a)は、本実施例にかかる液晶表示装置の電圧無印加時における要部断面図であり、図21(b)は、図21(a)に示す液晶表示装置の電圧印加時における要部断面図である。尚、図21(a)および図21(b)は、何れも、該液晶表示装置における液晶セルを、該液晶セルに設けられた櫛形電極の電極配線(端子)が延びる方位に垂直な面で切断したときの断面を示す。   FIG. 21A is a cross-sectional view of a main part when no voltage is applied to the liquid crystal display device according to this example, and FIG. 21B is a diagram when voltage is applied to the liquid crystal display device shown in FIG. It is principal part sectional drawing. 21 (a) and 21 (b), the liquid crystal cell in the liquid crystal display device is a surface perpendicular to the direction in which the electrode wiring (terminal) of the comb-shaped electrode provided in the liquid crystal cell extends. The cross section when cut is shown.

図21(a)および図21(b)に示す液晶表示装置は、液晶層1が、透光性を有する基板51と、光反射性を有する櫛形電極53(表示内容書換手段、電圧印加手段、配向機構)を備えることで光反射性を具備する基板54とで挟持され、さらに、基板51の外側(即ち、基板54との対向面とは反対側)に、位相差補償板16と偏光板14とを備えると共に、基板54の外側(即ち、基板51との対向面とは反対側)に、位相差補償板17と偏光板15とを備えた構成を有している。尚、本実施例では、位相差補償板16を1枚の位相差補償板で構成し、位相差補償板17を2枚の位相差補償板で構成した。   In the liquid crystal display device shown in FIG. 21A and FIG. 21B, the liquid crystal layer 1 includes a light-transmitting substrate 51 and a light-reflective comb-shaped electrode 53 (display content rewriting means, voltage applying means, (Orientation mechanism) is sandwiched between the substrate 54 having light reflectivity, and further, on the outside of the substrate 51 (that is, on the side opposite to the surface facing the substrate 54), the retardation compensation plate 16 and the polarizing plate. 14, and a configuration in which the retardation compensation plate 17 and the polarizing plate 15 are provided outside the substrate 54 (that is, on the side opposite to the surface facing the substrate 51). In this embodiment, the phase difference compensation plate 16 is composed of one phase difference compensation plate, and the phase difference compensation plate 17 is composed of two phase difference compensation plates.

本実施例でも、上記液晶表示装置は、上記液晶層1を挟んで設けられた一対の基板のうち、一方の基板54(電極基板)において、ガラス基板52上に、絶縁性を有する感光樹脂をスピンコートによって塗布し、さらに紫外光のマスク照射によって、透過表示部10には感光樹脂が残存せず、反射表示部9では、該感光樹脂が所定の層厚に形成されるように絶縁膜11(配向機構)がパターン形成されている。これにより、透過表示部10における液晶層1の層厚は、反射表示部9における液晶層1の層厚よりも薄く設定されている。   Also in this embodiment, the liquid crystal display device includes an insulating photosensitive resin on the glass substrate 52 in one substrate 54 (electrode substrate) of the pair of substrates provided with the liquid crystal layer 1 interposed therebetween. The insulating film 11 is applied so that the photosensitive resin does not remain in the transmissive display portion 10 and the photosensitive resin is formed in a predetermined layer thickness in the reflective display portion 9 by application by spin coating and further irradiation with an ultraviolet light mask. (Orientation mechanism) is patterned. Thereby, the layer thickness of the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 is set to be thinner than the layer thickness of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9.

また、本実施例にかかる上記の液晶表示装置において、上記ガラス基板52上には、上記絶縁膜11を覆うように、光反射性を有する櫛形電極53(配向機構)が形成されている。該櫛形電極53は、液晶層1を駆動する液晶駆動電極と反射膜(反射手段)とを兼ねる反射画素電極であり、光の反射率の高い金属で作製されている。   In the liquid crystal display device according to this example, a comb-shaped electrode 53 (orientation mechanism) having light reflectivity is formed on the glass substrate 52 so as to cover the insulating film 11. The comb electrode 53 is a reflective pixel electrode that doubles as a liquid crystal driving electrode that drives the liquid crystal layer 1 and a reflective film (reflecting means), and is made of a metal having a high light reflectance.

上記液晶表示装置において、透過表示部10では、櫛形電極53によって印可されている電界によって液晶分子1aの配向状態が変化する。また、反射表示部9では、上記櫛形電極53による電界で液晶層1が駆動されると共に、上記櫛形電極53の反射作用を表示に用いている。   In the liquid crystal display device, in the transmissive display unit 10, the alignment state of the liquid crystal molecules 1 a is changed by the electric field applied by the comb electrode 53. In the reflective display unit 9, the liquid crystal layer 1 is driven by the electric field generated by the comb electrode 53, and the reflective action of the comb electrode 53 is used for display.

尚、本実施例では、反射手段に、櫛形電極53の配線を用いているが、該櫛形電極53には、光散乱性を付与するために、その表面に凹凸構造が形成されていてもよく、また、ガラス基板51の外側における櫛形電極53に対向する領域に、光散乱性を有する膜がさらに形成されていてもよい。   In this embodiment, the wiring of the comb-shaped electrode 53 is used as the reflecting means. However, the comb-shaped electrode 53 may have a concavo-convex structure on the surface thereof in order to impart light scattering properties. In addition, a film having light scattering properties may be further formed in a region facing the comb-shaped electrode 53 outside the glass substrate 51.

図21(a)および図21(b)に示す液晶表示装置において、互いに隣り合う櫛形電極53a・53bには、互いに異なる電位が与えられ、上記櫛形電極53a・53b間には電界が生じる。図21(b)に示すように、透過表示部10は櫛形電極53a・53bの間隙部に相当し、この部分では、液晶配向は、上記櫛形電極対(櫛形電極53a・53b)によってその配向方位がガラス基板52に平行な方位を保って大きく変化する。また、反射表示部9は、櫛形電極53(櫛形電極53a・53b)の直上に相当し、この部分では、液晶配向は、ガラス基板52の平面に沿った方位の変化だけでなく、ガラス基板52に対して垂直な方位にも変化する。これは、図21(b)に示すように、透過表示部10では電気力線(図中、破線で示す)がガラス基板52に対してほぼ平行に延びているのに対し、反射表示部9では電気力線がガラス基板52に垂直な成分を有しているためである。   In the liquid crystal display device shown in FIGS. 21A and 21B, different potentials are applied to the adjacent comb electrodes 53a and 53b, and an electric field is generated between the comb electrodes 53a and 53b. As shown in FIG. 21B, the transmissive display unit 10 corresponds to a gap between the comb-shaped electrodes 53a and 53b. In this portion, the liquid crystal orientation is aligned by the above-mentioned comb-shaped electrode pair (comb-shaped electrodes 53a and 53b). Greatly changes while maintaining a direction parallel to the glass substrate 52. The reflective display unit 9 corresponds to the portion directly above the comb-shaped electrode 53 (comb-shaped electrodes 53a and 53b). In this portion, the liquid crystal alignment is not only the change of the orientation along the plane of the glass substrate 52 but also the glass substrate 52. It changes to the direction perpendicular to. This is because, as shown in FIG. 21B, in the transmissive display unit 10, the lines of electric force (indicated by broken lines in the figure) extend substantially parallel to the glass substrate 52, whereas the reflective display unit 9 This is because the lines of electric force have a component perpendicular to the glass substrate 52.

表7に、本実施例にかかる液晶表示装置の反射表示部9並びに透過表示部10における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 7 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 of the liquid crystal display device according to this example (that is, the polarizing plate). 14 and 15 and the phase difference compensation plates 16 and 17 and the orientation of the liquid crystal) are shown using a common orientation standard.

尚、表7に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、上記位相差補償板17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。   The optical arrangement shown in Table 7 is the arrangement of each optical element on the display surface when the observer observes the display surface. Each phase difference compensation plate constituting the phase difference compensation plate 17 is an observer. It is described in the order of actual arrangement from the side.

また、液晶層1の配向方位(液晶分子1aの長軸の配向方位)は、基板51側では基板51表面におけるラビング処理方位に等しく、基板54側では、基板54表面におけるラビング処理方位に等しい。以下、基板51側の液晶層1の配向方位を基板51配向方位、基板54側の液晶層1の配向方位を基板54配向方位と記す。   Further, the orientation direction of the liquid crystal layer 1 (major axis orientation direction of the liquid crystal molecules 1a) is equal to the rubbing treatment direction on the surface of the substrate 51 on the substrate 51 side, and equal to the rubbing treatment direction on the surface of the substrate 54 on the substrate 54 side. Hereinafter, the orientation orientation of the liquid crystal layer 1 on the substrate 51 side is referred to as the substrate 51 orientation orientation, and the orientation orientation of the liquid crystal layer 1 on the substrate 54 side is referred to as the substrate 54 orientation orientation.

また、表7における各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   Each orientation in Table 7 represents an orientation from a reference orientation arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and the retardation of each retardation compensation plate indicates a value for monochromatic light having a wavelength of 550 nm in nm units.

ここで櫛形電極53の電極配線(端子)が延びている方向は、65度方位であり、電圧の印加に伴って、液晶配向は、透過表示部10と反射表示部9とで、共に75度方位を向いている液晶分子1aが75度方位よりも大きな方位を有するように変化した。また、上記液晶表示装置において、反射表示部9における液晶層1のΔn・dは130nm前後、透過表示部10における液晶層1のΔn・dは240nm前後に設定されている。   Here, the direction in which the electrode wiring (terminal) of the comb-shaped electrode 53 extends is 65 degrees azimuth, and the liquid crystal alignment is 75 degrees between the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9 with the application of voltage. It changed so that the liquid crystal molecule 1a facing the orientation had an orientation larger than the 75-degree orientation. In the liquid crystal display device, Δn · d of the liquid crystal layer 1 in the reflective display unit 9 is set to about 130 nm, and Δn · d of the liquid crystal layer 1 in the transmissive display unit 10 is set to about 240 nm.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

上記のように設定された液晶表示装置では、液晶層1に電圧を印加しないときには反射表示部9および透過表示部10は共に暗表示になる。そして、この状態から液晶層1に電圧を印加すると、液晶分子1aは、櫛形電極53の電極配線(端子)が延びる方位(上記設定では65度方位)から逸れるように、その配向方位が変化する。従って、上記の液晶表示装置では、電圧印加時の液晶の配向方位を変化させることにより、明表示を実現している。   In the liquid crystal display device set as described above, both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 are darkly displayed when no voltage is applied to the liquid crystal layer 1. When a voltage is applied to the liquid crystal layer 1 from this state, the orientation direction of the liquid crystal molecules 1a changes so as to deviate from the orientation in which the electrode wiring (terminal) of the comb electrode 53 extends (65 degrees orientation in the above setting). . Therefore, in the above liquid crystal display device, bright display is realized by changing the orientation direction of the liquid crystal when a voltage is applied.

このようにして作製された、本実施例にかかる液晶表示装置の表示特性を図22に示す。尚、図22に記載の表示特性は、実施例1と同様の方法により測定したものであり、横軸は印加電圧の実効値を示し、縦軸は明度(反射率または透過率)を示す。   The display characteristics of the liquid crystal display device according to this example manufactured in this way are shown in FIG. The display characteristics shown in FIG. 22 were measured by the same method as in Example 1. The horizontal axis represents the effective value of the applied voltage, and the vertical axis represents the lightness (reflectance or transmittance).

図22において、曲線351は、実施例12で得られた液晶表示装置における反射表示部9の反射率の電圧依存性を示し、曲線352は、実施例12で得られた液晶表示装置における透過表示部10の透過率の電圧依存性を示す。尚、反射表示部9は、櫛形電極53上の位置によって光学特性に違いがあるが、ここでは代表的な部分の光学特性を記載している。   In FIG. 22, a curve 351 indicates the voltage dependency of the reflectance of the reflective display unit 9 in the liquid crystal display device obtained in Example 12, and a curve 352 indicates a transmissive display in the liquid crystal display device obtained in Example 12. The voltage dependence of the transmittance | permeability of the part 10 is shown. Although the reflective display unit 9 has different optical characteristics depending on the position on the comb-shaped electrode 53, the optical characteristics of representative portions are shown here.

図22から判るように、実施例12で得られた上記の液晶表示装置は、電圧を印加しないときには、反射表示部9および透過表示部10は共に暗表示を行うようになっており、該液晶表示装置では、電圧の印加に伴って反射率および透過率が増加する。また、印加電圧が2Vのときの反射表示部9の反射率および透過表示部10の透過率は共に3%であり、印加電圧が5Vのときの反射表示部9の反射率は35%、透過表示部10の透過率は38%であった。従って、上記の液晶表示装置によれば、反射表示部9に対しても透過表示部10に対しても共に明表示の明度とコントラスト比とを両立することができ、視認性に優れた表示を実現することができる。また、上記の液晶表示装置によれば、透過表示部10におけるコントラスト比が反射表示部9におけるコントラスト比を上回ることから、より一層表示品位を高め、良好な表示を行うことができる。   As can be seen from FIG. 22, in the liquid crystal display device obtained in Example 12, both the reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 perform dark display when no voltage is applied. In the display device, the reflectance and transmittance increase with application of voltage. Further, when the applied voltage is 2V, the reflectance of the reflective display unit 9 and the transmittance of the transmissive display unit 10 are both 3%, and when the applied voltage is 5V, the reflectance of the reflective display unit 9 is 35%. The transmittance of the display unit 10 was 38%. Therefore, according to the above-described liquid crystal display device, both the brightness of the bright display and the contrast ratio can be achieved for both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, and a display with excellent visibility can be achieved. Can be realized. Further, according to the liquid crystal display device described above, since the contrast ratio in the transmissive display unit 10 exceeds the contrast ratio in the reflective display unit 9, display quality can be further improved and good display can be performed.

以上のように、上記実施例12によれば、従来のIPS方式では表示に使用できなかった櫛形配線53上の領域で反射表示が実現し、光の利用効率が高い半透過型の液晶表示装置を得ることができることを確認した。   As described above, according to the twelfth embodiment, a reflective display is realized in a region on the comb-shaped wiring 53 that cannot be used for display by the conventional IPS system, and a transflective liquid crystal display device with high light utilization efficiency is achieved. Confirmed that you can get.

本実施の形態において、上述した液晶配向を実現する方法としては、上述したIPSモードのようにネマティック液晶を利用する方法以外にも、強誘電性液晶表示モードを利用する方法や反強誘電性液晶表示モードを利用する方法等を用いることができる。   In this embodiment, as a method for realizing the above-described liquid crystal alignment, in addition to a method using a nematic liquid crystal as in the above-described IPS mode, a method using a ferroelectric liquid crystal display mode or an antiferroelectric liquid crystal A method using a display mode can be used.

そこで、以下の実施例13では、上述した液晶配向を実現する他の液晶表示装置として、強誘電性液晶表示モードを表示に使用した液晶表示装置について説明する。   Therefore, in Example 13 below, a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal display mode for display will be described as another liquid crystal display device that realizes the liquid crystal alignment described above.

〔実施例13〕
本実施例では、実施例1に示す液晶表示装置において、液晶材料に表面安定化強誘電性液晶を使用し、液晶層厚(d)が透過表示部10で1.4μm、反射表示部9で0.7μmとなるように設定し、該液晶層1のΔn・dが反射表示部9で130nm、透過表示部10で260nm程度となるように設定すると共に、反射表示部9に対応する電極7上に反射膜8を形成する代わりに、電極として、反射表示部9に対応する領域に反射電極を用いた以外は、実施例1に示す液晶セルと同様に設計された液晶セルを作製した。
Example 13
In this example, in the liquid crystal display device shown in Example 1, surface-stabilized ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal material, and the liquid crystal layer thickness (d) is 1.4 μm in the transmissive display unit 10 and in the reflective display unit 9. The thickness is set to 0.7 μm, and Δn · d of the liquid crystal layer 1 is set to about 130 nm for the reflective display unit 9 and about 260 nm for the transmissive display unit 10, and the electrode 7 corresponding to the reflective display unit 9 is set. A liquid crystal cell designed in the same manner as the liquid crystal cell shown in Example 1 was manufactured except that the reflective electrode was used in the region corresponding to the reflective display unit 9 as an electrode instead of forming the reflective film 8 thereon.

具体的には、基板5(ガラス基板)上に、透過表示部10には感光樹脂が残存せず、反射表示部9では、該感光樹脂が0.7μmの層厚に形成されるように絶縁膜11をパターン形成し、該絶縁膜11形成部(反射表示部9)には反射電極を作製し、絶縁膜11非形成部(透過表示部10)には透明電極を作製した。そして、この基板5における上記電極形成面上に配向膜3を形成し、ラビングにより配向処理を施すことにより、電極基板を作製した。尚、該電極基板に対向配置する電極基板(対向基板)の構成は、実施例1に記載のものと同様である。そして、上記の両電極基板間に上記表面安定化強誘電性液晶を含む強誘電性液晶組成物を導入して液晶セルを作製し、該液晶セルにおける各電極基板の外側に位相差補償板16・17および偏光板14・15を貼付して液晶表示装置を作製した。尚、本実施例では、位相差補償板16を1枚の位相差補償板で構成し、位相差補償板17を2枚の位相差補償板で構成した。   Specifically, on the substrate 5 (glass substrate), no photosensitive resin remains in the transmissive display unit 10, and the reflective display unit 9 is insulated so that the photosensitive resin is formed with a layer thickness of 0.7 μm. The film 11 was patterned, a reflective electrode was produced in the insulating film 11 formation part (reflection display part 9), and a transparent electrode was produced in the insulating film 11 non-formation part (transmission display part 10). And the alignment film 3 was formed on the said electrode formation surface in this board | substrate 5, and the electrode substrate was produced by performing the alignment process by rubbing. The configuration of the electrode substrate (counter substrate) disposed to face the electrode substrate is the same as that described in the first embodiment. Then, a ferroelectric liquid crystal composition containing the surface-stabilized ferroelectric liquid crystal is introduced between both the electrode substrates to produce a liquid crystal cell, and the retardation compensation plate 16 is provided outside each electrode substrate in the liquid crystal cell. 17 and polarizing plates 14 and 15 were pasted to prepare a liquid crystal display device. In this embodiment, the phase difference compensation plate 16 is composed of one phase difference compensation plate, and the phase difference compensation plate 17 is composed of two phase difference compensation plates.

表8に、本実施例で得られた液晶表示装置における、偏光板14・15、位相差補償板16・17、および液晶層1の光学配置(即ち、偏光板14・15および位相差補償板16・17の貼付方位、並びに、明表示および暗表示の液晶の配向方位)を共通の方位の基準を用いて示す。   Table 8 shows the optical arrangement of the polarizing plates 14 and 15, the retardation compensation plates 16 and 17, and the liquid crystal layer 1 in the liquid crystal display device obtained in this example (that is, the polarizing plates 14 and 15 and the retardation compensation plate). 16 and 17 sticking directions, and bright and dark liquid crystal alignment orientations) are shown using a common orientation standard.

尚、表8に示す光学配置は、観察者が表示面を観察するときの、表示面での各々の光学要素配置であり、上記位相差補償板17を構成する各位相差補償板は、観察者側からの実際の配置の順に記載している。また、表8における各々の方位は、表示面上に任意にとった基準方位からの方位を度の単位で表し、各位相差補償板のリタデーションは波長550nmの単色光に対する値をnm単位で示す。   The optical arrangement shown in Table 8 is the arrangement of each optical element on the display surface when the observer observes the display surface. Each phase difference compensation plate constituting the phase difference compensation plate 17 is an observer. It is described in the order of actual arrangement from the side. Each azimuth in Table 8 represents an azimuth from a reference azimuth arbitrarily taken on the display surface in units of degrees, and the retardation of each retardation compensation plate represents a value for monochromatic light having a wavelength of 550 nm in nm.

Figure 0003946743
Figure 0003946743

このようにして作製された液晶表示装置は、反射表示部9と透過表示部10とでどちらも良好な明度とコントラスト比とを有する液晶表示装置であった。   The liquid crystal display device thus manufactured was a liquid crystal display device having good brightness and contrast ratio in both the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10.

以上のように、反射表示部9と透過表示部10とで、同時に異なる液晶配向並びに液晶層厚を実現する液晶表示装置であれば、電圧の印可による液晶層1の配向変化方向が液晶層平面内で変化するものであっても、本発明の半透過型の液晶表示装置として良好な表示を得ることができる。そして、上記液晶表示装置がIPSモードを利用したものである場合には、同じくIPSモードを利用した従来の透過型液晶表示装置よりも光の利用効率を改善することが可能である。また、本実施の形態にかかる上記の液晶表示装置は、強誘電性液晶等のモードによっても使用可能である。   As described above, if the liquid crystal display device realizes different liquid crystal alignments and liquid crystal layer thicknesses simultaneously in the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10, the direction of change in the alignment of the liquid crystal layer 1 due to the application of voltage is the liquid crystal layer plane. Even if it changes within the range, a good display can be obtained as the transflective liquid crystal display device of the present invention. When the liquid crystal display device uses the IPS mode, the light use efficiency can be improved as compared with the conventional transmission type liquid crystal display device using the IPS mode. The liquid crystal display device according to the present embodiment can also be used in a mode such as a ferroelectric liquid crystal.

〔実施の形態7〕
本実施の形態では、本発明にかかる液晶表示装置の構成を可能にするアクティブマトリクス駆動の具体的な素子基板およびカラーフィルタ基板について説明する。
[Embodiment 7]
In the present embodiment, a specific element substrate and color filter substrate of active matrix driving that enable the configuration of the liquid crystal display device according to the present invention will be described.

画像表示を目的として本発明にかかる液晶表示装置を作製する場合、透過表示部と反射表示部との比率は、透過表示に利用する場合と、反射表示に利用する場合との使用頻度に応じて設計することが実用上、重要である。   When the liquid crystal display device according to the present invention is manufactured for the purpose of image display, the ratio between the transmissive display unit and the reflective display unit depends on the frequency of use when used for transmissive display and when used for reflective display. It is practically important to design.

つまり、第1の使用形態は、現在用いられている透過型液晶表示装置と同様に、背景照明手段としての照明装置(バックライト)からの透過光を主たる表示に用い、反射表示部をウォッシュアウトの防止に用いる使用形態(以下、透過主体半透過と略す)である。   That is, in the first usage pattern, the transmitted light from the illumination device (backlight) as the background illumination means is used for the main display, and the reflective display unit is washed out, as in the transmissive liquid crystal display device currently used. Is a usage pattern (hereinafter abbreviated as “transparent main transflective”).

また、第2の使用形態は、反射表示を主たる表示に用いる使用形態であり、電力消費の大きいバックライトは状況に応じてしばしば消灯して消費電力の低減を図ると共に、周囲の照明光が弱く、反射表示のみでは表示内容の確認ができない場合にはバックライトを点灯して使用する使用形態(以下、反射主体半透過と略す)である。   The second usage pattern is a usage pattern in which a reflective display is mainly used. A backlight with high power consumption is often turned off depending on the situation to reduce power consumption and the surrounding illumination light is weak. When the display content cannot be confirmed by only the reflective display, the backlight is turned on and used (hereinafter referred to as “reflective main body transflective”).

このような二通りの使用形態においては、主たる表示を透過表示にて行うか反射表示にて行うかが異なるため、透過表示部と反射表示部との表示面積の比率や、カラー表示の場合のカラーフィルタの色彩の設計がそれぞれ異なったものになる。   In such two types of usage, since the main display is performed in transmissive display or reflective display, the ratio of the display area between the transmissive display portion and the reflective display portion, or in the case of color display is different. Each color filter has a different color design.

そこで、先ず、アクティブマトリクス方式の一つであるTFT素子を表示に用いる液晶表示装置を例に挙げて、透過を主体とした透過主体半透過型の液晶表示装置について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、前記実施の形態1〜実施の形態6と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。   Therefore, first, a transmission-based semi-transmission type liquid crystal display device mainly including transmission will be described below by taking a liquid crystal display device using a TFT element which is one of active matrix methods for display as an example. For convenience of explanation, components having the same functions as those in the first to sixth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

先ず、TFT素子を表示に用いる透過主体半透過型の液晶表示装置の基板構造について、図23(a)〜図25を参照して以下に説明する。   First, a substrate structure of a transmissive main body transflective liquid crystal display device using a TFT element for display will be described below with reference to FIGS.

図23(a)は、本実施の形態7にかかる透過主体半透過型の液晶表示装置を実現するためのTFT素子基板の要部平面図であり、図23(b)は、図23(a)に示すTFT素子基板における反射表示部9(図1、図4、図24、図25参照)の駆動電極19を示す図であり、図23(c)は、図23(a)に示すTFT素子基板における透明画素電極20を示す図である。   FIG. 23A is a plan view of a principal part of a TFT element substrate for realizing the transmission-dominant semi-transmissive liquid crystal display device according to the seventh embodiment, and FIG. 23B is a plan view of FIG. FIG. 23C is a diagram showing the drive electrode 19 of the reflective display section 9 (see FIGS. 1, 4, 24, and 25) in the TFT element substrate shown in FIG. 23, and FIG. 23C is a diagram showing the TFT shown in FIG. It is a figure which shows the transparent pixel electrode 20 in an element substrate.

また、図24は図23(a)に示すTFT素子基板のA−A’線矢視断面図であり、より詳しくは、図23(a)に示すTFT素子基板を、TFT素子21から駆動電極19と透明画素電極20とを通ってさらに補助容量部26を通る断面にて示す図である。さらに、図25は、図23(a)に示すTFT素子基板のB−B’線矢視断面図であり、隣り合う画素同士の境界部分の断面構造を示している。   24 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the TFT element substrate shown in FIG. 23 (a). More specifically, the TFT element substrate shown in FIG. 19 is a diagram showing a cross-section passing through the auxiliary capacitor portion 26 through 19 and the transparent pixel electrode 20. Further, FIG. 25 is a cross-sectional view taken along line B-B ′ of the TFT element substrate shown in FIG. 23A, and shows a cross-sectional structure of a boundary portion between adjacent pixels.

液晶層1(図1および図4参照)を駆動する画素電極18は、図23(a)、図24、および図25に示すように、反射表示部9の駆動電極19(表示内容書換手段、電圧印加手段)とITOからなる透明画素電極20(表示内容書換手段、電圧印加手段)とによって構成されている。尚、上記の駆動電極19はそれ自身が反射性を有する反射電極であってもよい。また、駆動電極19と透明画素電極20とは、表示に利用する液晶表示方式が同じ電圧で表示を行っても明暗の反転を示さない表示方式の場合、互いに電気的に接続されていてもよい。   As shown in FIGS. 23A, 24, and 25, the pixel electrode 18 that drives the liquid crystal layer 1 (see FIGS. 1 and 4) includes a drive electrode 19 (display content rewriting means, Voltage application means) and transparent pixel electrodes 20 (display content rewriting means, voltage application means) made of ITO. The drive electrode 19 may be a reflective electrode having reflectivity. Further, the drive electrode 19 and the transparent pixel electrode 20 may be electrically connected to each other when the liquid crystal display system used for display is a display system that does not show inversion of light and dark even if display is performed with the same voltage. .

上記駆動電極19と透明画素電極20とは、表示に用いる電圧を各画素単位で制御するTFT素子21のドレイン端子22に接続されている。また、駆動電極19には、透過表示用開口部19aが形成され、上記の駆動電極19が反射電極である場合には、この透過表示用開口部19a形成領域が透過表示部10として、透過表示に用いられる。   The drive electrode 19 and the transparent pixel electrode 20 are connected to a drain terminal 22 of a TFT element 21 that controls a voltage used for display in units of pixels. The drive electrode 19 is provided with a transmissive display opening 19a. When the drive electrode 19 is a reflective electrode, the transmissive display opening 19a is formed as a transmissive display unit 10 in a transmissive display. Used for.

上記駆動電極19の下層には、TFT素子21、配線23および配線24、補助容量部26および補助容量線27が配置されている。但し、これらの構成要素には金属等の遮光性のある材質が用いられるため、本実施の形態では、これらの構成要素が透過表示用開口部19a内に配置されないように上記TFT素子基板を作製している。尚、図23(a)では、駆動電極19を二点鎖線にて示す。   Under the drive electrode 19, the TFT element 21, the wiring 23 and the wiring 24, the auxiliary capacitance portion 26 and the auxiliary capacitance line 27 are arranged. However, since these constituent elements are made of a light-shielding material such as metal, in the present embodiment, the TFT element substrate is manufactured so that these constituent elements are not arranged in the transmissive display opening 19a. is doing. In FIG. 23A, the drive electrode 19 is indicated by a two-dot chain line.

また、図24に示すように、画素電極18を構成している反射表示部9に電圧を印加する、該反射表示部9の駆動電極19の主たる部分は、上記TFT素子21の駆動用の配線23・24および上記TFT素子21が形成された基板19表面(TFT素子基板面)とは、有機絶縁膜25によって隔てられている。この有機絶縁膜25は、誘電率の低い有機絶縁材料にて形成され、かつ、膜厚が3μmとなるように形成されている。これは、TFT素子21のゲート配線となる配線23やTFT素子21のソース配線となる配線24と画素電極18との間に形成される寄生容量成分が、TFT素子21の開閉動作を制御するゲート信号波形やソース信号波形を遅延させたり歪ませることを防止し、解像度の高いドットマトリクス表示を可能にするためであると同時に、本実施の形態にかかる液晶表示装置における反射表示部9および透過表示部10での光学特性を良好にするためである。   Further, as shown in FIG. 24, a main part of the drive electrode 19 of the reflective display unit 9 that applies a voltage to the reflective display unit 9 constituting the pixel electrode 18 is a wiring for driving the TFT element 21. 23 and 24 and the surface of the substrate 19 on which the TFT element 21 is formed (TFT element substrate surface) are separated by an organic insulating film 25. The organic insulating film 25 is formed of an organic insulating material having a low dielectric constant and has a thickness of 3 μm. This is because the parasitic capacitance component formed between the wiring 23 serving as the gate wiring of the TFT element 21 and the wiring 24 serving as the source wiring of the TFT element 21 and the pixel electrode 18 controls the opening / closing operation of the TFT element 21. This is to prevent the signal waveform and the source signal waveform from being delayed or distorted, and to enable dot matrix display with high resolution, and at the same time, the reflective display unit 9 and the transmissive display in the liquid crystal display device according to the present embodiment. This is to improve the optical characteristics of the portion 10.

上記の画素電極18は、上記TFT素子21のドレイン端子22に接続されている。該ドレイン端子22は、n型にドープされたn+ アモルファスシリコン層であり、TFT素子21のドレイン電極として作用する。本実施の形態にかかる上記TFT素子基板では、このドレイン端子22に接するように配置されているITO層を透明画素電極20として利用し、さらにその透明画素電極20の一部を被覆するようにパターニングされた有機絶縁膜25上に、反射表示部9の駆動電極19が形成されている。つまり、図24に示すTFT素子基板を用いた透過主体半透過型の液晶表示装置では、透過表示に用いられる上記透明画素電極20と反射表示に用いられる上記駆動電極19とは、有機絶縁膜25のパターン境界部で電気的に接続されている。また、反射表示部9の駆動電極19には、表示面の鏡面化防止を目的として、図24および図25に示すように、その表面に、滑らかな凹凸が形成されていてもよい。   The pixel electrode 18 is connected to the drain terminal 22 of the TFT element 21. The drain terminal 22 is an n + amorphous silicon layer doped n-type and functions as a drain electrode of the TFT element 21. In the TFT element substrate according to the present embodiment, the ITO layer disposed so as to be in contact with the drain terminal 22 is used as the transparent pixel electrode 20 and further patterned so as to cover a part of the transparent pixel electrode 20. On the organic insulating film 25 thus formed, the drive electrode 19 of the reflective display unit 9 is formed. That is, in the transmissive main body transflective liquid crystal display device using the TFT element substrate shown in FIG. 24, the transparent pixel electrode 20 used for transmissive display and the drive electrode 19 used for reflective display are composed of the organic insulating film 25. Are electrically connected at the pattern boundary. Moreover, as shown in FIGS. 24 and 25, the driving electrode 19 of the reflective display unit 9 may be provided with smooth irregularities on the surface thereof for the purpose of preventing the display surface from being mirrored.

また、図25に示すように、上記TFT素子基板における隣り合う画素同士の境界部分では、有機絶縁膜25は、TFT素子21のソース端子28に接続された配線24を覆うように形成され、該有機絶縁膜25上に反射表示部9の駆動電極19が形成されている。   Further, as shown in FIG. 25, the organic insulating film 25 is formed so as to cover the wiring 24 connected to the source terminal 28 of the TFT element 21 at the boundary portion between adjacent pixels in the TFT element substrate, A drive electrode 19 of the reflective display unit 9 is formed on the organic insulating film 25.

このように作製されたTFT素子基板は、有機絶縁膜25の膜厚と誘電率との関係を適切に設定することで、有機絶縁膜25を介して画素電極18と配線23・24とが形成する寄生容量成分を抑制することができるので、図23(a)に示すように、配線23・24の直上まで反射表示部9の駆動電極19を伸ばすことが可能である。この場合、隣り合う画素電極18同士の間隙を狭く設計することが可能になり、画素間隙では、配線23・24から液晶層1への漏洩電界が少なくなるため、液晶層1の配向が乱れにくい。従って、有機絶縁膜25の膜厚と誘電率との関係を適切に設定することで、液晶層1の液晶配向の制御が画素電極18同士の境界付近まで可能になり、いわゆる開口率の高い透過主体半透過型の液晶表示装置のTFT素子基板を作製することができる。本実施の形態では、上記有機絶縁膜25を、比誘電率が3.5の有機絶縁材料にて膜厚が3μmとなるように形成した。   In the TFT element substrate thus manufactured, the pixel electrode 18 and the wirings 23 and 24 are formed through the organic insulating film 25 by appropriately setting the relationship between the film thickness of the organic insulating film 25 and the dielectric constant. Since the parasitic capacitance component can be suppressed, the drive electrode 19 of the reflective display unit 9 can be extended to the position immediately above the wirings 23 and 24 as shown in FIG. In this case, the gap between adjacent pixel electrodes 18 can be designed to be narrow, and the leakage electric field from the wirings 23 and 24 to the liquid crystal layer 1 is reduced in the pixel gap, so that the orientation of the liquid crystal layer 1 is not easily disturbed. . Therefore, by appropriately setting the relationship between the film thickness of the organic insulating film 25 and the dielectric constant, the liquid crystal orientation of the liquid crystal layer 1 can be controlled to the vicinity of the boundary between the pixel electrodes 18, and so-called transmission with a high aperture ratio. A TFT element substrate of a main transflective liquid crystal display device can be manufactured. In the present embodiment, the organic insulating film 25 is formed of an organic insulating material having a relative dielectric constant of 3.5 so as to have a film thickness of 3 μm.

上述のようにして、本実施の形態では、透過表示に利用できる面積が画素全体の面積の45%、反射表示に利用できる面積が画素全体の38%を占めるTFT素子基板を作製した。該TFT素子基板は、従来より広く用いられている透過型のTFT液晶表示装置の透過表示部の開口率が50%前後であることと比較して、ほぼ同等の透過表示部10の割合を確保し、かつ、反射表示部9の表示光強度が透過表示光に加算されて表示を行うため、表示に利用できる光の利用効率の高い透過主体半透過型の液晶表示装置のTFT素子基板であると言える。   As described above, in this embodiment, a TFT element substrate in which the area that can be used for transmissive display accounts for 45% of the area of the entire pixel and the area that can be used for reflective display accounts for 38% of the entire pixel is manufactured. The TFT element substrate ensures a substantially equivalent ratio of the transmissive display unit 10 as compared with the aperture ratio of the transmissive display unit of a transmissive TFT liquid crystal display device that has been widely used in the past being around 50%. In addition, since the display light intensity of the reflective display unit 9 is added to the transmissive display light for display, the TFT element substrate of the transmissive main transflective liquid crystal display device with high light use efficiency that can be used for display is provided. It can be said.

このように、本実施の形態で高い光利用効率が実現できるのは、反射表示部9に、TFT素子21や配線23・24、補助容量部26、補助容量線27等の、光を透過しない構成要素を配置することが可能であるためであり、これらの構成要素によって液晶表示に利用する光が損なわれないためである。   In this way, high light utilization efficiency can be realized in this embodiment because the reflective display unit 9 does not transmit light such as the TFT element 21, the wirings 23 and 24, the auxiliary capacitor unit 26, and the auxiliary capacitor line 27. This is because the constituent elements can be arranged, and the light used for the liquid crystal display is not impaired by these constituent elements.

次に、このように作製されたTFT素子基板に対向させて用いるカラーフィルタ基板について図26(a)および図26(b)を参照して以下に説明する。   Next, a color filter substrate used to face the TFT element substrate thus manufactured will be described below with reference to FIGS. 26 (a) and 26 (b).

上記カラーフィルタ基板には、図26(a)および図26(b)に示すように、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルタ61R・61G・61Bが形成されている。これら3色のカラーフィルタ61R・61G・61Bは、各々、顔料を分散した光感光性の樹脂によって形成され、フォトリソグラフィー技術によって、ガラス基板62上に、TFT素子基板の画素に合わせたストライプ状の平面形状に形成されている着色層であり、各色毎に隔てて形成されている。   As shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b), three color filters 61R, 61G, and 61B of red (R), green (G), and blue (B) are formed on the color filter substrate. Has been. Each of the three color filters 61R, 61G, and 61B is formed of a photosensitive resin in which a pigment is dispersed, and is formed on the glass substrate 62 by a photolithography technique so as to have a stripe shape matching the pixels of the TFT element substrate. It is a colored layer formed in a planar shape, and is formed separately for each color.

さらに、上記ガラス基板62におけるカラーフィルタ61R・61G・61B形成面上には、図26(b)に示すように、これらカラーフィルタ61R・61G・61Bを覆うように、透明アクリル系樹脂によって平滑化層501が設けられ、その上に、TFT素子基板における画素電極18の対向電極502(表示内容書換手段、電圧印加手段)として、140nm厚のITOが、所定の領域以外を覆う遮蔽マスクを用いて、スパッタリングによって成膜されている。これにより、上記カラーフィルタ61R・61G・61Bは、各色毎に透明な領域で隔てられている。   Further, on the surface of the glass substrate 62 where the color filters 61R, 61G and 61B are formed, as shown in FIG. 26B, the color filters 61R, 61G and 61B are covered with a transparent acrylic resin so as to cover them. A layer 501 is provided thereon, and a 140 nm thick ITO is used as a counter electrode 502 (display content rewriting means, voltage application means) of the pixel electrode 18 in the TFT element substrate, using a shielding mask that covers other than a predetermined region. The film is formed by sputtering. Accordingly, the color filters 61R, 61G, and 61B are separated by a transparent region for each color.

上記カラーフィルタ基板とTFT素子基板との重ね合わせの位置関係は、図26(a)に示す通りであり、TFT素子基板の反射表示部9に形成された駆動電極19の透過表示用開口部19a(即ち、透過表示部10)が、R、G、Bのストライプ状のカラーフィルタ61R・61G・61Bによって完全に覆われる一方、反射表示部9では、上記駆動電極19におけるカラーフィルタ61R・61G・61Bの延伸方向の部分のみが上記カラーフィルタ61R・61G・61Bによって覆われ、このカラーフィルタ61R・61G・61B間の透明領域は、反射表示部9に形成された駆動電極19のその他の領域(上記カラーフィルタ61R・61G・61Bの延伸方向以外の部分)に対向配置されている。   The positional relationship of the overlapping of the color filter substrate and the TFT element substrate is as shown in FIG. 26A, and the transmissive display opening 19a of the drive electrode 19 formed in the reflective display portion 9 of the TFT element substrate. (That is, the transmissive display unit 10) is completely covered with the R, G, B stripe-shaped color filters 61R, 61G, 61B, while the reflective display unit 9 has the color filters 61R, 61G, 61 in the drive electrode 19. Only the portion of 61B in the extending direction is covered with the color filters 61R, 61G, 61B, and the transparent region between the color filters 61R, 61G, 61B is the other region of the drive electrode 19 formed in the reflective display section 9 ( The color filters 61R, 61G, and 61B are disposed so as to face each other in the direction other than the extending direction.

図27に、反射表示部9および透過表示部10とカラーフィルタ61R・61G・61Bとの配置について、上記カラーフィルタ基板とTFT素子基板とを組み合わせて示す。図27は、カラーフィルタ基板とTFT素子基板とを液晶表示装置として使用する位置に重ね合せ、上記カラーフィルタ基板とTFT素子基板とを図26(a)におけるC−C’の位置で切断した、上記図26(a)に記載の液晶表示装置の要部のC−C’線矢視断面図である。   FIG. 27 shows the arrangement of the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 and the color filters 61R, 61G, and 61B in combination with the color filter substrate and the TFT element substrate. In FIG. 27, the color filter substrate and the TFT element substrate are overlapped at a position where they are used as a liquid crystal display device, and the color filter substrate and the TFT element substrate are cut at the position CC ′ in FIG. FIG. 27 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of the main part of the liquid crystal display device illustrated in FIG.

このように、透過表示部10には、各々、R、G、Bの何れかのカラーフィルタ61R・61G・61Bが形成され、反射表示部9における上記カラーフィルタ61R・61G・61Bの延伸方向以外の部分は、上記カラーフィルタ61R・61G・61B間の透明領域に対応している。   Thus, each of the color filters 61R, 61G, and 61B of R, G, and B is formed in the transmissive display unit 10, and the direction other than the extending direction of the color filters 61R, 61G, and 61B in the reflective display unit 9 is formed. This portion corresponds to the transparent region between the color filters 61R, 61G, and 61B.

これにより、反射表示部9の一部に、透過表示に用いるカラーフィルタ61R・61G・61Bと同様のカラーフィルタ61R・61G・61Bが作用し、残りの反射表示部9には、カラーフィルタ61R・61G・61Bは作用しない。これによって、反射表示に対しても色彩表示(カラー表示)が可能になり、かつ、反射表示部に必要な反射率が確保できる。   As a result, color filters 61R, 61G, and 61B similar to the color filters 61R, 61G, and 61B used for transmissive display act on a part of the reflective display unit 9, and the remaining reflective display unit 9 has the color filters 61R, 61R, and 61B. 61G and 61B do not work. As a result, color display (color display) is possible even for reflective display, and the reflectance necessary for the reflective display unit can be ensured.

尚、前記図26(a)および図26(b)に示すように作製されたカラーフィルタ基板を透過した光に現れる透過色は、R、G、B、各々の画素毎に、透過型液晶表示装置において用いられるR、G、Bの透過色と同様の色彩を有していてもよいし、さらに用途に応じて適宜調整されてもよい。   The transmitted colors appearing in the light transmitted through the color filter substrate manufactured as shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b) are transmissive liquid crystal displays for each of the R, G, and B pixels. It may have the same color as the transmitted colors of R, G, and B used in the apparatus, and may be appropriately adjusted according to the application.

上記図26(a)および図27に示すTFT素子基板とカラーフィルタ基板との組み合わせにおいては、透過表示部10は、全て、カラーフィルタ61R・61G・61Bを通過する光で表示を行い、反射表示部9は、その一部は透過表示部10と同様のカラーフィルタ61R・61G・61Bを用いた表示を行い、残りの部分で、カラーフィルタ61R・61G・61Bを用いないで表示を行っている。これは、反射表示部9に透過表示部10のカラーフィルタ61R・61G・61Bをそのまま用いると明度が不足するため、カラーフィルタ61R・61G・61Bを用いない部分を反射表示部9に設け、明度を補うことを目的としているためである。   In the combination of the TFT element substrate and the color filter substrate shown in FIG. 26A and FIG. 27, the transmissive display unit 10 performs the display with the light passing through the color filters 61R, 61G, and 61B, and the reflective display. The part 9 performs display using the color filters 61R, 61G, and 61B similar to those of the transmissive display unit 10, and performs display without using the color filters 61R, 61G, and 61B in the remaining part. . This is because if the color filters 61R, 61G, 61B of the transmissive display unit 10 are used as they are in the reflective display unit 9, the lightness is insufficient. Therefore, a portion where the color filters 61R, 61G, 61B are not used is provided in the reflective display unit 9. This is because the purpose is to compensate.

さらに、本実施の形態のように、反射表示部9には、カラーフィルタ61R・61G・61Bを表示光が2回通過することを考慮して、透過表示部10におけるカラーフィルタ61R・61G・61Bよりも明度の高いカラーフィルタ61R・61G・61Bを設けてもよい。   Further, as in the present embodiment, the reflective display unit 9 includes the color filters 61R, 61G, and 61B in the transmissive display unit 10 in consideration that the display light passes through the color filters 61R, 61G, and 61B twice. Color filters 61R, 61G, and 61B having higher brightness may be provided.

また、本実施の形態では、使用目的に合わせて、少なくとも透過表示部10にカラーフィルタ61R・61G・61Bを形成し、反射表示部9にはカラーフィルタ61R・61G・61Bを設けない領域(部分)を有する構成としてもよく、透過表示部10にのみカラーフィルタ61R・61G・61Bを用いて反射表示部9にはカラーフィルタ61R・61G・61Bを設けない構成としてもよい。   In the present embodiment, at least the color filters 61R, 61G, and 61B are formed in the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9 is not provided with the color filters 61R, 61G, and 61B in accordance with the purpose of use. The color filter 61R / 61G / 61B may be used only in the transmissive display unit 10 and the color filter 61R / 61G / 61B may not be provided in the reflective display unit 9.

反射表示部9にカラーフィルタ61R・61G・61Bを設けない構成とする場合、透過表示に必要な表示電圧信号は色彩表示に適した信号であり、反射表示に必要な表示電圧信号は、白黒表示に適した信号である。このため、例えば、R、G、Bのそれぞれの画素が明度に寄与する割合が、透過表示部10では各色の視感透過率(Y値)に比例するが、反射表示部9では、各画素で全く等しくなるといった駆動上の問題点が生じる。   When the reflective display unit 9 is not provided with the color filters 61R, 61G, and 61B, the display voltage signal necessary for transmissive display is a signal suitable for color display, and the display voltage signal necessary for reflective display is displayed in black and white. It is a signal suitable for. For this reason, for example, the ratio that each pixel of R, G, and B contributes to the brightness is proportional to the luminous transmittance (Y value) of each color in the transmissive display unit 10, but each pixel in the reflective display unit 9 This causes a driving problem such that they are completely equal.

つまり、例えば、Bの画素だけが明表示である場合とGの画素だけが明表示である場合との表示の明度を比較した場合には、カラーフィルタ61R・61G・61Bが配置された透過表示部10では視感透過率を考慮した明度が異なっているが、カラーフィルタ61R・61G・61Bが配置されていない反射表示部9では明度が同じになってしまうという不具合である。   That is, for example, when the brightness of the display is compared between when only the B pixel is brightly displayed and when only the G pixel is brightly displayed, the transmissive display in which the color filters 61R, 61G, and 61B are arranged is provided. The brightness in consideration of the luminous transmittance is different in the part 10, but the brightness is the same in the reflective display part 9 in which the color filters 61R, 61G, 61B are not arranged.

このような不具合を防止する方法としては、透過表示に用いるカラーフィルタ61R・61G・61BのR、G、Bの各色のY値に合わせて、反射表示部9の色彩表示を行わない領域の面積を、R、G、Bの各画素ごとに変更する方法が挙げられる。これにより、R、G、Bの各画素における反射表示部9の白黒表示からの明度への寄与を反射表示部9の面積を変更することによって調整し、この反射表示部9の面積に基づく白黒表示の明度を各色の表示輝度に反映させることができる。   As a method for preventing such a problem, the area of the area where the color display of the reflective display unit 9 is not performed according to the Y values of the R, G, and B colors of the color filters 61R, 61G, and 61B used for transmissive display. Is changed for each of R, G, and B pixels. Thereby, the contribution to the brightness from the monochrome display of the reflective display unit 9 in each of the R, G, and B pixels is adjusted by changing the area of the reflective display unit 9, and the black and white based on the area of the reflective display unit 9 is adjusted. The brightness of the display can be reflected in the display brightness of each color.

また、反射表示部9のカラーフィルタ被覆率を小さい順からG、R、Bの順になるように設計することによっても同様の効果がある。この方法によれば、さらに、通常の偏光板に見られる若干の緑色の着色を補正できるという利点もある。また、図26(a)に示すようにカラーフィルタ基板とTFT素子基板とを重ね合わせて配置する場合、TFT素子基板とカラーフィルタ基板との重ね合わせの位置精度が比較的大きく取れるという利点もある。これは、一つの画素の両側に反射表示部9のカラーフィルタ非形成部が存在するために、それらのどちらかが位置ずれによって増加した場合には他方が減少するためである。   Further, the same effect can be obtained by designing the color filter coverage of the reflective display unit 9 so as to be in the order of G, R, and B in ascending order. According to this method, there is also an advantage that slight green coloring seen in a normal polarizing plate can be corrected. In addition, when the color filter substrate and the TFT element substrate are arranged so as to overlap each other as shown in FIG. 26A, there is an advantage that the positional accuracy of the overlap between the TFT element substrate and the color filter substrate can be relatively large. . This is because the color filter non-formation portion of the reflective display portion 9 exists on both sides of one pixel, and when one of them increases due to the position shift, the other decreases.

以上のようなTFT素子基板とカラーフィルタ基板とを用いると、透過表示を行っている場合には、背景照明手段としての照明装置(バックライト)の併用により、従来の透過表示のTFT液晶表示装置と同様の表示が可能になり、さらに、周囲光が非常に強い場合にも反射光が透過表示の表示内容に近い表示を行っているために、表示内容の確認が可能になり、周囲光が強い場合でもウォッシュアウトがなく、視差のない高解像度のカラー液晶表示装置を実現することができる。   When the TFT element substrate and the color filter substrate as described above are used, when transmissive display is performed, a conventional transmissive display TFT liquid crystal display device can be obtained by using an illumination device (backlight) as background illumination means. In addition, even if the ambient light is very strong, the reflected light is displayed close to the display content of the transmissive display. A high-resolution color liquid crystal display device free from parallax and having no washout even when strong can be realized.

次に、TFT素子基板とカラーフィルタ基板との構成を変更して、主たる使用状況を周囲光の反射光を表示に用いて消費電力の少ない液晶表示装置として用い、周囲光の強度が十分でない場合にのみ透過表示を用いるような反射主体半透過型の液晶表示装置の基板構造について、図28、図29(a)および図29(b)を参照して以下に説明する。   Next, when the configuration of the TFT element substrate and the color filter substrate is changed and the main usage is used as a liquid crystal display device with low power consumption by using reflected light of ambient light for display, and the intensity of ambient light is not sufficient A substrate structure of a reflection-based transflective liquid crystal display device that uses transmissive display only for the above will be described below with reference to FIGS. 28, 29 (a), and 29 (b).

図28は、本実施の形態7にかかる反射主体半透過型の液晶表示装置を実現するためのTFT素子基板の要部平面図であり、反射を主体としたTFT素子基板の構成を示している。尚、図28では、駆動電極19を二点鎖線にて示す。   FIG. 28 is a plan view of a main part of a TFT element substrate for realizing a reflection-based transflective liquid crystal display device according to the seventh embodiment, and shows the configuration of the TFT element substrate mainly composed of reflection. . In FIG. 28, the drive electrode 19 is indicated by a two-dot chain line.

図28に示すように、上記反射主体半透過型の液晶表示装置は、駆動電極19における透過表示用開口部19aの大きさおよび透明画素電極20の大きさを、前記透過主体半透過型の液晶表示装置に用いられるTFT素子基板におけるそれよりも小さく設定した以外は、前記透過主体半透過型の液晶表示装置と同様の構成を有している。   As shown in FIG. 28, the reflection-dominant transflective liquid crystal display device is configured so that the size of the transmissive display opening 19a and the size of the transparent pixel electrode 20 in the drive electrode 19 are the same. The liquid crystal display device has the same configuration as that of the transmissive main body transflective liquid crystal display device except that it is set smaller than that of the TFT element substrate used in the display device.

つまり、上記反射主体半透過型の液晶表示装置においても、液晶層1(図1および図4参照)を駆動する画素電極18は、図28に示すように、反射表示部9の駆動電極19とITOからなる透明画素電極20とによって構成されており、上記駆動電極19と透明画素電極20とは、表示に用いる電圧を各画素単位で制御するTFT素子21のドレイン端子22に接続されている。また、駆動電極19には、透過表示用開口部19aが形成され、上記の駆動電極19が反射電極である場合には、この透過表示用開口部19a形成領域が透過表示部10(図24、図25、および図27参照)として、透過表示に用いられる。   That is, also in the reflection-based transflective liquid crystal display device, the pixel electrode 18 that drives the liquid crystal layer 1 (see FIGS. 1 and 4) is connected to the drive electrode 19 of the reflective display unit 9 as shown in FIG. The drive electrode 19 and the transparent pixel electrode 20 are connected to a drain terminal 22 of a TFT element 21 for controlling a voltage used for display in units of pixels. The drive electrode 19 has a transmissive display opening 19a. When the drive electrode 19 is a reflective electrode, the transmissive display opening 19a is formed in the transmissive display section 10 (FIG. 24, FIG. 24). As shown in FIG. 25 and FIG. 27, it is used for transmissive display.

また、上記駆動電極19の下層には、TFT素子21、配線23および配線24、補助容量部26および補助容量線27が配置され、これらの構成要素は上記透過表示用開口部19a内に配置されないように配置されている。   Further, the TFT element 21, the wiring 23 and the wiring 24, the auxiliary capacitance portion 26, and the auxiliary capacitance line 27 are disposed below the drive electrode 19, and these components are not disposed in the transmissive display opening 19a. Are arranged as follows.

但し、図28に示すTFT素子基板は、図23(a)〜図27に示す前記透過主体半透過型の液晶表示装置に用いられるTFT素子基板よりも、透過表示部10の割合がより小さく、反射表示部9(図24、図25、および図27参照)の割合が大きくなるように設定されている。   However, the TFT element substrate shown in FIG. 28 has a smaller proportion of the transmissive display portion 10 than the TFT element substrate used in the transmissive main body semi-transmissive liquid crystal display device shown in FIGS. The ratio of the reflective display unit 9 (see FIGS. 24, 25, and 27) is set to be large.

このようにして、本実施の形態では、反射主体半透過型の液晶表示装置用のTFT素子基板として、透過表示に利用できる面積が画素全体の面積の13%、反射表示に利用できる面積が画素全体の70%を占めるTFT素子基板を作製した。   Thus, in the present embodiment, as a TFT element substrate for a reflection-based transflective liquid crystal display device, the area that can be used for transmissive display is 13% of the area of the entire pixel, and the area that can be used for reflective display is the pixel. A TFT element substrate occupying 70% of the whole was produced.

上記反射主体半透過型の液晶表示装置用のTFT素子基板における透過表示部10の割合は13%と、前記透過主体半透過型の液晶表示装置用のTFT素子基板における透過表示部10の割合と比較して小さい。しかしながら、該TFT素子基板を用いた反射主体半透過型の液晶表示装置は、反射表示によって表示内容が確認できない場合に限って透過表示を行う場合には、背景照明手段としての照明装置(バックライト)の点灯時間の制限により消費電力の低減を図ることができるため、十分な実用性を確保することができる。   The ratio of the transmissive display unit 10 in the TFT element substrate for the reflection-based semi-transmissive liquid crystal display device is 13%, and the ratio of the transmissive display unit 10 in the TFT element substrate for the transmission-based semi-transmissive liquid crystal display device is as follows. Small compared. However, a reflection-dominant transflective liquid crystal display device using the TFT element substrate, when performing transmissive display only when the display contents cannot be confirmed by the reflective display, is used as an illumination device (backlight) as background illumination means. ), The power consumption can be reduced by limiting the lighting time, so that sufficient practicality can be secured.

次に、このTFT素子基板と組み合わせて用いるカラーフィルタ基板の構成について、図29(a)および図29(b)を参照して以下に説明する。   Next, the structure of the color filter substrate used in combination with this TFT element substrate will be described below with reference to FIGS. 29 (a) and 29 (b).

図29(a)および図29(b)に示すように、反射主体半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタ基板にも、図26(a)および図26(b)に示す透過主体半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタ基板と同様に、ガラス基板62上に、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルタ61R・61G・61Bがストライプ状に形成され、上記ガラス基板62におけるカラーフィルタ61R・61G・61B形成面上には、これらカラーフィルタ61R・61G・61Bを覆うように、透明アクリル系樹脂によって平滑化層501が設けられ、その上にTFT素子画素電極の対向電極502として、ITOが、所定の領域以外を覆う遮蔽マスクを用いて、スパッタリングによって成膜されている。   As shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b), the color filter substrate for the reflection-based semi-transmissive liquid crystal display device is also used in the transmission-based semi-transmissive as shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b). In the same manner as a color filter substrate for a liquid crystal display device, three color filters 61R, 61G, and 61B of red (R), green (G), and blue (B) are formed in a stripe pattern on a glass substrate 62. On the surface of the glass substrate 62 where the color filters 61R, 61G, and 61B are formed, a smoothing layer 501 is provided with a transparent acrylic resin so as to cover the color filters 61R, 61G, and 61B. As the counter electrode 502 of the element pixel electrode, ITO is formed by sputtering using a shielding mask that covers a region other than a predetermined region.

但し、図29(a)および図29(b)に示す反射主体半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタ基板は、図26(a)および図26(b)に示す透過主体半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタ基板とはカラーフィルタ61R・61G・61Bの平面形状および各色毎の分光透過率が異なるように設定されている。   However, the color filter substrate for the reflective main transflective liquid crystal display device shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b) is a transmissive main transflective type shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b). The color filter substrate for the liquid crystal display device is set so that the planar shape of the color filters 61R, 61G, and 61B and the spectral transmittance for each color are different.

具体的には、反射主体半透過型の液晶表示装置用のカラーフィルタ基板では、TFT素子基板の反射表示部9をカラーフィルタ61R・61G・61B(着色層)で全て覆うようにカラーフィルタ61R・61G・61Bが形成されており、かつ、このカラーフィルタ61R・61G・61Bは、反射表示において良好な表示を示すように、反射表示部9では表示光がカラーフィルタ61R・61G・61Bを2回通過することを考慮し、表示光がカラーフィルタ61R・61G・61Bを2回通過して良好な明度になるように高明度に作製されている。   Specifically, in a color filter substrate for a reflection-based transflective liquid crystal display device, the color filters 61R, 61R, 61G, 61B (colored layers) are covered with the color filters 61R, 61G, 61B (colored layers). 61G and 61B are formed, and the color filters 61R, 61G, and 61B display the light twice through the color filters 61R, 61G, and 61B in the reflective display unit 9 so that a good display can be obtained in the reflective display. In consideration of passing, the display light is produced with high lightness so that the light passes through the color filters 61R, 61G, and 61B twice and has good lightness.

このため、反射表示部9では、上述したように反射表示部9の割合の大きいTFT素子基板と、上述したようにそれに合わせたカラーフィルタ基板との組み合わせによって、良好な反射表示が実現する。   For this reason, in the reflective display part 9, favorable reflective display is implement | achieved by the combination of the TFT element board | substrate with a large ratio of the reflective display part 9 as mentioned above, and the color filter substrate matched with it as mentioned above.

また、透過表示部10では透過表示用開口部19aの割合は小さいが、背景照明手段としての照明装置(バックライト)の併用により、周囲光が不十分な場合に限って使用する透過表示においても、表示内容を確認することができる。この点で、本実施の形態にかかる反射主体半透過型の液晶表示装置は、従来の反射型液晶表示装置と異なっている。本実施の形態にかかる反射主体半透過型の液晶表示装置は、反射表示用に調整されたカラーフィルタ61R・61G・61Bによって透過表示を行った場合、彩度が不十分ではあるものの、表示色の確認は可能である。   In the transmissive display unit 10, the ratio of the transmissive display opening 19 a is small, but the transmissive display used only when the ambient light is insufficient due to the combined use of the illumination device (backlight) as the background illumination means. The displayed contents can be confirmed. In this respect, the reflective main body transflective liquid crystal display device according to the present embodiment is different from the conventional reflective liquid crystal display device. In the reflective main transflective liquid crystal display device according to the present embodiment, when transmissive display is performed by the color filters 61R, 61G, and 61B adjusted for reflective display, the display color is insufficient. Can be confirmed.

そこで、上記反射主体半透過型の液晶表示装置にてカラー表示を行う場合、各画素には、少なくとも反射表示部にカラーフィルタ61R・61G・61Bを配してカラー表示を行い、かつ、透過表示部10には、カラーフィルタ61R・61G・61Bを用いないか、または、透過表示部10の少なくとも一部に反射表示部9に配したカラーフィルタ61R・61G・61Bと同等以上の彩度を有するカラーフィルタ61R・61G・61Bを配することが特に有効である。   Therefore, when color display is performed by the reflection-based transflective liquid crystal display device, each pixel is provided with color filters 61R, 61G, and 61B in at least a reflective display unit, and color display is performed. The unit 10 does not use the color filters 61R, 61G, 61B, or has a saturation equal to or higher than that of the color filters 61R, 61G, 61B arranged in the reflective display unit 9 in at least a part of the transmissive display unit 10. It is particularly effective to arrange the color filters 61R, 61G, and 61B.

このように、上記反射主体半透過型の液晶表示装置では、少なくとも反射表示部にカラーフィルタ61R・61G・61Bを形成し、透過表示部10はカラーフィルタ61R・61G・61Bを設けない領域(部分)を有する構成としてもよく、透過表示部10にはカラーフィルタ61R・61G・61Bを用いずに、透過表示部10で白黒表示を行ってもよい。後者の場合、光の透過率が上昇することから、透過表示部10をさらに小さく設定することが可能である。これにより、反射表示部9の面積をより大きく確保することができ、通常使用時の反射表示においてより良好な表示を得ることができる。   As described above, in the reflection-based transflective liquid crystal display device, the color filters 61R, 61G, and 61B are formed at least in the reflective display portion, and the transmissive display portion 10 is an area (partial) where the color filters 61R, 61G, and 61B are not provided. ), And the transmissive display unit 10 may perform black and white display without using the color filters 61R, 61G, and 61B. In the latter case, since the light transmittance increases, the transmissive display unit 10 can be set smaller. Thereby, the area of the reflective display part 9 can be ensured more, and a more favorable display can be obtained in the reflective display at the time of normal use.

この場合、透過主体半透過型の液晶表示装置と同様に、上記反射主体半透過型の液晶表示装置においても、色彩表示を行わない表示部の面積、即ち、この場合は、透過表示部10の色彩表示を行わない領域の面積を、カラーフィルタ61R・61G・61BのR、G、Bの各色のY値に合わせて、R、G、Bの各画素ごとに変更してもよい。つまり、R、G、Bの各画素における透過表示部10の白黒表示の明度への寄与を、視感透過率を考慮して適正に設定するために、R、G、Bの画素毎に透過表示面積の割合が異なるように、上記の各基板を作製してもよい。   In this case, similarly to the transmissive main transflective liquid crystal display device, in the reflective main transflective liquid crystal display device, the area of the display unit that does not perform color display, that is, in this case, the transmissive display unit 10 The area of the region where color display is not performed may be changed for each pixel of R, G, and B in accordance with the Y value of each color of R, G, and B of the color filters 61R, 61G, and 61B. In other words, in order to appropriately set the contribution to the brightness of the monochrome display of the transmissive display unit 10 in each of the R, G, and B pixels in consideration of the luminous transmittance, transmission is performed for each of the R, G, and B pixels. Each of the above substrates may be manufactured so that the ratio of the display area is different.

一方、背景照明手段としての照明装置(バックライト)点灯時の消費電力は増すものの、該照明装置(バックライト)の照明光を十分に強くすることで、透過表示部10に透過表示に合わせた高彩度のカラーフィルタを用いることも可能である。この場合、彩度のみならず、透過表示の色再現性を確保することもできる。何れの場合においても、上記照明装置(バックライト)の点灯時間を最小限にすることは、消費電力を低減させるために重要である。   On the other hand, although the power consumption when the illumination device (backlight) as the background illumination means is turned on increases, the illumination light of the illumination device (backlight) is made sufficiently strong so that the transmissive display unit 10 is adapted to the transmissive display. It is also possible to use a color filter with high saturation. In this case, not only saturation but also color reproducibility of transmissive display can be ensured. In any case, minimizing the lighting time of the lighting device (backlight) is important for reducing power consumption.

以上のように、本実施の形態によれば、通常の使用においては消費電力を削減することができると共に、反射表示部9でウォッシュアウトを起こすことがなく、また、必要に応じて、背景照明手段(バックライト)を用いた透過表示を行うことができる反射主体半透過型の液晶表示装置を実現することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce power consumption in normal use, without causing washout in the reflective display unit 9, and, if necessary, background illumination. A reflection-based transflective liquid crystal display device capable of performing transmissive display using means (backlight) can be realized.

尚、上記の説明では、アクティブマトリクス方式のスイッチング素子としてTFT素子21を用いると共に、該TFT素子21として、ボトムゲート型のアモルファスシリコンTFT素子を例に挙げて説明したが、本実施の形態において用いられる上記スイッチング素子としては、特にこれに限定されるものではなく、例えば、ポリシリコンTFT素子や、2端子素子であるMIM(Metal Insulator Metal )素子等であってもよい。また、これらのアクティブ素子を必ずしも用いる必要はないことは言うまでもない。   In the above description, the TFT element 21 is used as the switching element of the active matrix system, and the bottom gate type amorphous silicon TFT element is described as an example of the TFT element 21, but it is used in the present embodiment. The switching element to be used is not particularly limited to this, and may be, for example, a polysilicon TFT element or a MIM (Metal Insulator Metal) element that is a two-terminal element. Needless to say, these active elements are not necessarily used.

また、本実施の形態にかかる各液晶表示装置においては、上述したように、表示用電極である駆動電極19と配線23・24とを有機絶縁膜25で隔てた構造を有するTFT素子基板を用いることにより、有機絶縁膜25の膜厚だけ反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚を変更することが可能である。しかも、これらの液晶表示装置においては、上記有機絶縁膜25の膜厚を、TFT素子基板の配線抵抗、寄生容量の点から高容量表示が可能となる3μm程度の値に設定しても、前記実施の形態1および2に示したように、上記反射表示部9と透過表示部10とで共に良好な表示を実現することが十分に可能な液晶層厚差を得ることができる。   In each liquid crystal display device according to the present embodiment, as described above, a TFT element substrate having a structure in which the drive electrode 19 that is a display electrode and the wirings 23 and 24 are separated by the organic insulating film 25 is used. Thus, the liquid crystal layer thickness can be changed between the reflective display portion 9 and the transmissive display portion 10 by the thickness of the organic insulating film 25. In addition, in these liquid crystal display devices, even if the film thickness of the organic insulating film 25 is set to a value of about 3 μm that enables high-capacity display in terms of wiring resistance and parasitic capacitance of the TFT element substrate, As shown in the first and second embodiments, it is possible to obtain a liquid crystal layer thickness difference that allows the reflective display unit 9 and the transmissive display unit 10 to both realize a satisfactory display.

従って、図23(a)または図28に記載した構造を有するTFT素子基板と実施の形態1または2に記載の液晶表示方式とを採用することにより、高容量表示が可能な液晶表示装置を実現することができる。   Therefore, a liquid crystal display device capable of high capacity display is realized by adopting the TFT element substrate having the structure shown in FIG. 23A or FIG. 28 and the liquid crystal display method described in the first or second embodiment. can do.

さらに、上述したような有機絶縁膜25を用いた構造のTFT素子基板は、透過表示のみの通常のTFT素子駆動方式の液晶表示装置において、既に一部実用化されており、量産上も技術的課題が少なく、実用性が高い。   Further, the TFT element substrate having the structure using the organic insulating film 25 as described above has already been partially put into practical use in a normal TFT element driving type liquid crystal display device only for transmissive display, and is technically also in mass production. There are few issues and practicality is high.

尚、本願発明者らは、反射型液晶表示装置において、表示面の鏡面化防止等の目的で、反射膜に滑らかな凹凸を付与し、良好な反射特性の反射膜の作製に関し検討を重ねている。この結果、本発明において用いる有機絶縁膜25においても、同様の凹凸面の作製が可能であることを見い出し、図23(a)〜図27に示す透過主体半透過型の液晶表示装置用のTFT素子基板においては、反射表示部9に対応する部分に凹凸を形成している。   In addition, the inventors of the present application have made studies on the production of a reflective film having good reflection characteristics by imparting smooth irregularities to the reflective film for the purpose of preventing the display surface from being mirrored in the reflective liquid crystal display device. Yes. As a result, it has been found that the same uneven surface can be produced also in the organic insulating film 25 used in the present invention, and the TFT for a transmission-dominant semi-transmissive liquid crystal display device shown in FIGS. In the element substrate, irregularities are formed in a portion corresponding to the reflective display portion 9.

以上のように、本実施の形態では、液晶表示装置の使用形態に、透過主体半透過型と反射主体半透過型との二通りの使用形態があり、主たる表示を透過表示にて行うか反射表示にて行うかによって、透過表示部と反射表示部との表示面積の比率や、カラー表示の場合のカラーフィルタの色彩の設計がそれぞれ異なることを説明した。   As described above, in the present embodiment, there are two types of usage modes of the liquid crystal display device, that is, a transmission-based semi-transmission type and a reflection-based semi-transmission type. It has been described that the ratio of the display area between the transmissive display portion and the reflective display portion and the color filter color design in the case of color display differ depending on whether the display is performed.

そこで、以下の実施の形態8では、本発明にかかる液晶表示装置における透過表示部と反射表示部との比率に関して説明する。   In the following eighth embodiment, the ratio between the transmissive display unit and the reflective display unit in the liquid crystal display device according to the present invention will be described.

〔実施の形態8〕
透過表示部と反射表示部との比率は、視認性を考慮して設定される必要がある。人の視覚の適応現象を考慮した、視覚によって知覚される明るさ(知覚明度)は、Stevens 等(“Brightness Function : Effect of Adaptation”, Journal of the Optical Society of America, Vol. 53, No.3, p375) によって調査されている。この文献によると、人間の目は同じ輝度のものを見ているときであっても、知覚される明るさは順応している明るさに依存し、そこには数量的な関係があることが判る。
[Embodiment 8]
The ratio between the transmissive display unit and the reflective display unit needs to be set in consideration of visibility. The brightness perceived by the human eye considering the adaptation phenomenon of human vision (perceived lightness) is Stevens et al. (“Brightness Function: Effect of Adaptation”, Journal of the Optical Society of America, Vol. 53, No. 3). , p375). According to this document, even when the human eye is looking at the same brightness, the perceived brightness depends on the adapted brightness, and there is a quantitative relationship there. I understand.

図30に、Stevens 等の文献から単位を変換して作製した、5bril〜45brilまでの等値の知覚明度を与える順応輝度とサンプル輝度との関係を示す。図30において、横軸は、これからサンプルを観察する人が、それまでに順応している順応輝度(単位:cd/m2 )を示し、縦軸は、その人に提示されたサンプルの輝度(サンプル輝度(単位:cd/m2 ))を示している。 FIG. 30 shows the relationship between the adaptation luminance and the sample luminance, which are produced by converting units from the literature such as Stevens et al. And give an equivalent perceptual lightness value of 5 to 45 bril. In FIG. 30, the horizontal axis indicates the adaptation luminance (unit: cd / m 2 ) that the person who will observe the sample has adapted so far, and the vertical axis indicates the luminance of the sample presented to that person (unit: cd / m 2 ). Sample luminance (unit: cd / m 2 ) is shown.

図30において、点Aは、1cd/m2 の順応輝度に順応した人が10cd/m2 の輝度面を有するサンプルを観察したときの知覚明度であり、点Bは、1700cd/m2 の順応輝度に順応した人が300cd/m2 の輝度面を有するサンプルを観察したときの知覚明度を表している。図30から、点Aと点Bとで知覚明度が共に同じ値(9.4bril)であることから、人の知覚的な明度は、表示面の輝度だけでなく、順応輝度によっても影響されることが判る。 In FIG. 30, a point A is a perceived lightness when a person who has adapted to an adaptation luminance of 1 cd / m 2 observes a sample having a luminance surface of 10 cd / m 2 , and a point B is an adaptation of 1700 cd / m 2 . It represents the perceived lightness when a person who has adapted to luminance observes a sample having a luminance surface of 300 cd / m 2 . From FIG. 30, since the perceived lightness is the same value (9.4 bril) at point A and point B, human perceptual lightness is influenced not only by the brightness of the display surface but also by the adaptation brightness. I understand that.

そこで、次に、液晶表示装置の表示面の観察者の順応について考察する。
先ず、観察者が順応する対象について考察する。人が、何らかの物を観察してその物の明るさに順応する場合、その順応する対象は、視環境の周囲の視認対象となる物の表面の輝度であり、この視認対象となる物の表面の輝度は、一般的には、様々な環境条件に依存する。しかしながら、一つの指標として、順応対象を考慮すること、即ち、観察対象物の表面が周囲光を反射する反射面と仮定し、この場合を考慮することは有用である。この理由は、室内であっても、屋外であっても、人が、発光している光源そのものを見てそれに順応する状況が、その光源によって照らされた物の反射面に順応する状況よりも少ないと考えることが自然であるためである。以下、視覚を観察対象物の反射面に順応させているような観察者の順応について考察する。
Next, consideration will be given to the adaptation of the observer on the display surface of the liquid crystal display device.
First, consider the object to which the observer adapts. When a person observes an object and adjusts to the brightness of the object, the object to be adjusted is the brightness of the surface of the object to be viewed around the visual environment, and the surface of the object to be viewed The brightness of is generally dependent on various environmental conditions. However, as an index, it is useful to consider the adaptation target, that is, to consider this case, assuming that the surface of the observation target is a reflective surface that reflects ambient light. The reason for this is that the situation where a person sees and adapts to the light source itself, whether indoors or outdoors, is more suitable than the situation where the person adapts to the reflective surface of the object illuminated by the light source. This is because it is natural to think that there are few. In the following, consideration will be given to the adaptation of an observer who is adapting his / her vision to the reflecting surface of the observation object.

観察対象物の輝度面が反射面である場合、図30に記載の順応輝度とは、観察者が順応する対象面を照明する照明光源による、その対象面での照度に一定の値を乗じた値で示される。照度をL(単位:ルクス(lux))、輝度をB(単位:cd/m2 )とした場合、完全拡散反射面に対する反射率がRの反射率を有する面の輝度(B)は、B=L×R/πとなる。ここでは、通常の人間の観察対象の平均的な反射率を有しているといわれている、マンセル色票N5の面の反射率を用い、ある照度によって照らされたマンセル色票N5の面の輝度を順応輝度として考慮することが適当である。この場合、Rは0.2となる。 When the luminance surface of the observation object is a reflection surface, the adaptation luminance shown in FIG. 30 is obtained by multiplying the illuminance on the object surface by a certain value by the illumination light source that illuminates the object surface to which the observer adapts. Indicated by value. Assuming that the illuminance is L (unit: lux) and the luminance is B (unit: cd / m 2 ), the luminance (B) of the surface having a reflectance of R for the perfect diffuse reflection surface is B = L × R / π. Here, the reflectance of the surface of the Munsell color chart N5, which is said to have an average reflectance of a normal human observation object, is used, and the surface of the Munsell color chart N5 illuminated by a certain illuminance is used. It is appropriate to consider the luminance as the adaptation luminance. In this case, R is 0.2.

さらに、観察対象の代表であるマンセル色票N5の面を照明している照明光源は、順応対象、即ち、マンセル色票N5の面だけではなく、その順応条件のもとで知覚明度が評価される対象サンプル面も同時に照明していると仮定する。この仮定によって、液晶表示装置を観察する場合の反射表示部の知覚明度が、順応輝度を通じて、その液晶表示装置を照明する照度と結びつく。これによって、心理物理実験のデータに基づいて、反射率や、反射表示部の面積の割合の具体的な選択が可能となる。   Furthermore, the illumination light source that illuminates the surface of the Munsell color chart N5, which is the representative of the observation object, is evaluated not only on the adaptation object, that is, the surface of the Munsell color chart N5, but also on the perceptual lightness under the adaptation conditions. Assume that the target sample surface is illuminated at the same time. Based on this assumption, the perceived brightness of the reflective display unit when observing the liquid crystal display device is combined with the illuminance that illuminates the liquid crystal display device through the adaptive luminance. Thereby, based on the data of a psychophysical experiment, the specific selection of a reflectance and the ratio of the area of a reflective display part is attained.

本願発明者等の検討によると、知覚明度の具体的な目安は、表9に示すような明度に換言できる。これは、実際に順応輝度とサンプル輝度との組み合わせをいくつか再現し、このような明度表現が適当であるとの結論に至ったものであり、知覚明度による反射表示部の設定の尺度となる。   According to the study by the inventors of the present application, a specific standard of perceived lightness can be paraphrased as lightness as shown in Table 9. This actually reproduces some combinations of adaptation luminance and sample luminance, and concludes that such lightness expression is appropriate, and it is a measure for setting the reflective display unit based on perceived lightness. .

Figure 0003946743
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ここで、反射型液晶表示装置の代表的な反射率(R)は、偏光板方式で30%程度となるため、この数値を使用して、本発明にかかる半透過型の液晶表示装置の動作について説明する。   Here, since the typical reflectance (R) of the reflective liquid crystal display device is about 30% in the polarizing plate system, the operation of the transflective liquid crystal display device according to the present invention is performed using this numerical value. Will be described.

図30に記載の直線601は、反射率30%の液晶表示装置の表示の動作を示している。つまり、観察者が順応する輝度面を照明する照明光源の照度をL(単位:ルクス)とした場合、マンセル色票N5の面による順応輝度は、該マンセル色票N5の面の反射率(R=20%)が、同じ照明によって照らされた完全拡散反射面の輝度(L/π)にかかるため、0.2×L/πとなる。同様に、同じ照明によって照らされた反射率が30%の液晶表示装置(対象サンプル)の表示面のサンプル輝度は、0.3×L/πとなる。つまり、照度(L)を様々に変化させて、横軸0.2L/π、縦軸0.3L/πの関係を満たす点を各々プロットして得られた直線が、直線601である。また、30%の反射率を有する上記の液晶表示装置を対象サンプルとした場合と同様に、10%の反射率を有する液晶表示装置を対象サンプルとして、横軸0.2L/π、縦軸0.1L/πの関係を満たす点を各々プロットして得られた直線が直線602である。   A straight line 601 illustrated in FIG. 30 indicates a display operation of the liquid crystal display device having a reflectance of 30%. That is, when the illuminance of the illumination light source that illuminates the luminance surface to which the observer adapts is L (unit: lux), the adaptation luminance by the surface of the Munsell color chart N5 is the reflectance (R) of the surface of the Munsell color chart N5. = 20%) is related to the luminance (L / π) of the completely diffuse reflecting surface illuminated by the same illumination, and is 0.2 × L / π. Similarly, the sample brightness of the display surface of a liquid crystal display device (target sample) having a reflectance of 30% illuminated by the same illumination is 0.3 × L / π. That is, the straight line 601 is a straight line obtained by plotting points satisfying the relationship of 0.2 L / π on the horizontal axis and 0.3 L / π on the vertical axis while varying the illuminance (L). Similarly to the case where the above liquid crystal display device having a reflectance of 30% is used as the target sample, the liquid crystal display device having a reflectance of 10% is used as the target sample, and the horizontal axis is 0.2 L / π and the vertical axis is 0. A straight line obtained by plotting points satisfying the relationship of .1L / π is a straight line 602.

次に、30%の反射率を有する上記の液晶表示装置の使用可能環境について以下に考察する。日常生活において人が体験する最も明るい照明条件である晴天時の直射目光の照度(約10万ルクス)においては、マンセル色票N5の面による順応輝度は、約6000cd/m2 となる。この時、30%の反射率を有する液晶表示装置の表示面の知覚明度は、図30に示すように、順応輝度6000cd/m2 を示す直線605と直線601との交点における知覚明度である約30brilとなり、表9に示したように、眩しさを感じる値である。また、これより暗い照明の下での知覚明度は上記の知覚明度よりも低い値であり、知覚明度10brilを確保出来る照度は、対応した順応輝度の数値を用いて前述した式を逆算することにより、約450ルクスとなる。つまり、仮に10bril以上、30bril以下の明表示を必要とする場合、最低照度が450ルクス、最大照度は10万ルクスとなり、上記の液晶表示装置は、通常の日中の屋外および450ルクス以上の照度となる室内(例えば450ルクス以上の照明をつけた室内)では使用可能であるが、それより暗い所では、照度が十分ではなく、知覚困難となる。 Next, the usable environment of the liquid crystal display device having a reflectance of 30% will be considered below. In the illuminance (approximately 100,000 lux) of direct-light light in fine weather, which is the brightest lighting condition that a person experiences in daily life, the adaptation luminance by the surface of the Munsell color chart N5 is approximately 6000 cd / m 2 . At this time, the perceived brightness of the display surface of the liquid crystal display device having a reflectance of 30% is approximately the perceived brightness at the intersection of the straight line 605 and the straight line 601 indicating the adaptation luminance 6000 cd / m 2, as shown in FIG. As shown in Table 9, it is a value that feels dazzling. In addition, the perceived brightness under darker illumination is lower than the above perceived brightness, and the illuminance that can ensure the perceived brightness of 10 brill is obtained by calculating back the above-described formula using the corresponding adaptive brightness value. About 450 lux. In other words, if a bright display of 10 to 30 brilliant is required, the minimum illuminance is 450 lux and the maximum illuminance is 100,000 lux. Can be used in a room (for example, a room with illumination of 450 lux or more), but in a darker place, the illuminance is not sufficient and it becomes difficult to perceive.

また、反射率を50%としたときの順応輝度とサンプル輝度との関係を直線603(図30)にて示す。該直線603から判るように、通常の白色の紙の様に、50%以上の反射率で反射表示が実現した場合、1800ルクス以上(例えば、明るい窓際の室内、直射日光下等)の高照度環境下では知覚明度が30brilを超えてしまう。これは、このような環境では白色の紙が眩しく感じることを示している。従って、このように50%以上の反射率を有する表示面を高照度環境下で使用することは視認性の点から不適当であり、このような環境下で反射表示を行う場合、表示面(輝度面)の反射率は30%程度であることが望ましいことが判る。   Further, the relationship between the adaptation luminance and the sample luminance when the reflectance is 50% is indicated by a straight line 603 (FIG. 30). As can be seen from the straight line 603, when a reflective display is realized with a reflectance of 50% or more like ordinary white paper, high illuminance of 1800 lux or more (for example, indoors in a bright window, direct sunlight, etc.) Under the environment, the perceived lightness exceeds 30 brilli. This indicates that white paper feels dazzling in such an environment. Therefore, it is inappropriate to use a display surface having a reflectivity of 50% or more in a high illumination environment in view of visibility. When reflective display is performed in such an environment, the display surface ( It can be seen that the reflectance of the (luminance surface) is preferably about 30%.

一方、直線601・602で示される、反射率30%での反射表示と反射率10%での反射表示とにおいて、10brilの知覚明度を与える照度は、各々、約450ルクスと3000ルクスである。つまり、反射率が1/3になると、6.7倍明るい照明を与える必要が生じる。このことは、液晶表示装置の反射率が落ちたために照明を強くすると、人の目が、液晶表示装置以外の明るい反射体に順応し、反射率の変化比の逆数以上に照明を強くする必要が生じることを示している。   On the other hand, the illuminance that gives a perceived lightness of 10 brills in the reflective display at a reflectance of 30% and the reflective display at a reflectance of 10% shown by straight lines 601 and 602 is about 450 lux and 3000 lux, respectively. That is, when the reflectance becomes 1/3, it is necessary to provide illumination that is 6.7 times brighter. This means that if the illumination is increased because the reflectance of the liquid crystal display device has dropped, the human eye must adapt to a bright reflector other than the liquid crystal display device, and the illumination must be stronger than the reciprocal of the reflectance change ratio. Is shown to occur.

さらに、図30から判るように、一定の輝度を有する表示体(例えば一般の発光型表示装置)における表示は、特に、周囲が明るい場合には、非常に暗く感じるという問題点を有している。   Further, as can be seen from FIG. 30, the display on a display body having a certain luminance (for example, a general light-emitting display device) has a problem that it feels very dark particularly when the surroundings are bright. .

しかしながら、本発明にかかる半透過型の液晶表示装置では、透過表示部における背景照明光と透過率とによって決定される一定の輝度と、反射表示部における一定の反射率によって決定される輝度(サンプル輝度)との和が表示に利用される。つまり、本発明にかかる半透過型の液晶表示装置では、例えば、図30に示す曲線604に示す表示輝度による表示が実現する。この曲線604に示すように、本発明にかかる半透過型の液晶表示装置では、照明の照度が高い場合には、反射表示によって視認性を確保し、照明の照度が低い場合には、背景照明手段としての照明装置(バックライト)を使用した透過表示により、視認性を確保することができる。   However, in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, a constant luminance determined by the background illumination light and the transmittance in the transmissive display portion and a luminance (sample) determined by the constant reflectance in the reflective display portion. (Luminance) is used for display. That is, in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, for example, display with the display luminance indicated by the curve 604 shown in FIG. 30 is realized. As shown by the curve 604, in the transflective liquid crystal display device according to the present invention, when the illumination illuminance is high, the visibility is ensured by reflection display, and when the illumination illuminance is low, the background illumination is obtained. Visibility can be ensured by transmissive display using a lighting device (backlight) as a means.

さらに、上記半透過型の液晶表示装置の表示輝度を用いて照度を変化させて知覚明度を求めた結果を図31に示す。また、比較として、透過型の液晶表示装置における照度と知覚明度との関係、並びに、反射型の液晶表示装置における照度と知覚明度との関係を、図31に併せて示す。ここで、上記知覚明度の計算は、表示領域全てが反射カラー表示の場合の反射率を30%、表示領域全てが透過カラー表示の場合の透過率を7.5%、バックライト輝度を2000cd/m2 、観察者が順応している面での照度は、液晶表示装置の表示面での照度に等しく、順応対象面の反射率は、マンセル色票N5の明度を想定して20%とした。 Further, FIG. 31 shows the result of obtaining the perceived lightness by changing the illuminance using the display luminance of the transflective liquid crystal display device. For comparison, FIG. 31 also shows the relationship between the illuminance and the perceived lightness in the transmissive liquid crystal display device and the relationship between the illuminance and the perceived lightness in the reflective liquid crystal display device. Here, the calculation of the perceptual lightness is 30% in the case where the entire display area is in the reflective color display, 7.5% in the case where the entire display area is in the transmissive color display, and the backlight luminance is 2000 cd / m 2 , the illuminance on the surface to which the observer is adapting is equal to the illuminance on the display surface of the liquid crystal display device, and the reflectance of the adaptation target surface is 20% assuming the brightness of the Munsell color chart N5 .

図31において、照度を変化させたときの知覚明度の値は、上記半透過型の液晶表示装置における表示可能領域の反射表示部の割合(Sr)によって異なる。曲線611は、Sr=0、即ち、透過表示のみで反射表示を行わない通常の透過型液晶表示装置における照度と知覚明度との関係を示す。該透過型液晶表示装置における表示面の輝度は、150cd/m2 であり、照度が約6000ルクス以上のときには、知覚明度が10bril以下になる。従って、透過表示部の一部を反射表示部に変更することにより、10bril以上の知覚明度を確保するためには、曲線612に示すように、Sr=0.1、即ち、表示可能領域の1/10の面積を反射表示部とする必要がある。 In FIG. 31, the value of the perceived lightness when the illuminance is changed differs depending on the ratio (Sr) of the reflective display portion of the displayable area in the transflective liquid crystal display device. A curve 611 shows the relationship between illuminance and perceived lightness in a normal transmissive liquid crystal display device in which Sr = 0, that is, only transmissive display and no reflective display is performed. The luminance of the display surface in the transmissive liquid crystal display device is 150 cd / m 2 , and when the illuminance is about 6000 lux or more, the perceived lightness is 10 brills or less. Therefore, in order to secure a perceptual lightness of 10 brill or more by changing a part of the transmissive display part to the reflective display part, as shown by the curve 612, Sr = 0.1, that is, 1 of the displayable area. The area of / 10 needs to be a reflective display portion.

また、曲線613は、Sr=1、即ち、反射表示のみを行う反射型液晶表示装置における照度と知覚明度との関係を示す曲線である。該反射型液晶表示装置の表示面の反射率は完全拡散反射面との比較で30%であり、照度が約450ルクス以下のときには、知覚明度が10bril以下になる。従って、反射表示部の一部を透過表示部に変更することにより、10bril以上の知覚明度を確保するためには、曲線614に示すように、Sr=0.9、即ち、表示可能領域の1/10の面積の透過表示部を設ける必要がある。   A curve 613 is a curve showing the relationship between illuminance and perceived brightness in a reflective liquid crystal display device that performs only reflective display, that is, Sr = 1. The reflectance of the display surface of the reflective liquid crystal display device is 30% as compared with a completely diffusive reflective surface. When the illuminance is about 450 lux or less, the perceived lightness is 10 bril or less. Therefore, in order to secure a perceptual lightness of 10 brill or more by changing a part of the reflective display part to the transmissive display part, as shown by the curve 614, Sr = 0.9, that is, 1 of the displayable area. It is necessary to provide a transmissive display portion having an area of / 10.

また、図31によれば、Sr値0.1〜0.9において、知覚明度が10bril以上、30bril未満の良好な表示を行うことができることが判ると共に、上記Srが0.30(曲線615)あるいは0.50(曲線616)に設定されている場合、知覚明度が20bril以上、30bril未満の、明るい良好な表示を行うことができることが判る。   Further, according to FIG. 31, it can be seen that an excellent display with a perceived lightness of 10 brill or more and less than 30 brill can be performed at an Sr value of 0.1 to 0.9, and the Sr is 0.30 (curve 615). Alternatively, when it is set to 0.50 (curve 616), it can be seen that a bright and good display with a perceived lightness of 20 brill or more and less than 30 brill can be performed.

また、液晶表示装置の表面には表面反射が生じる。この表面反射による表示妨害の作用は、周囲の照度が大きいほど顕著である。上記図31に、この表面反射による知覚明度と照度との関係を併せて示す(曲線617)。表面反射は、表面処理によって大きく影響されるが、曲線617では、屈折率1.5の媒体と空気との界面に生じる表面反射が、完全拡散面と同様の拡散性を有している場合(即ち、表面反射による反射率が4%の場合)の、その面の知覚明度と照度との関係を示す。従って、表面反射を考慮すれば、反射表示部の面積は、反射表示部の面積と透過表示部の面積との和の30%以上(即ち、Sr≧0.3)であることが、より良好な表示を行う上で好ましい。   Further, surface reflection occurs on the surface of the liquid crystal display device. The effect of the display obstruction due to the surface reflection becomes more remarkable as the ambient illuminance increases. FIG. 31 also shows the relationship between perceived lightness and illuminance due to this surface reflection (curve 617). The surface reflection is greatly influenced by the surface treatment, but in the curve 617, the surface reflection generated at the interface between the medium having a refractive index of 1.5 and air has the same diffusivity as the completely diffusing surface ( That is, the relationship between the perceived lightness of the surface and the illuminance when the reflectance by surface reflection is 4% is shown. Therefore, in consideration of surface reflection, the area of the reflective display unit is more preferably 30% or more of the sum of the area of the reflective display unit and the area of the transmissive display unit (that is, Sr ≧ 0.3). It is preferable to perform a correct display.

以上の解析によれば、本実施の形態によれば、反射表示部と透過表示部とで共に色彩表示を行う場合、反射表示部の面積と透過表示部の面積との和における反射表示部の面積の割合が30%以上、90%以下である場合に良好な表示を行うことができることが判る。   According to the above analysis, according to the present embodiment, when both the reflective display unit and the transmissive display unit perform color display, the reflective display unit in the sum of the area of the reflective display unit and the area of the transmissive display unit. It can be seen that good display can be performed when the area ratio is 30% or more and 90% or less.

尚、反射表示および透過表示のうち、少なくとも一方にカラー表示を用いない場合にも、上述した方法と同様の方法によって、良好な表示を行うための各表示部の面積の割合を解析することが可能であるが、何れの場合にも、反射表示部の面積と透過表示部の面積との和における反射表示部の面積の割合が上述した範囲内にある場合に良好な表示を実現することができる。尚、前述の実施の形態7に記載の透過主体半透過型の液晶表示装置および反射主体半透過型の液晶表示装置ともに、反射表示部の面積と透過表示部の面積との和における反射表示部の面積の割合は、上記の好ましい割合にて作製されている。   In addition, even when color display is not used for at least one of the reflective display and the transmissive display, the ratio of the area of each display unit for performing good display can be analyzed by the same method as described above. In any case, a good display can be realized when the ratio of the area of the reflective display unit in the sum of the area of the reflective display unit and the area of the transmissive display unit is within the above-described range. it can. Note that, in both the transmission-based semi-transmissive liquid crystal display device and the reflection-based semi-transmissive liquid crystal display device described in the seventh embodiment, the reflective display unit in the sum of the area of the reflective display unit and the area of the transmissive display unit. The area ratio is prepared at the above-mentioned preferable ratio.

〔実施の形態9〕
本実施の形態では、前記実施の形態1および実施の形態2に記載の液晶表示方式を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置、より具体的には、TFT素子基板を用いてカラー表示を実現した液晶表示装置について、具体的な実施例を挙げて説明するが、本実施の形態に係る液晶表示装置は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
[Embodiment 9]
In the present embodiment, an active matrix type liquid crystal display device using the liquid crystal display method described in the first and second embodiments, more specifically, a color display is realized by using a TFT element substrate. The liquid crystal display device will be described with specific examples, but the liquid crystal display device according to the present embodiment is not limited to the following examples.

本実施の形態にかかる上記アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程は、TFT素子基板を作製する工程と、カラーフィルタ基板を作製する工程と、これらTFT素子基板およびカラーフィルタ基板を用いて液晶注入用の液晶セルを作製する工程と、得られた液晶注入用の液晶セルに液晶を注入して液晶表示装置として組み立てる工程とからなっている。   The manufacturing process of the active matrix liquid crystal display device according to this embodiment includes a process for manufacturing a TFT element substrate, a process for manufacturing a color filter substrate, and liquid crystal injection using these TFT element substrate and color filter substrate. A liquid crystal cell for liquid crystal display, and a step of assembling a liquid crystal display device by injecting liquid crystal into the obtained liquid crystal cell for liquid crystal injection.

そこで、先ず、本実施の形態において以下の各実施例にかかるアクティブマトリクス型の液晶表示装置の製造方法について、上記TFT素子基板の作製工程から順に説明する。   First, a manufacturing method of an active matrix type liquid crystal display device according to each of the following examples in this embodiment will be described in order from the manufacturing process of the TFT element substrate.

TFT素子基板は、図23(a)〜図25に示すように、透光性を有する基板29上に、以下に示す工程によって、各画素毎にTFT素子21が形成された構成を有している。   As shown in FIGS. 23A to 25, the TFT element substrate has a configuration in which a TFT element 21 is formed for each pixel on a translucent substrate 29 by the following process. Yes.

上記TFT素子21を形成する上記基板29としては、アルカリ成分を含まない無アルカリガラス等からなるガラス基板を用いた。先ず、この基板29上に、ゲート配線としての配線23や補助容量線27となるタンタルをスパッタリングによって成膜し、さらにパターニングすることにより、配線23および補助容量線27を形成した。このとき、これら配線23および補助容量線27は、各配線(配線23、補助容量線27)の段差がなだらかになるようにパターニングし、これらの配線の上に形成される、後述の配線24の被覆性を良好にすることで断線を防止している。   As the substrate 29 on which the TFT element 21 is formed, a glass substrate made of alkali-free glass or the like not containing an alkali component was used. First, on the substrate 29, a wiring 23 as a gate wiring and a tantalum serving as the auxiliary capacitance line 27 were formed by sputtering and further patterned to form the wiring 23 and the auxiliary capacitance line 27. At this time, the wiring 23 and the auxiliary capacitance line 27 are patterned so that the level difference between the respective wirings (the wiring 23 and the auxiliary capacitance line 27) becomes gentle, and a wiring 24 described later is formed on these wirings. Wire breakage is prevented by improving the coverage.

さらに、上記配線23および補助容量線27には、陽極酸化工程によって酸化タンタル(Ta2 5 )層を形成し、その上に、ゲート絶縁膜となる窒化シリコンを成膜した。さらに、その上に、TFT素子21のスイッチング領域となる真性半導体層(i層)としての水素化アモルファスシリコン層とエッチングストッパー層としての窒化シリコン層とを、この順に、モノシランガスを用いた化学気相成長(CVD)法およびスパッタリング(窒化シリコン)によって形成した。次に最上層のエッチングストッパー層としての窒化シリコン層をパターニングしたのち、フォスフィンガスを混合したモノシランガスを用いたCVDによって、TFT素子21のソース端子28およびドレイン端子22となるn+ 層を形成した。次いで、上記n+ 層およびi層をパターニングし、さらにゲート絶縁膜のパターニングを行った。このとき、配線23(ゲート配線)における表示領域外部の接続端子部分の窒化シリコンを併せて除去した。 Further, a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) layer was formed on the wiring 23 and the auxiliary capacitance line 27 by an anodic oxidation process, and silicon nitride serving as a gate insulating film was formed thereon. Further, a hydrogenated amorphous silicon layer serving as an intrinsic semiconductor layer (i layer) serving as a switching region of the TFT element 21 and a silicon nitride layer serving as an etching stopper layer are sequentially formed thereon in a chemical vapor phase using monosilane gas. It was formed by a growth (CVD) method and sputtering (silicon nitride). Next, after patterning the silicon nitride layer as the uppermost etching stopper layer, an n + layer to be the source terminal 28 and the drain terminal 22 of the TFT element 21 was formed by CVD using monosilane gas mixed with phosphine gas. . Next, the n + layer and i layer were patterned, and the gate insulating film was further patterned. At this time, silicon nitride in the connection terminal portion outside the display region in the wiring 23 (gate wiring) was also removed.

次に、透明画素電極20となるITOを、ソース端子28およびドレイン端子22に接触するようにスパッタリングによって成膜し、さらに、ソース配線としての配線24となるタンタルをスパッタリングによって成膜した。このタンタルをパターニングして配線24とし、さらに、その下層に成膜されているITO膜をパターニングして透明画素電極20を形成した。この透明画素電極20は上述したようにソース端子28およびドレイン端子22と接しており、これらの端子(ソース端子28、ドレイン端子22)と配線23・24とのオーミックコンタクトを形成する役割も果たしている。   Next, ITO to be the transparent pixel electrode 20 was formed by sputtering so as to be in contact with the source terminal 28 and the drain terminal 22, and further, tantalum to be the wiring 24 as the source wiring was formed by sputtering. The tantalum was patterned to form the wiring 24, and the ITO film formed under the tantalum was patterned to form the transparent pixel electrode 20. The transparent pixel electrode 20 is in contact with the source terminal 28 and the drain terminal 22 as described above, and also plays a role of forming an ohmic contact between these terminals (source terminal 28 and drain terminal 22) and the wirings 23 and 24. .

次に、上記TFT素子21上に反射表示部用絶縁膜として、表面に凹凸構造を有する有機絶縁膜25を形成し、この有機絶縁膜25に設けた透過表示用開口部となるコンタクトホールで透明画素電極20と接するように反射表示部9の駆動電極19となるアルミニウムをスパッタリングで成膜し、得られたアルミニウム膜をドライエッチングでパターニングすることにより、上記有機絶縁膜25表面の凹凸構造と同様の凹凸構造を有する、反射電極としての駆動電極19を形成した。   Next, an organic insulating film 25 having a concavo-convex structure is formed on the surface of the TFT element 21 as an insulating film for a reflective display portion. Aluminum that becomes the drive electrode 19 of the reflective display unit 9 is formed by sputtering so as to be in contact with the pixel electrode 20, and the obtained aluminum film is patterned by dry etching, so that the surface of the organic insulating film 25 has the same uneven structure. The drive electrode 19 having a concavo-convex structure as a reflective electrode was formed.

上記の各パターニング工程では、各構成要素を、フォトリソグラフィーの手法で設計に基づく必要な形状に形成している。これらフォトリソグラフィー工程には、感光樹脂膜(レジスト)塗布・乾燥工程、パターン露光工程、現像工程、レジスト焼成硬化工程、ドライエッチング工程やウェットエッチング工程、レジスト剥離除去工程を組み合わせて用いた。   In each of the above patterning steps, each component is formed into a necessary shape based on the design by a photolithography technique. In these photolithography processes, a photosensitive resin film (resist) coating / drying process, a pattern exposure process, a development process, a resist baking and curing process, a dry etching process, a wet etching process, and a resist peeling and removing process were used in combination.

また、反射表示部9に形成される凹凸構造は、絶縁性の光重合性樹脂材料を塗布し、パターン露光工程および現像工程および硬化処理工程を用いて作製した。つまり、現像工程でドット状のパターンが形成されるとともに、このドットパターンの上にさらに同様の材料にて平滑化層を形成した。尚、上記有機絶縁層25は、透過表示部10には形成していない。   Moreover, the uneven structure formed in the reflective display part 9 apply | coated the insulating photopolymerizable resin material, and produced it using the pattern exposure process, the image development process, and the hardening process process. That is, a dot-like pattern was formed in the development process, and a smoothing layer was further formed of the same material on the dot pattern. The organic insulating layer 25 is not formed on the transmissive display unit 10.

上記のような工程で作製したTFT素子基板には、TFT素子21が各画素に配され、各画素は反射表示部9と透過表示部10とで構成されている。ここで、TFT素子基板は、図23(a)に示すTFT素子基板と図28に示すTFT素子基板との2種類を作製し、その透過表示部10と反射表示部9との割合は、前記実施の形態7において、各々の液晶表示装置の説明にて記載した通りの割合とした。   In the TFT element substrate manufactured by the above-described process, the TFT element 21 is arranged for each pixel, and each pixel includes a reflective display portion 9 and a transmissive display portion 10. Here, two types of TFT element substrates, that is, the TFT element substrate shown in FIG. 23A and the TFT element substrate shown in FIG. 28, are produced, and the ratio between the transmissive display unit 10 and the reflective display unit 9 is as described above. In the seventh embodiment, the ratio is as described in the description of each liquid crystal display device.

次に、カラーフィルタ基板の作製工程について説明する。カラーフィルタ基板の作製工程は、基板に、R、G、Bの着色層(カラーフィルタ)を作製する工程、該カラーフィルタ上に平坦化層を作製する工程、該平坦化層上に、前記TFT素子21によって駆動されるTFT素子基板側の透明画素電極20と対向する対向電極を形成する工程とからなっている。   Next, a manufacturing process of the color filter substrate will be described. The color filter substrate manufacturing step includes a step of manufacturing a colored layer (color filter) of R, G, and B on the substrate, a step of manufacturing a flattening layer on the color filter, and the TFT on the flattening layer. The process includes a step of forming a counter electrode facing the transparent pixel electrode 20 on the TFT element substrate side driven by the element 21.

本実施の形態において、上記カラーフィルタ基板は、図26(b)または図29(b)に示すように、ガラス基板62上に、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のカラーフィルタ61R・61G・61Bをストライプ状に形成し、上記ガラス基板62におけるカラーフィルタ61R・61G・61B形成面上に、これらカラーフィルタ61R・61G・61Bを覆うように平滑化層501を形成し、その上に、対向電極502を形成することにより作製した。   In the present embodiment, as shown in FIG. 26B or FIG. 29B, the color filter substrate has three red (R), green (G), and blue (B) on the glass substrate 62. Color filters 61R, 61G, and 61B are formed in stripes, and a smoothing layer 501 is formed on the glass substrate 62 on the color filter 61R, 61G, and 61B forming surface so as to cover the color filters 61R, 61G, and 61B. It was formed by forming a counter electrode 502 thereon.

上記カラーフィルタ基板の形成において、カラーフィルタ61R・61G・61Bは、光感光性樹脂に顔料を分散させた樹脂材料をフォトリソグラフィー法によりパターニングして形成した。尚、該カラーフィルタ61R・61G・61Bの製造方法としては、上記した顔料の分散を用いる方法以外の方法、例えば、電着法、フィルム転写法、染色法等を採用することができ、特に限定されるものではない。   In forming the color filter substrate, the color filters 61R, 61G, and 61B were formed by patterning a resin material in which a pigment is dispersed in a photosensitive resin by a photolithography method. In addition, as a manufacturing method of the color filter 61R / 61G / 61B, a method other than the above-described method using pigment dispersion, for example, an electrodeposition method, a film transfer method, a dyeing method, or the like can be adopted, and the method is particularly limited. It is not done.

平坦化層501は、上記ガラス基板62におけるカラーフィルタ61R・61G・61B形成面上に、光透過率の高いアクリレート樹脂を塗布し、熱によって硬化させて形成した。また、この平坦化層501上に形成された対向電極502は、TFT素子21により駆動される画素電極18に対向する対向電極であり、透明電極としてITOをスパッタリングによりマスクを通して堆積させ、必要な平面形状とすることにより形成した。   The planarizing layer 501 was formed by applying an acrylate resin having a high light transmittance on the surface of the glass substrate 62 where the color filters 61R, 61G, and 61B were formed, and curing the resin with heat. Further, the counter electrode 502 formed on the planarizing layer 501 is a counter electrode facing the pixel electrode 18 driven by the TFT element 21, and ITO is deposited as a transparent electrode through a mask by sputtering to form a necessary plane. It was formed by taking a shape.

本実施の形態では、上記カラーフィルタ基板は、透過表示に合わせて彩度を高く設定したカラーフィルタ基板と、反射表示に合わせて明度を高く設定したカラーフィルタ基板との2種類を作製した。そして、彩度を高く設定したカラーフィルタ基板は、図26(a)および図26(b)に示すパターンに作製し、明度を高く設定したカラーフィルタ基板は、図29(a)および図29(b)に示すパターンに作製した。   In the present embodiment, two types of color filter substrates are produced: a color filter substrate whose chroma is set high in accordance with transmissive display and a color filter substrate whose brightness is set high in accordance with reflective display. Then, the color filter substrate set with high saturation is manufactured in the pattern shown in FIGS. 26A and 26B, and the color filter substrate set with high brightness is shown in FIGS. The pattern shown in b) was produced.

次に、以上のようにして作製されたTFT素子基板とカラーフィルタ基板とを用いて液晶表示装置を作製するために、これらTFT素子基板とカラーフィルタ基板とを対向配置させて液晶注入用の液晶セルを作製する工程について説明する。   Next, in order to produce a liquid crystal display device using the TFT element substrate and the color filter substrate produced as described above, the TFT element substrate and the color filter substrate are arranged to face each other and liquid crystal for liquid crystal injection is used. A process for manufacturing a cell will be described.

該工程においては、先ず、TFT素子基板およびカラーフィルタ基板における互いの対向面(上記TFT素子基板におけるTFT素子21形成面およびカラーフィルタ基板におけるカラーフィルタ61R・61G・61B形成面)における液晶表示領域に、可溶性ポリイミド溶液をオフセット印刷法によって配置し、乾燥、焼成工程を経て配向膜を形成した。さらに、この配向膜に、液晶配向方向を決める配向処理をラビング法によって行った。尚、配向膜が平行配向性であるか垂直配向性であるかは、後述する各例により異なっている。   In this step, first, in the liquid crystal display region on the mutually opposing surfaces of the TFT element substrate and the color filter substrate (the TFT element 21 formation surface on the TFT element substrate and the color filter 61R / 61G / 61B formation surface on the color filter substrate). Then, a soluble polyimide solution was disposed by an offset printing method, and an alignment film was formed through drying and baking processes. Further, an alignment treatment for determining the liquid crystal alignment direction was performed on the alignment film by a rubbing method. Whether the alignment film is parallel or vertical is different depending on each example described later.

続いて、このように処理したTFT素子基板およびカラーフィルタ基板の一方に、粒径の揃った球状スペーサを散布し、他方に、液晶層を封入すると共に上記TFT素子基板およびカラーフィルタ基板を固定するための封入シール剤を印刷すると共に、TFT素子基板側からカラーフィルタ基板側に対向電極502の導通をとる導電性ペーストを配置した。   Subsequently, spherical spacers having a uniform particle diameter are dispersed on one of the TFT element substrate and the color filter substrate thus treated, and on the other side, a liquid crystal layer is sealed and the TFT element substrate and the color filter substrate are fixed. A conductive paste for conducting the counter electrode 502 was disposed from the TFT element substrate side to the color filter substrate side.

そして、上記TFT素子基板におけるTFT素子21形成面とカラーフィルタ基板におけるカラーフィルタ61R・61G・61B形成面とを対向配置し、両基板(TFT素子基板およびカラーフィルタ基板)の位置合わせを行って加圧下で封入シール剤および導電ぺーストを硬化させた。   Then, the TFT element 21 formation surface of the TFT element substrate and the color filter 61R / 61G / 61B formation surface of the color filter substrate are arranged to face each other, and the two substrates (TFT element substrate and color filter substrate) are aligned and added. The encapsulating sealant and conductive paste were cured under pressure.

以上の工程により、液晶注入用の液晶セルが複数配置されたマザーガラス基板21を作製し、さらに、このマザーガラス基板を分断して液晶注入用セルを作製した。   Through the above steps, a mother glass substrate 21 in which a plurality of liquid crystal cells for liquid crystal injection were arranged was manufactured, and the mother glass substrate was further divided to prepare a liquid crystal injection cell.

その後、液晶未注入の上記液晶セルに、真空注入法によって液晶組成物を導入し、導入した液晶層が外気と触れることがないように、液晶導入口に光重合性樹脂を塗布して紫外光によって重合硬化することで、液晶セルを作製した。   Thereafter, a liquid crystal composition is introduced into the liquid crystal cell not filled with liquid crystal by a vacuum injection method, and a photopolymerizable resin is applied to the liquid crystal introduction port so that the introduced liquid crystal layer does not come into contact with the outside air. A liquid crystal cell was prepared by polymerization and curing.

次に、TFT素子21の静電破壊防止を目的として各配線端子を短絡するようにTFT素子基板端部に配置されているショートリング部分を除去し、TFT素子21を駆動する外部回路を接続した。さらに、透過表示の光源となるバックライトを配置して本実施の形態にかかるアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製した。   Next, for the purpose of preventing electrostatic breakdown of the TFT element 21, the short ring portion arranged at the end of the TFT element substrate was removed so as to short-circuit each wiring terminal, and an external circuit for driving the TFT element 21 was connected. . Further, an active matrix liquid crystal display device according to this embodiment was manufactured by disposing a backlight as a light source for transmissive display.

〔実施例14〕
本実施例にかかるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、GH方式を用いた、透過主体半透過型の液晶表示装置であり、前記実施の形態1の実施例1におけるGH方式を、表示に用いた液晶表示装置である。
Example 14
The active matrix type liquid crystal display device according to this example is a transmissive-based semi-transmissive type liquid crystal display device using the GH method, and the GH method in Example 1 of the first embodiment is used for display. It is a liquid crystal display device.

本実施例に用いた液晶組成物は、前記実施の形態1の実施例1に合わせて調製されている。つまり、本実施例では、前記実施例1に記載の二色性色素(二色性色素12)を用いた液晶組成物を使用した。また、本実施例では、配向膜に垂直配向性を有する垂直配向膜を用い、一様な垂直配向が得られるようにラビングによる配向処理を行った。尚、本実施例では、液晶組成物に二色性色素を用いたGH方式を採用しているため、上記液晶セルに位相差補償板および偏光板は貼付していない。   The liquid crystal composition used in this example is prepared in accordance with Example 1 of the first embodiment. That is, in this example, a liquid crystal composition using the dichroic dye described in Example 1 (dichroic dye 12) was used. In this example, a vertical alignment film having vertical alignment properties was used as the alignment film, and an alignment treatment by rubbing was performed so as to obtain a uniform vertical alignment. In this embodiment, since the GH method using a dichroic dye is adopted for the liquid crystal composition, the retardation compensation plate and the polarizing plate are not attached to the liquid crystal cell.

また、本実施例では、透過表示を主に用いるため、カラーフィルタ61R・61G・61Bは、従来の透過表示方式のカラーフィルタと同様に彩度を高く設計し、カラーフィルタ基板は、図26(a)および図26(b)に示すように配置した。このカラーフィルタ基板に組み合わせるTFT素子基板は、図23(a)に示すように、透過表示用開口部19aが大きく、透過表示部10が広く設定されたTFT素子基板を用いた。   In this embodiment, since transmissive display is mainly used, the color filters 61R, 61G, and 61B are designed to have high saturation as in the case of the conventional transmissive display type color filter, and the color filter substrate is shown in FIG. Arranged as shown in a) and FIG. As the TFT element substrate to be combined with this color filter substrate, as shown in FIG. 23A, a TFT element substrate having a large transmissive display opening 19a and a wide transmissive display portion 10 was used.

本実施例にかかる上記の液晶表示装置では、図26(a)および図26(b)に示すように、反射表示部9における駆動電極19は、その一部(駆動電極19における、カラーフィルタ61R・61G・61Bの延伸方向においてカラーフィルタ61R・61G・61Bと対向する部分)のみが、透過表示部10となる透過表示用開口部19a形成領域と同様のカラーフィルタ61R・61G・61Bによって覆われており、カラーフィルタが無く、白色光を通過させる表示部分も有している。   In the liquid crystal display device according to the present embodiment, as shown in FIG. 26A and FIG. 26B, the drive electrode 19 in the reflective display unit 9 is a part thereof (the color filter 61R in the drive electrode 19). (Only the portions facing the color filters 61R, 61G, and 61B in the extending direction of 61G and 61B) are covered with the same color filters 61R, 61G, and 61B as the transmissive display opening 19a forming region that becomes the transmissive display unit 10. It also has a display portion that does not have a color filter and allows white light to pass therethrough.

このようにして作製された上記の液晶表示装置に表示信号を入力し、目視観察を行った。この結果、本実施例では、常時バックライトの点灯が必要であった。しかしながら、バックライトを点灯した場合には、明度とコントラスト比とが共に良好であり、常に十分な表示が可能であった。また、直射日光下でも表示内容の視認が可能であり、ウォッシュアウトは生じなかった。   A display signal was input to the liquid crystal display device thus manufactured, and visual observation was performed. As a result, in this embodiment, it was necessary to always turn on the backlight. However, when the backlight is turned on, both the brightness and the contrast ratio are good, and sufficient display is always possible. In addition, the display contents were visible even under direct sunlight, and no washout occurred.

つまり、本実施例では、周囲光の弱い環境では従来の透過型液晶表示装置と同様にバックライトによって明度が高い液晶表示装置が実現する一方、周囲光が強い場合には、反射表示部9が周囲光に比例して明度を変化させるため、表示内容の確認が可能になり、従来の発光表示装置や透過型液晶表示装置で生じるウォッシュアウトが生じず、視差のない高解像度のカラー液晶表示装置を実現することができる。また、本実施例では、視差(二重像)のない非常に良好な反射表示が実現された。   That is, in this embodiment, a liquid crystal display device with high brightness is realized by a backlight as in a conventional transmissive liquid crystal display device in an environment with low ambient light. On the other hand, when ambient light is strong, the reflective display unit 9 is Since the brightness changes in proportion to the ambient light, it is possible to check the display content, and no high-resolution color liquid crystal display device with no parallax without the washout that occurs in conventional light-emitting display devices and transmissive liquid crystal display devices. Can be realized. In this example, a very good reflective display without parallax (double image) was realized.

〔実施例15〕
本実施例にかかるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、GH方式を用いた、反射主体半透過型の液晶表示装置であり、前記実施の形態1の実施例1におけるGH方式を、表示に用いた液晶表示装置である。
Example 15
The active matrix type liquid crystal display device according to this example is a reflection-based transflective type liquid crystal display device using the GH method, and the GH method in Example 1 of the first embodiment is used for display. It is a liquid crystal display device.

本実施例でも、上記実施例14同様、液晶組成物は、前記実施の形態1の実施例1に合わせて調製されている。つまり、本実施例でも、前記実施例1に記載の二色性色素(二色性色素12)を用いた液晶組成物を使用した。また、本実施例では、配向膜に垂直配向性を有する垂直配向膜を用い、一様な垂直配向が得られるようにラビングによる配向処理を行った。尚、本実施例では、液晶組成物に二色性色素を用いたGH方式を採用しているため、上記液晶セルに位相差補償板および偏光板は貼付していない。   Also in this example, as in Example 14, the liquid crystal composition is prepared in accordance with Example 1 of the first embodiment. That is, also in this example, the liquid crystal composition using the dichroic dye (dichroic dye 12) described in Example 1 was used. In this example, a vertical alignment film having vertical alignment properties was used as the alignment film, and an alignment treatment by rubbing was performed so as to obtain a uniform vertical alignment. In this embodiment, since the GH method using a dichroic dye is adopted for the liquid crystal composition, the retardation compensation plate and the polarizing plate are not attached to the liquid crystal cell.

また、本実施例では、反射表示を主に用いるため、カラーフィルタ61R・61G・61Bは、従来の透過型液晶表示装置に用いられているカラーフィルタよりも高明度となるように作製し、カラーフィルタ基板は、図29(a)および図29(b)に示すように配置した。このカラーフィルタ基板に組み合わせるTFT素子基板は、図28に示すように、透過表示用開口部19aが小さく、反射表示部9が大きく設定されたTFT素子基板を用いた。   In this embodiment, since reflective display is mainly used, the color filters 61R, 61G, and 61B are manufactured so as to have higher brightness than the color filters used in the conventional transmissive liquid crystal display device. The filter substrate was arranged as shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b). As the TFT element substrate to be combined with the color filter substrate, as shown in FIG. 28, a TFT element substrate having a small transmissive display opening 19a and a large reflective display portion 9 was used.

このようにして作製された上記の液晶表示装置に表示信号を入力し、目視観察を行った。この結果、本実施例にかかる上記の液晶表示装置は、日中の照明・外光環境下では、バックライトの点灯は必要なく、反射表示が可能であった。本実施例では、視差(二重像)のない非常に良好な反射表示が実現された。また、反射光による観察が不可能な程度に周囲光が暗い場合には、バックライトを点灯することにより、表示内容の視認が可能であった。   A display signal was input to the liquid crystal display device thus manufactured, and visual observation was performed. As a result, the above-described liquid crystal display device according to the present example did not require the backlight to be turned on under daylight illumination / external light environment, and was capable of reflective display. In this example, a very good reflective display without parallax (double image) was realized. Further, when the ambient light is so dark that observation with reflected light is impossible, the display contents can be visually confirmed by turning on the backlight.

つまり、本実施例では、上述したように、反射表示に合わせたカラーフィルタ61R・61G・61Bおよびカラーフィルタ基板を用いているため、反射光のみによるカラー表示が可能である。このため、通常の室内照明や日中の屋外ではバックライトを消灯して反射表示のみによって使用することが可能である。また、必要に応じてバックライトを点灯することにより、照明が暗い場合でも視認性を確保することができる。   That is, in the present embodiment, as described above, since the color filters 61R, 61G, 61B and the color filter substrate adapted to the reflective display are used, color display using only the reflected light is possible. For this reason, it is possible to use only by reflective display with the backlight turned off in normal indoor lighting or outdoors during the daytime. Further, by turning on the backlight as necessary, visibility can be ensured even when the illumination is dark.

本実施の形態にかかる液晶表示装置では、従来の透過型液晶表示装置のように、バックライトを常時点灯している必要はなく、消費電力を削減することができると共に、反射表示部9でウォッシュアウトを起こすことがなく、また、必要に応じて、バックライトを用いた透過表示を行うことができる。   In the liquid crystal display device according to the present embodiment, it is not necessary to always turn on the backlight as in the case of the conventional transmissive liquid crystal display device, power consumption can be reduced, and the reflective display unit 9 can be used for washing. There is no out-out, and transmissive display using a backlight can be performed as necessary.

〔実施例16〕
本実施例にかかるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、液晶層の偏光変換作用を表示に用いた、透過主体半透過型の液晶表示装置であり、前記実施の形態2の実施例5における偏光板方式を、表示に用いた液晶表示装置である。
Example 16
The active matrix type liquid crystal display device according to this example is a transmissive main body semi-transmissive type liquid crystal display device using the polarization conversion action of the liquid crystal layer for display, and the polarizing plate in Example 5 of the second embodiment. This is a liquid crystal display device using the method for display.

本実施例に用いた液晶組成物は、前記実施の形態2の実施例5に合わせて調製されている。また、本実施例では、液晶が注入された液晶セル(TFT液晶パネル)に、位相差補償板(位相差補償板16・17)および偏光板(偏光板14・15)を貼付した。さらに、本実施例では、ラビング法により、ラビング交差角が250度となるように、平行配向性の配向膜に配向処理を行った。   The liquid crystal composition used in this example is prepared according to Example 5 of the second embodiment. In this example, a phase difference compensating plate (phase difference compensating plates 16 and 17) and a polarizing plate (polarizing plates 14 and 15) were attached to a liquid crystal cell (TFT liquid crystal panel) into which liquid crystal was injected. Further, in this example, the alignment treatment was performed on the parallel alignment film by a rubbing method so that the rubbing crossing angle was 250 degrees.

また、本実施例では、前記実施例14同様、透過表示を主に用いるため、カラーフィルタ61R・61G・61Bは、従来の透過表示方式のカラーフィルタと同様の透過色彩に設計し、カラーフィルタ基板は、図26(a)および図26(b)に示すように配置した。このカラーフィルタ基板に組み合わせるTFT素子基板は、図23(a)に示すように、透過表示用開口部19aが大きく、透過表示部10が広く設定されたTFT素子基板を用いた。   Further, in this embodiment, the transmissive display is mainly used as in the case of the embodiment 14. Therefore, the color filters 61R, 61G, and 61B are designed to have a transmissive color similar to that of the conventional transmissive display type color filter, and the color filter substrate Were arranged as shown in FIGS. 26 (a) and 26 (b). As the TFT element substrate to be combined with this color filter substrate, as shown in FIG. 23A, a TFT element substrate having a large transmissive display opening 19a and a wide transmissive display portion 10 was used.

本実施例にかかる上記の液晶表示装置では、図26(a)および図26(b)に示すように、反射表示部9の駆動電極19は、その一部(駆動電極19における、カラーフィルタ61R・61G・61Bの延伸方向においてカラーフィルタ61R・61G・61Bと対向する部分)のみが、透過表示部10となる透過表示用開口部19a形成領域と同様のカラーフィルタ61R・61G・61Bによって覆われており、カラーフィルタが無く、白色光を反射させる表示部分も有している。   In the liquid crystal display device according to the present embodiment, as shown in FIGS. 26A and 26B, the drive electrode 19 of the reflective display section 9 is a part thereof (the color filter 61R in the drive electrode 19). (Only the portions facing the color filters 61R, 61G, and 61B in the extending direction of 61G and 61B) are covered with the same color filters 61R, 61G, and 61B as the transmissive display opening 19a forming region that becomes the transmissive display unit 10. It has no color filter and also has a display portion that reflects white light.

このようにして作製された上記の液晶表示装置に表示信号を入力し、目視観察を行った。この結果、本実施例では、常時バックライトの点灯が必要であった。しかしながら、バックライトを点灯した場合には、明度とコントラスト比とが共に良好であり、常に十分な表示が可能であった。また、直射日光下でも表示内容の視認が可能であり、ウォッシュアウトは生じなかった。   A display signal was input to the liquid crystal display device thus manufactured, and visual observation was performed. As a result, in this embodiment, it was necessary to always turn on the backlight. However, when the backlight is turned on, both the brightness and the contrast ratio are good, and sufficient display is always possible. In addition, the display contents were visible even under direct sunlight, and no washout occurred.

つまり、本実施例では、周囲光の弱い環境では従来の透過型液晶表示装置と同様にバックライトによって明度が高い液晶表示装置が実現する一方、周囲光が強い場合には、反射表示部9が周囲光に比例して明度を変化させるため、表示内容の確認が可能になり、従来の発光表示装置や透過型液晶表示装置で生じるウォッシュアウトが生じないことが判る。また、本実施例では、視差(二重像)のない非常に良好な反射表示が実現された。   That is, in this embodiment, a liquid crystal display device with high brightness is realized by a backlight as in a conventional transmissive liquid crystal display device in an environment with low ambient light. On the other hand, when ambient light is strong, the reflective display unit 9 is Since the brightness is changed in proportion to the ambient light, the display content can be confirmed, and it can be seen that the washout that occurs in the conventional light-emitting display device and transmissive liquid crystal display device does not occur. In this example, a very good reflective display without parallax (double image) was realized.

〔実施例17〕
本実施例にかかるアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、液晶層の偏光変換作用を表示に用いた、反射主体半透過型の液晶表示装置であり、前記実施の形態2の実施例5における偏光板方式を、表示に用いた液晶表示装置である。
Example 17
The active matrix type liquid crystal display device according to this example is a reflection-based transflective type liquid crystal display device that uses the polarization conversion action of the liquid crystal layer for display, and the polarizing plate in Example 5 of the second embodiment. This is a liquid crystal display device using the method for display.

本実施例でも、上記実施例16同様、液晶組成物は、前記実施の形態2の実施例5に合わせて調製されている。また、本実施例でも、液晶が注入された液晶セル(TFT液晶パネル)に、位相差補償板(位相差補償板16・17;実施例5参照)および偏光板(偏光板14・15)を貼付した。本実施例では、ラビング法により、ラビング交差角が250度となるように、平行配向性の配向膜に配向処理を行った。   Also in this example, the liquid crystal composition was prepared in accordance with Example 5 of the second embodiment, as in Example 16. Also in this example, a phase difference compensation plate (phase difference compensation plates 16 and 17; see Example 5) and a polarizing plate (polarizing plates 14 and 15) are provided in a liquid crystal cell (TFT liquid crystal panel) into which liquid crystal is injected. Affixed. In this example, the alignment treatment was performed on the parallel alignment film by a rubbing method so that the rubbing crossing angle was 250 degrees.

また、本実施例では、前記実施例15同様、反射表示を主に用いるため、カラーフィルタ61R・61G・61Bは、従来の透過型液晶表示装置に用いられているカラーフィルタよりも高明度となるように作製し、カラーフィルタ基板は、図29(a)および図29(b)に示すように配置した。このカラーフィルタ基板に組み合わせるTFT素子基板は、図28に示すように、透過表示用開口部19aが小さく、反射表示部9が大きく設定されたTFT素子基板を用いた。   In the present embodiment, as in the fifteenth embodiment, since the reflective display is mainly used, the color filters 61R, 61G, and 61B have higher brightness than the color filters used in the conventional transmissive liquid crystal display device. The color filter substrate was prepared as shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b). As the TFT element substrate to be combined with the color filter substrate, as shown in FIG. 28, a TFT element substrate having a small transmissive display opening 19a and a large reflective display portion 9 was used.

このようにして作製された上記の液晶表示装置に表示信号を入力し、目視観察を行った。この結果、本実施例にかかる上記の液晶表示装置は、日中の照明・外光環境下では、バックライトの点灯は必要なく、反射表示が可能であった。本実施例では、視差(二重像)のない非常に良好な反射表示が実現された。また、反射光による観察が不可能な程度に周囲光が暗い場合には、バックライトを点灯することにより、表示内容の視認が可能であった。   A display signal was input to the liquid crystal display device thus manufactured, and visual observation was performed. As a result, the above-described liquid crystal display device according to the present example did not require the backlight to be turned on under daylight illumination / external light environment, and was capable of reflective display. In this example, a very good reflective display without parallax (double image) was realized. Further, when the ambient light is so dark that observation with reflected light is impossible, the display contents can be visually confirmed by turning on the backlight.

つまり、本実施例では、上述したように、反射表示に合わせたカラーフィルタ61R・61G・61Bおよびカラーフィルタ基板を用いているため、反射光のみによるカラー表示が可能である。このため、通常の室内照明や日中の屋外ではバックライトを消灯して反射表示のみによって使用することが可能である。また、必要に応じてバックライトを点灯することにより、照明が暗い場合でも視認性を確保することができる。   That is, in the present embodiment, as described above, since the color filters 61R, 61G, 61B and the color filter substrate adapted to the reflective display are used, color display using only the reflected light is possible. For this reason, it is possible to use only by reflective display with the backlight turned off in normal indoor lighting or outdoors during the daytime. Further, by turning on the backlight as necessary, visibility can be ensured even when the illumination is dark.

本実施の形態にかかる液晶表示装置では、従来の透過型液晶表示装置のように、バックライトを常時点灯している必要はなく、消費電力を削減することができると共に、反射表示部9でウォッシュアウトを起こすことがなく、また、必要に応じて、バックライトを用いた透過表示を行うことができる。   In the liquid crystal display device according to the present embodiment, it is not necessary to always turn on the backlight as in the case of the conventional transmissive liquid crystal display device, power consumption can be reduced, and the reflective display unit 9 can be used for washing. There is no out-out, and transmissive display using a backlight can be performed as necessary.

以上のように、上記実施例14〜17により、本実施の形態によれば、前記実施の形態1および実施の形態2に示した液晶表示方式を実現する高解像度のアクティブマトリクス液晶表示装置を実現することができることが示された。   As described above, according to Embodiments 14 to 17, according to the present embodiment, a high-resolution active matrix liquid crystal display device that realizes the liquid crystal display method described in Embodiments 1 and 2 is realized. It was shown that you can.

尚、上記実施例14〜17ではアクティブマトリクス基板(TFT素子基板)に、有機絶縁膜25(絶縁膜11に相当)により、反射表示部9と透過表示部10とで液晶層厚が異なる液晶表示装置を作製したが、その他の本願発明による液晶表示原理によっても、同様の効果が期待できることは言うまでもない。   In Examples 14 to 17, the active matrix substrate (TFT element substrate) and the organic insulating film 25 (corresponding to the insulating film 11) have different liquid crystal display thicknesses in the reflective display section 9 and the transmissive display section 10. Although the device was manufactured, it is needless to say that the same effect can be expected by other liquid crystal display principles according to the present invention.

〔実施の形態10〕
本実施の形態では、本発明にかかる液晶表示装置に用いられるバックライトの輝度の変更について以下に説明する。
[Embodiment 10]
In the present embodiment, a change in luminance of a backlight used in the liquid crystal display device according to the present invention will be described below.

バックライトの輝度を変更する目的は、主に3通りある。
第1の目的は、視認性の確保である。前記実施の形態8に示したように、人の知覚明度は、順応輝度と表示面の輝度とによって規定される。従って、良好な視認性の表示を実現するためには、順応輝度に応じてバックライトの輝度を人の目の知覚明度に合わせて変更することが有効であり、前記実施の形態8に示すように、知覚明度が10bril以上、30bril未満となるように、順応輝度に応じて、バックライトの輝度を制御することで表示面の輝度を変更することが望ましい。即ち、上記バックライトは、表示面輝度変更手段を兼ねている。これにより、透過表示が主に表示に寄与している状況での視認性を改善することができる。ここで、前記実施の形態8において規定した知覚明度の値は、人が順応している順応輝度に比例した表示面の輝度を想定しているため、概ね、上記知覚明度にしたがってバックライトの輝度を変化させることで、良好な表示を得ることができる。
There are mainly three purposes for changing the luminance of the backlight.
The first purpose is to ensure visibility. As shown in the eighth embodiment, the perceived lightness of a person is defined by the adaptation luminance and the luminance of the display surface. Therefore, in order to realize a display with good visibility, it is effective to change the luminance of the backlight according to the perceived brightness of the human eye according to the adaptation luminance, as shown in the eighth embodiment. In addition, it is desirable to change the luminance of the display surface by controlling the luminance of the backlight in accordance with the adaptation luminance so that the perceived lightness is not less than 10 bris and less than 30 bris. That is, the backlight also serves as display surface luminance changing means. Thereby, the visibility in the situation where the transmissive display mainly contributes to the display can be improved. Here, the value of the perceived lightness defined in the eighth embodiment assumes the brightness of the display surface in proportion to the adapting brightness with which the person is adapting. A good display can be obtained by changing.

第2の目的は、消費電力の低減である。バックライトを点灯しても消灯しても視認性に大きな影響を与えないような場合がある。例えば、液晶表示装置が半透過型の液晶表示装置であり、該液晶表示装置を周囲から照明する照明光の照度が十分に高く、表示面の輝度が主に反射表示部によって維持されている場合である。このような場合、たとえ透過表示における輝度が高くても、表示面の輝度に影響しない場合があり、このような場合には、消費電力の削減の為、バックライトが消灯されることが望ましい。   The second purpose is to reduce power consumption. There are cases where the visibility is not greatly affected even if the backlight is turned on or off. For example, when the liquid crystal display device is a transflective liquid crystal display device, the illuminance of illumination light that illuminates the liquid crystal display device from the surroundings is sufficiently high, and the luminance of the display surface is mainly maintained by the reflective display unit It is. In such a case, even if the luminance in transmissive display is high, the luminance of the display surface may not be affected. In such a case, it is desirable to turn off the backlight in order to reduce power consumption.

第3の目的は、反射表示および透過表示のうち何れか一方にのみ色彩表示が行われている場合に、バックライトの点灯により、色彩表示と白黒表示とが切り替えられるような使用状態を意図的に造り上げることで、一つの液晶表示装置に複数の機能を持たせることである。   The third purpose is to intentionally use a state in which color display and black-and-white display can be switched by turning on the backlight when color display is performed on only one of the reflection display and the transmission display. In other words, one liquid crystal display device has a plurality of functions.

例えば、反射表示部にはカラーフィルタを配置せず、白黒表示を行い、透過表示部にのみカラーフィルタを配置してカラー表示を行うとき、反射表示の解像度は、カラーフィルタを用いて複数の画素で一つの白黒単位を表示する透過表示部より高くとることが可能になるため、反射表示は、高い解像度の白黒表示を行い、透過表示は、解像度は高くないが色彩表示が可能である。また、逆に、反射表示においてのみカラーフィルタが使用されるようにすることも可能である。この場合、一つの液晶表示装置で異なる用途の機能を持たせることが可能になる。従って、バックライトの点灯によって色彩表示と白黒表示とを切り替えたり、発光色を変更することで、その点灯状態によって表示内容を大きく変更することが可能である。   For example, when a color display is performed without providing a color filter in the reflective display unit, and a color display is performed with a color filter disposed only in the transmissive display unit, the resolution of the reflective display is set to a plurality of pixels using the color filter. Therefore, the reflective display performs high-resolution black-and-white display, and the transmissive display can display colors although the resolution is not high. Conversely, the color filter can be used only in the reflective display. In this case, a single liquid crystal display device can have functions for different purposes. Therefore, by switching between color display and black-and-white display by turning on the backlight, or changing the emission color, the display contents can be changed greatly depending on the lighting state.

上述したように、バックライトの輝度は、使用目的や使用状況に合わせて、その都度、適当な信号によって制御することができる。バックライトの輝度を上述した順応輝度にしたがって変化させる場合、上記バックライトの輝度は、視認性の向上を目的として、例えば、表示面に入射する照明の照度や液晶表示装置の表示の種類等、視環境に応じて制御することが可能である。   As described above, the luminance of the backlight can be controlled by an appropriate signal each time in accordance with the purpose of use and the situation of use. When changing the luminance of the backlight according to the adaptation luminance described above, the luminance of the backlight is for the purpose of improving visibility, for example, the illumination intensity incident on the display surface, the type of display of the liquid crystal display device, etc. It is possible to control according to the visual environment.

上記バックライトの輝度を照度によって制御する場合、照度が高い場合にはバックライトを消灯し、照度が低い場合には眩しさを避けるためにバックライトを弱く点灯し、照度がその中間の場合にはバックライトを強く点灯するといった、バックライトの点灯状態の制御を行うことが望ましい。   When the brightness of the backlight is controlled by illuminance, when the illuminance is high, the backlight is turned off, and when the illuminance is low, the backlight is turned on weakly to avoid glare and the illuminance is in the middle It is desirable to control the lighting state of the backlight, such as turning on the backlight strongly.

この場合、使用者の状態等に応じて、液晶セルあるいは液晶表示装置に接続された、外部の各種機器からの信号やタイマー制御等によって、バックライトの点灯の有無や輝度の制御を行えば、不必要な電力消費を削減することができる。   In this case, depending on the state of the user and the like, if the backlight is turned on and the brightness is controlled by signals from various external devices connected to the liquid crystal cell or the liquid crystal display device, timer control, etc., Unnecessary power consumption can be reduced.

さらに、バックライトの輝度の制御に際し、例えば、使用者が、上記液晶表示装置を備えた機器に対して何らかの操作を加えた場合や、それから一定の期間にのみバックライトを点灯させることで、機器全体の消費電力の削減と、使用者に対する良好な表示の提供とを両立させることができる。尚、バックライトの輝度は、上記したように表示面に入射する照明の照度以外に、他の種々の信号によって制御されていてもよい。   Furthermore, when controlling the brightness of the backlight, for example, when the user performs some operation on the device equipped with the liquid crystal display device, or when the backlight is turned on only for a certain period, the device It is possible to achieve both reduction of the overall power consumption and provision of a good display to the user. Note that the luminance of the backlight may be controlled by various other signals in addition to the illuminance of the illumination incident on the display surface as described above.

また、使用者が液晶セルの表示面に重ねて配置したタッチパネル(押圧座標検出型入力手段)に入力した信号によりバックライトの点灯の有無や輝度、あるいは、反射表示部や透過表示部における液晶配向を制御したり、その他の使用者に何らかの注意を促す信号に連動させてバックライトの輝度を制御することも、上述した目的を達成する上で、非常に有効である。このように、表示面の輝度を、液晶セル外部から制御することで、視認性と低消費電力との両立が可能な液晶表示装置を得ることができる。   In addition, the presence / absence of brightness of the backlight, the luminance, or the liquid crystal orientation in the reflective display portion or the transmissive display portion, depending on the signal input by the user to the touch panel (pressed coordinate detection type input means) placed on the display surface of the liquid crystal cell Controlling the brightness of the backlight in conjunction with a signal that urges other users to take some attention is also very effective in achieving the above-described object. Thus, by controlling the luminance of the display surface from the outside of the liquid crystal cell, a liquid crystal display device capable of achieving both visibility and low power consumption can be obtained.

〔実施の形態11〕
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置の主な利用分野である携帯機器における情報入力手段としてタッチパネル(押圧座標検出型入力手段)を用いた場合の、本発明にかかる液晶表示装置の具体的な構成について説明する。尚、説明の便宜上、前記実施の形態1〜10と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 11]
In this embodiment, a specific example of the liquid crystal display device according to the present invention when a touch panel (pressed coordinate detection type input means) is used as information input means in a portable device, which is a main field of application of the liquid crystal display device of the present invention. A typical configuration will be described. For convenience of explanation, components having the same functions as those in the first to tenth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

本実施の形態では、前記実施の形態9における実施例17の液晶表示装置にタッチパネルを重ねて、入力装置一体型の半透過型の液晶表示装置を作製した。本実施の形態にかかる入力装置一体型の液晶表示装置の構成を図32に示す。尚、本実施の形態にかかる液晶表示装置における、タッチパネル71以外の基本的な構成、即ち、液晶セルおよびバックライト13の構成は、前記実施の形態9における実施例17および前記実施の形態2の実施例5と同様であるので、ここでは省略する。   In this embodiment mode, a touch panel is overlapped with the liquid crystal display device according to Embodiment 17 in Embodiment 9, so that a transflective liquid crystal display device integrated with an input device is manufactured. FIG. 32 shows the configuration of the liquid crystal display device integrated with an input device according to this embodiment. In addition, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the basic configuration other than the touch panel 71, that is, the configuration of the liquid crystal cell and the backlight 13 is the same as that of the embodiment 17 and the embodiment 2 of the embodiment 9. Since it is the same as that of Example 5, it abbreviate | omits here.

上記タッチパネル71は、透明電極層72が設けられた可動基板73と、透明電極層74が設けられた支持基板75とを備えている。これら可動基板73と支持基板75とは、透明電極層72と透明電極層74とが互いに対向すると共に、通電状態において各々の透明電極層同士が接触しないように図示しないスペーサにより、所定の間隙を有して対向配置されている。これにより、上記可動基板73に設けられた透明電極層72と上記支持基板75に設けられた透明電極層74とは、通常状態においては互いに接触しないが、上記可動基板73が指あるいはペンで指示(押圧)されることにより、指示された箇所において互いに接触するようになっている。このため、上記タッチパネル71は、可動基板73に加えられた押圧力による、上記透明電極層72と透明電極層74との接触位置(座標位置)を検出することによって入力装置として機能する。   The touch panel 71 includes a movable substrate 73 provided with a transparent electrode layer 72 and a support substrate 75 provided with a transparent electrode layer 74. The movable substrate 73 and the support substrate 75 are arranged such that the transparent electrode layer 72 and the transparent electrode layer 74 are opposed to each other, and a predetermined gap is provided by a spacer (not shown) so that the transparent electrode layers do not contact each other in the energized state. And are arranged opposite to each other. Thus, the transparent electrode layer 72 provided on the movable substrate 73 and the transparent electrode layer 74 provided on the support substrate 75 do not contact each other in a normal state, but the movable substrate 73 is instructed with a finger or a pen. By being (pressed), they come into contact with each other at the designated location. For this reason, the touch panel 71 functions as an input device by detecting a contact position (coordinate position) between the transparent electrode layer 72 and the transparent electrode layer 74 due to a pressing force applied to the movable substrate 73.

上記タッチパネル71は、上記可動基板73上に、位相差補償板16と偏光板14とを貼付することで、位相差補償板16と液晶セルの基板4との間に、上記位相差補償板16および偏光板14と一体的に配置されている。本実施の形態では、前記実施例17における偏光板の効果を、タッチパネル71上に貼付された偏光板14にて得るために、上記タッチパネル71を構成する可動基板73および支持基板75を、複屈折の無い材料にて作製している。   The touch panel 71 has the retardation compensation plate 16 and the polarizing plate 14 affixed on the movable substrate 73 so that the retardation compensation plate 16 is interposed between the retardation compensation plate 16 and the substrate 4 of the liquid crystal cell. And the polarizing plate 14 are integrally disposed. In the present embodiment, in order to obtain the effect of the polarizing plate in Example 17 with the polarizing plate 14 affixed on the touch panel 71, the movable substrate 73 and the support substrate 75 constituting the touch panel 71 are birefringent. It is made of a material that does not have any.

また、本実施の形態では、上記の液晶表示装置を、該液晶表示装置に、タッチパネル71と液晶セルの基板4との間で押圧力伝達防止効果を持たせるべく、タッチパネル71の支持基板75と液晶セルの基板4との間に間隙を設け、この間隙を一定に保つことによって、押圧力緩衝部材を用いることなく、タッチパネル71ヘの押圧力が液晶セルに伝わらない構成とした。   Further, in the present embodiment, the above-described liquid crystal display device is combined with the support substrate 75 of the touch panel 71 so that the liquid crystal display device has an effect of preventing the pressure force transmission between the touch panel 71 and the substrate 4 of the liquid crystal cell. By providing a gap between the substrate 4 of the liquid crystal cell and keeping this gap constant, the pressing force applied to the touch panel 71 is not transmitted to the liquid crystal cell without using a pressing force buffer member.

このように構成した上記入力装置一体型の液晶表示装置は、バックライト13の輝度をタッチパネル71の信号によって変化させることにより、使用者が表示を観察していない場合にはバックライト13を消灯し、タッチパネル71への情報の入力に伴ってバックライト13を点灯させることが可能である。従って、本実施の形態によれば、良好な表示と消費電力の低減とを両立した液晶表示装置を実現することができた。また、本実施の形態によれば、上記偏光板14とタッチパネル71と液晶セルとを上述した順に配置することで、偏光板14による吸収が、タッチパネル71による不要反射光をも吸収し、該不要反射光を低減することができるため、視認性を向上することができる。   The liquid crystal display device integrated with the input device configured as described above turns off the backlight 13 when the user is not observing the display by changing the luminance of the backlight 13 according to the signal of the touch panel 71. The backlight 13 can be turned on as information is input to the touch panel 71. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a liquid crystal display device that achieves both good display and reduced power consumption. Moreover, according to this Embodiment, by arrange | positioning the said polarizing plate 14, the touch panel 71, and a liquid crystal cell in the order mentioned above, absorption by the polarizing plate 14 also absorbs unnecessary reflected light by the touch panel 71, and this unnecessary. Since reflected light can be reduced, visibility can be improved.

以上のように、第1の液晶表示装置は、対向する表面に配向手段(例えば配向膜)が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記液晶層における表示に利用される任意でかつ異なる領域に同時に少なくとも二種類の異なる配向状態をとらせるための配向機構(例えば上記液晶層における表示に利用される任意でかつ異なる領域に異なる電圧を与えたり、異なる電界を生じさせる電極や、印加された電圧、あるいは、上記液晶層における表示に利用される任意でかつ異なる領域に各々設けられ、少なくとも二種類の異なる方位に配向処理された配向膜、あるいは、上記液晶層における表示に利用される領域で少なくとも二種類の異なる厚みを有するように形成された絶縁膜や基板、特定の液晶材料、各々独立して駆動されるように形成された液晶層構造、偏光板、位相差補償板、あるいはそれらの組み合わせ等)を具備し、かつ、上記液晶層において異なる配向状態を示す領域のうち少なくとも一つの領域に反射手段(例えば反射膜や反射電極)が配され、上記異なる配向状態を示す領域が、反射表示を行う反射表示部と、透過表示を行う透過表示部とに用いられている構成を有している。   As described above, the first liquid crystal display device includes a pair of substrates having alignment means (for example, an alignment film) on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. A liquid crystal display device comprising: an alignment mechanism (for example, used for display in the liquid crystal layer) that allows at least two different alignment states to be taken simultaneously in any and different regions used for display in the liquid crystal layer. At least two types of electrodes are provided in any and different regions that are used for display in the liquid crystal layer, electrodes that apply different voltages to different regions or generate different electric fields, applied voltages, or liquid crystal layers. Alignment films that are aligned in different orientations, or at least two different thicknesses in the liquid crystal layer used for display. An edge film, a substrate, a specific liquid crystal material, a liquid crystal layer structure formed so as to be driven independently, a polarizing plate, a retardation compensator, or a combination thereof), and in the liquid crystal layer Reflective means (for example, a reflective film or a reflective electrode) is arranged in at least one of the regions showing different orientation states, and the region showing the different orientation states includes a reflective display unit that performs reflective display and a transmission that performs transmissive display. It has the structure used for the display part.

上記の構成によれば、液晶配向が同時に異なる配向状態を有することで、例えば、表示に二色性色素等の色素を用いる場合には光の吸収量(吸収率)、光学異方性を用いる場合には位相差といった各光学的物理量の変調量の大きさを、液晶配向が異なる領域毎に変更することが可能になる。このため、上記の構成によれば、液晶層の配向状態に応じた光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視差がなく、高コントラスト比を実現することができ、周囲が暗い場合の視認性を向上させることが可能であると共に、周囲光が強い場合でも良好な視認性を得ることができる。このため、上記の構成によれば、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる半透過型の液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, the liquid crystal alignment has different alignment states at the same time. For example, when a dye such as a dichroic dye is used for display, light absorption (absorption rate) and optical anisotropy are used. In some cases, the magnitude of the modulation amount of each optical physical quantity such as a phase difference can be changed for each region having a different liquid crystal alignment. For this reason, according to said structure, the transmittance | permeability or reflectance based on the magnitude | size of the modulation amount of the optical physical quantity according to the orientation state of a liquid crystal layer can be obtained, and, thereby, a transmissive display part and a reflective display part Thus, it is possible to set the optical parameters independently. Therefore, according to the above configuration, there is no parallax, a high contrast ratio can be realized, and it is possible to improve visibility when the surroundings are dark, and good visibility even when ambient light is strong Can be obtained. Therefore, according to the above configuration, a transflective liquid crystal display device that is excellent in visibility, capable of high-resolution display, and can use both reflected light and transmitted light for display is provided. be able to.

さらに、第2の液晶表示装置は、第1の液晶表示装置において、上記配向機構が、時間の経過に伴って表示内容を書き換える表示内容書換手段である構成を有している。   Furthermore, the second liquid crystal display device has a configuration in which, in the first liquid crystal display device, the alignment mechanism is a display content rewriting means for rewriting the display content as time passes.

上記の構成によれば、表示内容書換手段と上記配向機構とを同一の手段によって実現することができ、新たな構成を付加することなく、上記第1の液晶表示装置を得ることができる。この場合、液晶配向が異なった複数の状態をとるために用いられる上記表示内容書換手段としては、時間の経過に伴って表示内容を書き換えるために現在広く用いられている電気的な液晶配向制御手段、即ち、電極等の、電圧印加に用いられる各種手段であっても可能なことは言うまでもない。この場合、例えば、透過表示部と反射表示部とで異なる電極を用いたり、電圧そのものを、透過表示部と反射表示部とで変更することにより、液晶層内に、液晶配向が異なる配向状態を有する複数の領域を設けることができる。   According to the above configuration, the display content rewriting unit and the alignment mechanism can be realized by the same unit, and the first liquid crystal display device can be obtained without adding a new configuration. In this case, the display content rewriting means used for taking a plurality of states with different liquid crystal orientations is an electric liquid crystal orientation control means that is currently widely used to rewrite the display contents as time passes. That is, it goes without saying that various means used for voltage application, such as electrodes, can be used. In this case, for example, by using different electrodes for the transmissive display unit and the reflective display unit, or by changing the voltage itself between the transmissive display unit and the reflective display unit, the liquid crystal layer has different alignment states. A plurality of regions can be provided.

また、光の吸収量や光学異方性による位相差等の各光学的物理量の変調量の程度を反射表示部と透過表示部とで独立に変更する場合、電圧の印加による液晶の配向方向が、液晶層の表示に利用するための領域全体でほぼ同様である場合でも、液晶層の液晶層厚が異なる領域では、実質的に、該領域において液晶層の配向方向を変更した場合と同様の作用を有する。特に、二色性色素等の色素を使用し、光の吸収を利用するGH方式や、複屈折や旋光現象を利用する偏光板方式において、液晶層で生じる光の吸収、複屈折の各現象は、何れも、光の伝播に伴う現象であり、各現象とも液晶層における光の伝播距離とそれらの現象の程度との間に関連性を有している。さらに、表示光は、反射表示部においては液晶層を、往復により二度通過し、透過表示部においては、液晶層を一度しか通過しないため、液晶配向がほぼ同様である場合に、液晶層厚が、反射表示部と透過表示部とで同様に設定されている場合は、十分な明度やコントラスト比が得られず、前記課題は解決されない。   In addition, when the degree of modulation of each optical physical quantity such as the light absorption amount and the phase difference due to optical anisotropy is changed independently between the reflective display unit and the transmissive display unit, the alignment direction of the liquid crystal due to voltage application Even when the entire region for use in displaying the liquid crystal layer is substantially the same, the region where the liquid crystal layer thickness of the liquid crystal layer is different is substantially the same as when the orientation direction of the liquid crystal layer is changed in the region. Has an effect. In particular, in the GH method using a dye such as a dichroic dye and the polarizing plate method using birefringence and optical rotation phenomenon, the light absorption and birefringence phenomena generated in the liquid crystal layer are as follows. These are phenomena associated with the propagation of light, and each phenomenon has a relationship between the propagation distance of light in the liquid crystal layer and the degree of those phenomena. Further, since the display light passes twice through the liquid crystal layer in the reflective display portion and only once through the liquid crystal layer in the transmissive display portion, the thickness of the liquid crystal layer is substantially the same when the liquid crystal orientation is substantially the same. However, when the reflective display unit and the transmissive display unit are set in the same manner, sufficient brightness and contrast ratio cannot be obtained, and the above-described problem cannot be solved.

そこで、第3の液晶表示装置は、対向する表面に配向手段(例えば配向膜)が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、上記液晶層における表示に利用される領域が、少なくとも二種類の異なる液晶層厚を有する領域よりなり、かつ、上記液晶層厚が異なる各々の領域が反射表示部と透過表示部とに用いられていると共に、少なくとも反射表示部には反射手段(例えば反射膜や反射電極)が配され、上記反射表示部の液晶層厚は透過表示部よりも小さい構成を有している。   Therefore, the third liquid crystal display device includes a liquid crystal display element having a pair of substrates having alignment means (for example, an alignment film) on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates. In the liquid crystal display device, a region used for display in the liquid crystal layer is formed of a region having at least two different liquid crystal layer thicknesses, and each region having the different liquid crystal layer thickness is transmitted through the reflective display unit. In addition to being used in the display unit, at least the reflective display unit is provided with a reflecting means (for example, a reflective film or a reflective electrode), and the liquid crystal layer thickness of the reflective display unit is smaller than the transmissive display unit. Yes.

上記の構成によれば、液晶層厚が異なる領域における光学的物理量の変調量の大きさに基づく透過率または反射率を得ることができ、これにより、透過表示部と反射表示部とで光学パラメータを独立に設定することが可能となる。従って、上記の構成によれば、視差がなく、高コントラスト比を実現することができ、周囲が暗い場合の視認性を向上させることが可能であると共に、周囲光が強い場合でも良好な視認性を得ることができる。このため、上記の構成によれば、視認性に優れ、かつ、高解像度表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる半透過型の液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to obtain a transmittance or a reflectance based on the magnitude of the modulation amount of the optical physical quantity in the regions having different liquid crystal layer thicknesses. Can be set independently. Therefore, according to the above configuration, there is no parallax, a high contrast ratio can be realized, and it is possible to improve visibility when the surroundings are dark, and good visibility even when ambient light is strong Can be obtained. Therefore, according to the above configuration, a transflective liquid crystal display device that is excellent in visibility, capable of high-resolution display, and can use both reflected light and transmitted light for display is provided. be able to.

第4の液晶表示装置は、上記第1〜第3の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板における上記液晶層の表示に利用される領域に接触する接触面上の領域に、少なくとも二種類の異なる配向方向をそれに接する液晶層界面の配向に与えるように配向手段が施されている構成を有している。   A fourth liquid crystal display device according to any one of the first to third liquid crystal display devices, wherein the contact surface is in contact with a region used for displaying the liquid crystal layer on at least one of the pair of substrates. The upper region has a configuration in which alignment means is applied so as to give at least two different alignment directions to the alignment of the liquid crystal layer interface in contact therewith.

このように、液晶配向が同時に異なる配向状態を有するための手段としては、例えば前記表示内容書換手段以外に、例えば、上記液晶層に接する基板上の界面に施され、少なくとも二種類の異なる配向方向をそれに接する液晶層界面の配向に与えるように配向処理された配向膜等を用いることができる。このように、上記基板表面における、上記液晶層の表示に利用される領域に接触する接触面上の領域に、少なくとも二種類の異なる配向方向をそれに接する液晶層界面の配向に与えるように配向手段が施されていることで、上記液晶層が、電圧印加時に、該液晶層における表示に利用するための任意でかつ異なる領域において、同時に少なくとも二種類の異なる配向状態を示し、上記液晶層における配向状態の異なる領域で反射表示と透過表示とを行うことができる。   As described above, as means for having liquid crystal alignments having different alignment states at the same time, for example, in addition to the display content rewriting means, for example, at least two different alignment directions are applied to the interface on the substrate in contact with the liquid crystal layer. An alignment film or the like that has been subjected to an alignment treatment so as to give to the alignment at the interface of the liquid crystal layer in contact therewith can be used. In this way, the alignment means is provided so that at least two different alignment directions are given to the alignment of the liquid crystal layer interface in contact with the region on the contact surface in contact with the region used for display of the liquid crystal layer on the substrate surface. When the voltage is applied, the liquid crystal layer exhibits at least two different alignment states at the same time in any and different regions for use in display in the liquid crystal layer, and the alignment in the liquid crystal layer Reflective display and transmissive display can be performed in regions having different states.

この場合、液晶配向の基板に対する仰角や、その方位角を変更することで、光学特性を決定する液晶の配向と、電圧を印加した場合の配向変化との両方を変化させることができ、反射表示部と透過表示部とで各表示に適した表示を行うことが可能になる。   In this case, by changing the elevation angle of the liquid crystal orientation relative to the substrate and its azimuth angle, both the orientation of the liquid crystal that determines the optical characteristics and the orientation change when a voltage is applied can be changed. It is possible to perform display suitable for each display between the display unit and the transmissive display unit.

上述した手段や配向機構によれば、反射表示部と透過表示部とで共に良好な表示を実現することができるが、色彩表示(カラー表示)を行うか白黒表示を行うか、あるいは、反射表示を主体として表示を行うか透過表示を主体として表示を行うか等、所望する表示によって、反射表示部と透過表示部との比率には、良好な表示を行うための最適な比率が存在する。   According to the above-described means and orientation mechanism, both the reflective display unit and the transmissive display unit can achieve good display. However, color display (color display) or black-and-white display is performed, or reflective display is performed. Depending on the desired display, such as whether the display is based on the main display or the display is based on the transmissive display, there is an optimum ratio for a good display in the ratio between the reflective display portion and the transmissive display portion.

つまり、第5の液晶表示装置は、第1〜第4の何れかの液晶表示装置において、上記反射表示部と透過表示部との合計の面積に対する反射表示部の面積の占める割合が、30%以上、90%以下である構成を有している。   That is, in the fifth liquid crystal display device, in the first to fourth liquid crystal display devices, the ratio of the area of the reflective display portion to the total area of the reflective display portion and the transmissive display portion is 30%. As described above, the configuration is 90% or less.

上記の構成によれば、上記反射表示部と透過表示部とで共にカラー表示を行う場合に、上記反射表示部と透過表示部とで共に良好な表示を行うことができる。   According to the above configuration, when both the reflective display unit and the transmissive display unit perform color display, both the reflective display unit and the transmissive display unit can perform good display.

また、視認性の観点からは、反射表示部と透過表示部とで表示内容が反転していないことが望ましい。これは、照明環境が変化したり、照明環境の変化が予測困難な状況において、反射表示部と透過表示部とで表示内容が反転していると、周囲光の強度によって表示のコントラスト比が大きく変動するためであり、視認性の点からは、このようなコントラスト比の変動は、ウォッシュアウトと同様の現象となり、視認性の大幅な悪化を招く。   Further, from the viewpoint of visibility, it is desirable that display contents are not inverted between the reflective display portion and the transmissive display portion. This is because the display contrast ratio increases depending on the intensity of the ambient light if the display contents are inverted between the reflective display and the transmissive display in a situation where the lighting environment changes or the change in the lighting environment is difficult to predict. This is because of the fluctuation, and from the viewpoint of visibility, such a change in contrast ratio is a phenomenon similar to that of washout, which causes a significant deterioration in visibility.

そこで、透過表示部が明表示のときに反射表示部が明表示を同時に表示し、透過表示部が暗表示のときに反射表示部が暗表示を同時に表示することは、視認性を確保する上で、非常に重要である。   Therefore, when the transmissive display unit is bright display, the reflective display unit simultaneously displays bright display, and when the transmissive display unit is dark display, the reflective display unit displays dark display at the same time to ensure visibility. It is very important.

このため、第6の液晶表示装置は、第1〜第5の何れかの液晶表示装置において、上記透過表示部が明表示のときに同時に反射表示部が明表示となり、上記透過表示部が暗表示のときに同時に反射表示部が暗表示となる構成を有している。   For this reason, in the sixth liquid crystal display device, in any of the first to fifth liquid crystal display devices, when the transmissive display portion is brightly displayed, the reflective display portion is simultaneously brightly displayed and the transmissive display portion is darkened. At the time of display, the reflective display unit is darkly displayed.

上記の構成によれば、上記第6の液晶表示装置は、上記第1または第3の液晶表示装置の構成を備えることで、上記透過表示部が明表示のときに同時に反射表示部が明表示とし、上記透過表示部が暗表示のときに同時に反射表示部が暗表示とすることが可能である。特に、上記液晶表示装置によれば、そのままでは反射表示部と透過表示部とで表示内容が反転する場合であっても、例えば前記配向機構に、前記表示内容書換手段を用い、反射表示部と透過表示部とで表示内容の書き換えを個別に制御することで、容易に表示を揃えることができる。従って、上記の構成によれば、良好な視認性を確保することができる。   According to the above configuration, the sixth liquid crystal display device includes the configuration of the first or third liquid crystal display device, so that the reflective display unit displays bright simultaneously when the transmissive display unit displays bright. When the transmissive display portion is dark, the reflective display portion can be dark. In particular, according to the liquid crystal display device, even if the display contents are inverted between the reflective display unit and the transmissive display unit as they are, for example, the display content rewriting means is used for the orientation mechanism, By individually controlling rewriting of display contents with the transparent display unit, the display can be easily aligned. Therefore, according to said structure, favorable visibility can be ensured.

また、第7の液晶表示装置は、第1〜第6の何れかの液晶表示装置において、上記液晶層が、液晶に二色性を有する色素を混入してなる液晶組成物からなる構成を有している。   In addition, the seventh liquid crystal display device has a configuration in which the liquid crystal layer is made of a liquid crystal composition in which a dichroic dye is mixed in the liquid crystal in any of the first to sixth liquid crystal display devices. is doing.

上記の構成によれば、上記液晶層が、液晶に二色性を有する色素を混入してなる液晶組成物からなることにより、反射表示部と透過表示部とで、光の吸収量を適正化することができる。   According to said structure, the said liquid-crystal layer optimizes the light absorption amount by a reflective display part and a transmissive display part by comprising the liquid crystal composition formed by mixing the dichroic pigment | dye in a liquid crystal. can do.

また、反射表示部と透過表示部とで共に良好な表示を行うための表示方式としては、偏光板を用いて複屈折や旋光現象を表示に利用する方式を用いることも有効である。   In addition, as a display method for performing good display in both the reflective display portion and the transmissive display portion, it is also effective to use a method that utilizes birefringence or optical rotation for display using a polarizing plate.

このため、第8の液晶表示装置は、第1〜第7の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板における液晶層との非接触面側に偏光板が配置されている構成を有している。   For this reason, in the eighth liquid crystal display device, in any one of the first to seventh liquid crystal display devices, a polarizing plate is disposed on the non-contact surface side with the liquid crystal layer in at least one of the pair of substrates. It has the structure which is made.

上記の構成によれば、反射表示部と透過表示部とで、複屈折を適正化することができ、良好な表示を行うことができる。このとき、反射表示部に偏光板方式を用い、上記第3の液晶表示装置で透過表示部において十分な表示を確保するには、表示面側のみならず、透過表示部の光の入射側にも偏光板を有することが必要である。   According to said structure, birefringence can be optimized by a reflective display part and a transmissive display part, and a favorable display can be performed. At this time, in order to secure a sufficient display in the transmissive display unit in the third liquid crystal display device using a polarizing plate system for the reflective display unit, not only on the display surface side but also on the light incident side of the transmissive display unit. It is necessary to have a polarizing plate.

また、上記第8の液晶表示装置において、液晶層の電圧による配向変化でもたらされる光の位相差の変化量は、反射表示部では液晶層を往復する光に適するように設定し、透過表示部では、液晶層を透過する光に適するように設定することが、表示の切り替えを行う上で望ましい。   In the eighth liquid crystal display device, the amount of change in the phase difference of the light caused by the orientation change due to the voltage of the liquid crystal layer is set so as to be suitable for light traveling back and forth in the liquid crystal layer in the reflective display unit, and the transmissive display unit Then, it is desirable to switch the display so as to be suitable for light transmitted through the liquid crystal layer.

このため、第9の液晶表示装置は、第8の液晶表示装置において、上記液晶層に電圧を印加する電圧印加手段(例えば電極)を備え、該電圧印加手段は、電圧印加時における反射表示部の反射手段上での表示光の位相差が、明表示のときと暗表示のときとで概ね90度の差異となり、かつ、透過表示部において液晶層を出射する表示光の位相差が、明表示のときと暗表示のときとで概ね180度の差異となるように電圧を印加する構成を有している。   For this reason, the ninth liquid crystal display device includes, in the eighth liquid crystal display device, voltage application means (for example, an electrode) for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the voltage application means is a reflective display unit at the time of voltage application. The phase difference of the display light on the reflecting means is approximately 90 degrees between the bright display and the dark display, and the phase difference of the display light emitted from the liquid crystal layer in the transmissive display portion is bright. A voltage is applied so that there is a difference of approximately 180 degrees between display and dark display.

この場合、上記液晶層における液晶配向は、具体的には、第10の液晶表示装置に示すように、上記液晶層が、上記一対の基板間で、60度以上、100度以下のツイスト角でツイスト配向しているか、あるいは、第11の液晶表示装置に示すように、上記液晶層が、上記一対の基板間で、0度以上、40度以下のツイスト角でツイスト配向していることが好ましい。   In this case, specifically, the liquid crystal orientation in the liquid crystal layer is such that the liquid crystal layer has a twist angle of 60 degrees or more and 100 degrees or less between the pair of substrates as shown in a tenth liquid crystal display device. Preferably, the liquid crystal layer is twist-aligned, or the liquid crystal layer is twist-aligned between the pair of substrates at a twist angle of 0 ° to 40 °, as shown in the eleventh liquid crystal display device. .

上記液晶層が、上記一対の基板間で、60度以上、100度以下のツイスト角でツイスト配向するように上記液晶表示装置を構成することで、透過表示部の液晶層においては、液晶の配向の捩じれにしたがった旋光に近い偏光の変化を表示に利用することができ、反射表示部においては、旋光とリタデーションとの制御による偏光の変化を表示に利用することができる。   By configuring the liquid crystal display device so that the liquid crystal layer is twist-aligned between the pair of substrates at a twist angle of 60 degrees or more and 100 degrees or less, in the liquid crystal layer of the transmissive display portion, the orientation of the liquid crystal The change in polarization close to the optical rotation according to the twist of can be used for display, and the reflection display unit can use the change in polarization by the control of optical rotation and retardation for display.

また、上記液晶層が、上記一対の基板間で、0度以上、40度以下のツイスト角でツイスト配向するように上記液晶表示装置を構成することで、透過表示部の液晶層においても、反射表示部の液晶層においても、ともにリタデーションの変化を表示に利用することができる。   Further, the liquid crystal layer is configured so that the liquid crystal layer is twist-aligned between the pair of substrates with a twist angle of 0 degree or more and 40 degrees or less. In the liquid crystal layer of the display unit, the change in retardation can be used for display.

よって、第10の液晶表示装置は、上記液晶層が、上記一対の基板間で、60度以上、100度以下のツイスト角でツイスト配向している構成を有している。   Therefore, the tenth liquid crystal display device has a configuration in which the liquid crystal layer is twist-aligned between the pair of substrates with a twist angle of 60 degrees or more and 100 degrees or less.

第11の液晶表示装置は、上記液晶層が、上記一対の基板間で、0度以上、40度以下のツイスト角でツイスト配向している構成を有している。   The eleventh liquid crystal display device has a configuration in which the liquid crystal layer is twist-aligned between the pair of substrates at a twist angle of 0 ° to 40 °.

上記第9〜第11の液晶表示装置によれば、反射表示部と透過表示部とで、各々反射表示あるいは透過表示に適した位相差の変化量を得ることができ、明表示と暗表示との表示の切り替えが可能となる。   According to the ninth to eleventh liquid crystal display devices, the reflective display unit and the transmissive display unit can obtain a change amount of the phase difference suitable for the reflective display or the transmissive display, respectively. The display can be switched.

また、上記第1〜第6、第8または第9の何れかの液晶表示装置においては、液晶の配向変化は、基板に平行な面内での方位の変更だけであっても、十分な表示が可能である。   Further, in any of the first to sixth, eighth, or ninth liquid crystal display devices, sufficient change in the orientation of the liquid crystal can be achieved even if the orientation is changed only in a plane parallel to the substrate. Is possible.

即ち、第12の液晶表示装置は、第1〜第6、第8または第9の何れかの液晶表示装置において、上記液晶表示素子は、上記反射表示部および透過表示部のうち少なくとも一方で、液晶分子を基板に対して平行に回転させることにより液晶層の配向状態を変化させて表示を行う構成を有している。   That is, the twelfth liquid crystal display device is the liquid crystal display device of any one of the first to sixth, eighth, or ninth, wherein the liquid crystal display element is at least one of the reflective display portion and the transmissive display portion. The liquid crystal molecules are rotated in parallel with the substrate to change the alignment state of the liquid crystal layer for display.

さらに、以下の構成によれば、従来のインプレインスイッチング方式の課題である低い光透過率の原因となる液晶配向の不十分さを、反射表示として積極的に表示に利用することにより、インプレインスイッチング方式の光利用効率の低さを克服することができる。   Furthermore, according to the following configuration, the in-plane is obtained by actively utilizing the insufficient liquid crystal alignment that causes the low light transmittance, which is a problem of the conventional in-plane switching method, as a reflective display. The low light use efficiency of the switching method can be overcome.

即ち、第13の液晶表示装置は、第12の液晶表示装置において、上記液晶表示素子は、上記液晶層に基板の面内方向に電界を生じさせる電圧印加手段を、上記反射表示部および透過表示部のうち何れか一方に対応して備えている構成を有している。   That is, the thirteenth liquid crystal display device is the twelfth liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display element includes voltage applying means for generating an electric field in the liquid crystal layer in an in-plane direction of the substrate, the reflective display portion, and the transmissive display. It has the structure provided corresponding to either one of the parts.

また、液晶層の配向は、従来より表示に多く用いられている平行配向であってもよいが、液晶が基板に対して垂直に配向している垂直配向であってもよい。   Further, the alignment of the liquid crystal layer may be a parallel alignment that has been conventionally used for display, but may also be a vertical alignment in which the liquid crystal is aligned perpendicular to the substrate.

第14の液晶表示装置は、第1〜第9、第12または第13の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板は、上記液晶層との接触面における上記反射表示部および透過表示部のうち少なくとも一方に対応する領域に、垂直配向性を有する配向膜を備えている構成を有している。   In a fourteenth liquid crystal display device according to any one of the first to ninth, twelfth, or thirteenth liquid crystal display devices, at least one of the pair of substrates is the surface of the contact surface with the liquid crystal layer. A region corresponding to at least one of the reflective display portion and the transmissive display portion is provided with an alignment film having a vertical alignment property.

このように、上記基板が垂直配向性を有する配向膜を備え、液晶が基板に対して垂直に配向している垂直配向である場合には、表示のコントラスト比が良好になる利点があり、しかも、第1〜第9、第12または第13の液晶表示装置において、良好な表示を行う上で有効に作用する。   As described above, when the substrate includes an alignment film having a vertical alignment and the liquid crystal is aligned vertically with respect to the substrate, there is an advantage that the contrast ratio of the display is improved, and In the first to ninth, twelfth, or thirteenth liquid crystal display devices, the liquid crystal display device works effectively for good display.

また、第15の液晶表示装置は、第1〜第14の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち、少なくとも一方の基板が、上記反射表示部および透過表示部のうち少なくとも反射表示部に対応する領域に絶縁膜を備え、該絶縁膜は、その膜厚が、上記反射表示部に対応する領域の方が透過表示部に対応する領域よりも厚くなるように形成されている構成を有している。   The fifteenth liquid crystal display device according to any one of the first to fourteenth liquid crystal display devices, wherein at least one of the pair of substrates is at least a reflective display of the reflective display portion and the transmissive display portion. An insulating film is provided in a region corresponding to the portion, and the insulating film is formed such that the thickness of the region corresponding to the reflective display portion is larger than the region corresponding to the transmissive display portion. have.

つまり、上記の液晶表示装置は、液晶層を挟持する少なくとも一方のほぼ平滑な基板上に絶縁膜を有し、該絶縁膜は、透過表示部に対応する領域で、反射表示部に対応する領域よりも膜厚が薄くなるように形成されているか、あるいは、反射表示部に対応する領域にのみ絶縁層が形成されていて、透過表示部に対応する領域には絶縁膜が形成されていない。   That is, the liquid crystal display device has an insulating film on at least one substantially smooth substrate that sandwiches the liquid crystal layer, and the insulating film is a region corresponding to the transmissive display portion and a region corresponding to the reflective display portion. The insulating layer is formed only in the region corresponding to the reflective display portion, and the insulating film is not formed in the region corresponding to the transmissive display portion.

上記の構成によれば、液晶層における表示に利用される領域が、少なくとも二種類の異なる液晶層厚を有する液晶表示装置(即ち、反射表示部と透過表示部とで液晶層厚の異なる液晶表示装置)を容易に得ることができる。   According to the above configuration, the liquid crystal display device has at least two different liquid crystal layer thicknesses used for display in the liquid crystal layer (that is, liquid crystal displays having different liquid crystal layer thicknesses between the reflective display unit and the transmissive display unit). Device) can be obtained easily.

また、上記絶縁膜は、液晶層厚の調整手段として作用するのみならず、反射表示部において上記の絶縁膜が液晶層と接する面に表示用の電極を形成することで、液晶層を駆動する電圧を損失なく液晶層に印加することができる。   The insulating film not only functions as a liquid crystal layer thickness adjusting means, but also drives the liquid crystal layer by forming a display electrode on the surface of the reflective display portion where the insulating film is in contact with the liquid crystal layer. A voltage can be applied to the liquid crystal layer without loss.

この場合、表示面側の基板と対向配置された基板に反射手段として光反射性を有する膜を形成し、該光反射性を有する膜が凹凸構造を有していることは透過表示部の表示性能を損なうことなく解像度を損なわない反射表示の鏡面性防止手段として有効であり、上記の絶縁膜が、上記光反射性を有する膜の凹凸構造と同様の凹凸構造を有することで、凹凸構造を有する上記光反射性を有する膜を容易に形成することができる。   In this case, a light-reflective film is formed as a reflecting means on a substrate disposed opposite to the substrate on the display surface side, and the light-reflective film has a concavo-convex structure. Effective as a means for preventing specularity of reflective display without impairing the resolution without impairing the performance, and the insulating film has a concavo-convex structure similar to the concavo-convex structure of the light-reflecting film. The film having light reflectivity can be easily formed.

また、上記各液晶表示装置を用いてカラー表示を行う場合、液晶層だけでなく、発色に重要なカラーフィルタ層の設計が重要である。本願発明者らの検討によると、半透過型の液晶表示装置の主たる使用形態は二通りある。   In addition, when performing color display using each of the above liquid crystal display devices, it is important to design not only the liquid crystal layer but also a color filter layer that is important for color development. According to the study by the inventors of the present application, there are two main types of usage of the transflective liquid crystal display device.

一つは、通常使用においては透過表示を主に利用し、反射表示を付加的に用いることにより、周囲光の非常に強い照明環境下でのウォッシュアウトを防止し、発光型表示装置や透過表示のみの液晶表示装置と比較して、使用可能な照明環境の大幅な多様性を確保する、透過表示を主体とする使用形態であり、もう一つは、通常使用においては、電力消費量が少ないという反射表示の性質を生かし、かつ、照明の弱い環境下では、いわゆるバックライトと呼ばれる照明装置を点灯して使用することにより、先の使用形態と同様に使用可能環境の大幅な多様性を確保する、反射表示を主体とする使用形態である。   One is that the transmissive display is mainly used in normal use, and the reflective display is additionally used to prevent washout in an illumination environment with very strong ambient light. Compared to only liquid crystal display devices, it is a usage mode mainly for transmissive display, which ensures a great variety of usable lighting environments, and the other is less power consumption in normal use Taking advantage of the nature of reflective display, and in a low-light environment, a lighting device called a backlight is turned on and used to secure a great variety of usable environments as in the previous usage mode. This is a usage mode mainly composed of reflective display.

先の使用形態(透過表示を主体とする使用形態)においては、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち少なくとも透過表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタを配することで、視認性に優れ、かつ、高解像度なカラー表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる液晶表示装置を提供することができる。   In the above usage pattern (usage pattern mainly including transmissive display), at least one of the pair of substrates in the region corresponding to the transmissive display unit is transmitted in one of the regions constituting the display region of each pixel. Disclosed is a liquid crystal display device that can display color light with high visibility and can use both reflected light and transmitted light for display by arranging color filters having colors. Can do.

そして、このようにカラー表示を行う場合、各画素には、少なくとも透過表示部に透過色彩を有するカラーフィルタを配し、かつ、反射表示部には、カラーフィルタを用いないか、または、反射表示部の少なくとも一部に透過表示部に配したカラーフィルタと同じ明度を有するカラーフィルタを配するか、それよりも明度の高い透過色彩を有するカラーフィルタを配することが特に有効である。   When performing color display in this way, each pixel is provided with a color filter having a transmissive color at least in the transmissive display unit, and the color filter is not used in the reflective display unit, or reflective display is performed. It is particularly effective to arrange a color filter having the same brightness as that of the color filter arranged in the transmissive display unit, or a color filter having a transmissive color having a higher brightness than that of the color filter arranged in the transmissive display unit.

これは、カラー表示を行う場合、反射表示部に透過表示部のカラーフィルタをそのまま用いると明度が不足するためであり、反射表示部でもカラー表示を行う場合は、カラーフィルタを用いない領域を反射表示部に設けるか、反射表示部に透過表示部よりも明度の高い透過色彩を有するカラーフィルタを配することで、明度を補うことができ、反射表示に対してもカラー表示が可能になり、かつ、反射表示部に必要な反射率を確保することができるためである。   This is because, when performing color display, if the color filter of the transmissive display unit is used as it is for the reflective display unit, the brightness is insufficient, and when performing color display also on the reflective display unit, the area not using the color filter is reflected. By providing a color filter having a transmissive color higher in brightness than the transmissive display unit on the reflective display unit, the brightness can be compensated for, and color display is also possible for reflective display. In addition, the reflectance necessary for the reflective display portion can be ensured.

そして、反射表示部では、カラーフィルタを表示光が2回通過することを考慮すれば、反射表示部には、透過表示部よりも明度の高い透過色彩を有するカラーフィルタを配することが望ましい。   In the reflective display unit, it is desirable to dispose a color filter having a transmissive color with higher brightness than the transmissive display unit in consideration of the display light passing through the color filter twice.

また、透過表示を主体とする使用形態において、反射表示部に、カラーフィルタを設けない領域を有する構成とする場合、透過表示に必要な表示電圧信号は色彩表示に適した信号であり、反射表示に必要な表示電圧信号は、反射表示部にカラーフィルタを全く使用しない例においては白黒表示に適した信号である。従って、反射表示部にカラーフィルタを設けない構成とする場合、各色の画素が明度に寄与する割合が、透過表示部では各色の視感透過率に比例するが、反射表示部では、各色で等しくなるため、反射表示部に、カラーフィルタを設けない構成とする場合には、透過表示に用いるカラーフィルタの各色の視感透過率に合わせて、反射表示部の色彩表示を行わない領域の面積を変更することが望ましい。   Further, in a usage mode mainly for transmissive display, when the reflective display unit has a region where no color filter is provided, the display voltage signal necessary for transmissive display is a signal suitable for color display. The display voltage signal necessary for the display is a signal suitable for monochrome display in an example in which no color filter is used in the reflective display portion. Therefore, when the reflective display unit is not provided with a color filter, the proportion of pixels of each color contributing to the brightness is proportional to the luminous transmittance of each color in the transmissive display unit, but is equal for each color in the reflective display unit. Therefore, when the reflective display unit is not provided with a color filter, the area of the reflective display unit where no color display is performed is set in accordance with the luminous transmittance of each color of the color filter used for transmissive display. It is desirable to change.

即ち、第16の液晶表示装置は、第1〜第15の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち透過表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタが配され、かつ、上記表示領域を構成する領域のうち反射表示部に対応する領域の少なくとも一部に、上記基板における透過表示部に対応する領域に配されたカラーフィルタと同じ明度を有するカラーフィルタが配されている構成を有している。   That is, in the sixteenth liquid crystal display device, in any one of the first to fifteenth liquid crystal display devices, in one of the pair of substrates, the transmissive display unit in the region constituting the display region of each pixel. A color filter having a transmissive color is arranged in a corresponding region, and at least a part of a region corresponding to the reflective display portion in a region constituting the display region is provided in a region corresponding to the transmissive display portion in the substrate. The color filter having the same brightness as the arranged color filter is arranged.

上記の構成によれば、明度を補い、透過表示のみならず反射表示に対してもカラー表示が可能になると共に、反射表示部に必要な反射率を確保することができ、透過表示を主体とし、カラー表示可能な半透過型の液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, brightness can be compensated, color display can be performed not only for transmissive display but also for reflective display, and the necessary reflectance for the reflective display unit can be ensured. In addition, a transflective liquid crystal display device capable of color display can be provided.

また、第17の液晶表示装置は、第1〜第15の液晶表示装置において、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち透過表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタが配され、かつ、上記表示領域を構成する領域のうち反射表示部に対応する領域の少なくとも一部に、上記基板における透過表示部に対応する領域に配されたカラーフィルタよりも明度が高い透過色彩を有するカラーフィルタが配されている構成を有している。   In addition, the seventeenth liquid crystal display device according to any one of the first to fifteenth liquid crystal display devices may be a region corresponding to a transmissive display unit in a region constituting a display region of each pixel in one of the pair of substrates. In addition, a color filter having a transmissive color is disposed, and at least a part of the region corresponding to the reflective display portion among the regions constituting the display region is disposed in the region corresponding to the transmissive display portion in the substrate. It has a configuration in which a color filter having a transmission color having a higher brightness than the color filter is arranged.

上記の構成によれば、カラー表示を行う場合に、明度を補い、透過表示のみならず反射表示に対してもカラー表示が可能になると共に、反射表示部に必要な反射率を確保することができ、透過表示を主体とし、カラー表示可能な半透過型の液晶表示装置を提供することができる。この場合、反射表示部では、カラーフィルタを表示光が2回通過する。このため、反射表示部に対応する領域に、上記基板における透過表示部に対応する領域に配されたカラーフィルタよりも明度が高い透過色彩を有するカラーフィルタを配することで、より明度を高め、より良好なカラー表示を行うことができる。   According to the above configuration, when color display is performed, brightness can be compensated, color display can be performed not only for transmissive display but also for reflective display, and necessary reflectance for the reflective display unit can be ensured. In addition, it is possible to provide a transflective liquid crystal display device mainly including transmissive display and capable of color display. In this case, the display light passes through the color filter twice in the reflective display section. For this reason, in the region corresponding to the reflective display portion, by arranging a color filter having a transmission color higher in brightness than the color filter disposed in the region corresponding to the transmissive display portion in the substrate, the brightness is further increased. A better color display can be performed.

さらに、第18の液晶表示装置は、第1〜第17の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち、少なくとも透過表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタが配され、かつ、上記カラーフィルタの透過色彩の視感透過率に合わせて、反射表示部の色彩表示を行わない領域の面積が設定されている構成を有している。   Further, the eighteenth liquid crystal display device according to any one of the first to seventeenth liquid crystal display devices, wherein at least transmissive display is performed among regions constituting a display region of each pixel in one of the pair of substrates. A color filter having a transmission color is arranged in an area corresponding to the area, and the area of the area where the color display of the reflection display section is not performed is set according to the luminous transmittance of the transmission color of the color filter. It has the composition which is.

上記の構成によれば、各色の画素が明度に寄与する割合を各色の視感透過率によって変更することができ、この結果、良好な表示を実現することができる。   According to said structure, the ratio which the pixel of each color contributes to the brightness can be changed with the luminous transmittance of each color, As a result, a favorable display is realizable.

また、二つ目の使用形態(反射表示を主体とする使用形態)においては、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち少なくとも反射表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタを配することで、視認性に優れ、かつ、高解像度なカラー表示が可能であり、反射光と透過光とを共に表示に利用することができる液晶表示装置を提供することができる。   Further, in the second usage pattern (usage pattern mainly using reflective display), at least one of the pair of substrates corresponding to the reflective display portion in the region constituting the display region of each pixel on one substrate. A liquid crystal display device that can display both reflected light and transmitted light for display with excellent visibility and high-resolution color display by arranging a color filter having a transmission color in the region. Can be provided.

そして、このようにカラー表示を行う場合、各画素には、少なくとも反射表示部に透過色彩を有するカラーフィルタを配して色彩表示を行い、かつ、透過表示部には、カラーフィルタを用いないか、または、透過表示部の少なくとも一部に、反射表示部に配したカラーフィルタと同じ彩度を有するかそれよりも彩度の高い透過色彩を有するカラーフィルタを配することが特に有効である。   When performing color display in this way, each pixel is displayed with a color filter having a transparent color at least in the reflective display portion, and the color filter is not used in the transparent display portion. Alternatively, it is particularly effective to arrange a color filter having the same saturation as that of the color filter arranged in the reflective display unit or having a transmission color with a higher saturation than at least a part of the transmissive display unit.

反射表示を主体とする使用形態において、透過表示部ではカラーフィルタを用いず、白黒表示を行った場合、光の透過率が上昇することから、透過表示部をさらに小さく設定することが可能である。これにより、反射表示部の面積をより大きく確保することができ、通常使用時の反射表示においてより良好な表示を得ることができる。   In the usage mode mainly for reflective display, when the black and white display is performed without using the color filter in the transmissive display unit, the light transmittance increases, so that the transmissive display unit can be set smaller. . Thereby, the area of a reflective display part can be ensured more, and a more favorable display can be obtained in the reflective display at the time of normal use.

また、反射表示を主体とする使用形態において、反射表示に用いるカラーフィルタの各色の視感透過率に合わせて、透過表示部の色彩表示を行わない領域の面積を変更することにより、各画素における透過表示部の白黒表示の明度への寄与を、視感透過率を考慮して適正に設定することができる。   Further, in the usage mode mainly including the reflective display, the area of the transmissive display portion where no color display is performed is changed according to the luminous transmittance of each color of the color filter used for the reflective display. The contribution of the transmissive display unit to the brightness of the monochrome display can be appropriately set in consideration of the luminous transmittance.

即ち、第19の液晶表示装置は、第1〜第15の何れかの液晶表示装置において、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち少なくとも反射表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタが配されている構成を有している。   That is, the nineteenth liquid crystal display device according to any one of the first to fifteenth liquid crystal display devices, at least a reflective display portion of a region constituting a display region of each pixel in one of the pair of substrates. Is provided with a color filter having a transmissive color.

上記の構成によれば、反射表示を主体とする表示を行う場合に、視認性に優れ、かつ、高解像度なカラー表示を行うことができる液晶表示装置を提供することができる。この場合、特に、反射表示部ではカラー表示を行い、透過表示部ではカラーフィルタを用いずに白黒表示を行うことで、光の透過率が上昇する。このため、このような場合には、透過表示部をさらに小さく設定することが可能であり、反射表示部の面積をより大きく確保することができ、通常使用時の反射表示においてより良好な表示を得ることができる。   According to the above configuration, it is possible to provide a liquid crystal display device that is excellent in visibility and capable of performing high-resolution color display when performing display mainly of reflective display. In this case, in particular, the light transmittance is increased by performing color display in the reflective display unit and performing monochrome display in the transmissive display unit without using a color filter. For this reason, in such a case, it is possible to set the transmissive display portion to be smaller, to secure a larger area of the reflective display portion, and to provide a better display in the reflective display during normal use. Obtainable.

また、第20の液晶表示装置は、第19の液晶表示装置において、上記カラーフィルタの透過色彩の視感透過率に合わせて、透過表示部の色彩表示を行わない領域の面積が設定されている構成を有している。   Further, in the twentieth liquid crystal display device, in the nineteenth liquid crystal display device, the area of the transmissive display portion where no color display is performed is set in accordance with the luminous transmittance of the transmissive color of the color filter. It has a configuration.

上記の構成によれば、反射表示を主体とする表示を行う場合に、各画素における透過表示部の白黒表示からの明度への寄与を、視感透過率を考慮して適正に設定することができるので、より良好な表示を得ることができる。   According to the above configuration, when performing display mainly with reflective display, it is possible to appropriately set the contribution to the brightness from the monochrome display of the transmissive display unit in each pixel in consideration of the luminous transmittance. Therefore, a better display can be obtained.

さらに、第21の液晶表示装置は、第1〜第15の液晶表示装置において、上記一対の基板のうち一方の基板における、各画素の表示領域を構成する領域のうち反射表示部に対応する領域に、透過色彩を有するカラーフィルタが配され、かつ、上記表示領域を構成する領域のうち透過表示部に対応する領域の少なくとも一部に、上記基板における反射表示部に対応する領域に配されたカラーフィルタと彩度が同等以上の透過色彩を有するカラーフィルタが配されている構成を有している。   Further, the twenty-first liquid crystal display device according to any one of the first to fifteenth liquid crystal display devices, of the pair of substrates, an area corresponding to the reflective display portion in an area constituting a display area of each pixel. In addition, a color filter having a transmission color is arranged, and at least a part of a region corresponding to the transmissive display unit among the regions constituting the display region is arranged in a region corresponding to the reflective display unit in the substrate The color filter has a configuration in which a color filter having a transmitted color whose saturation is equal to or higher than that of the color filter is arranged.

上記の構成によれば、反射表示部および透過表示部で共に良好なカラー表示を行うことができる、反射表示を主体とする半透過型の液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to provide a transflective liquid crystal display device mainly composed of reflective display, which can perform good color display in both the reflective display portion and the transmissive display portion.

また、上記の液晶表示装置は、上述したように反射表示部を備えているため、従来の反射型液晶表示装置における低消費電力という特徴を合わせて有している。しかしながら、消費電力の大きな照明光を用いて、これを点灯状態に保ち続けることは、消費電力の増大を招く。   In addition, since the liquid crystal display device includes the reflective display unit as described above, it has a feature of low power consumption in the conventional reflective liquid crystal display device. However, using illumination light that consumes a large amount of power and keeping it in a lit state causes an increase in power consumption.

そこで、第22の液晶表示装置は、第1〜第21の何れかの液晶表示装置において、上記液晶表示素子に該液晶表示素子の背面から光を入射する照明装置を備え、該照明装置が、表示面の輝度を変更する表示面輝度変更手段を兼ねている構成を有している。   Therefore, the twenty-second liquid crystal display device includes any one of the first to twenty-first liquid crystal display devices, and includes an illumination device that makes light incident on the liquid crystal display element from the back surface of the liquid crystal display element, and the illumination device includes: It has a configuration that also serves as display surface luminance changing means for changing the luminance of the display surface.

上記の構成によれば、照明装置により表示面の輝度を変更することで、低消費電力と視認性との両立を図ることができる。   According to said structure, coexistence with low power consumption and visibility can be aimed at by changing the brightness | luminance of a display surface with an illuminating device.

さらに、第23の液晶表示装置は、第22の液晶表示装置において、上記照明装置は、順応輝度に応じて、知覚明度が10bril以上、30bril未満となるように表示面の輝度を変更する構成を有している。   Further, the twenty-third liquid crystal display device is the twenty-second liquid crystal display device, wherein the lighting device has a configuration in which the luminance of the display surface is changed so that the perceived lightness is not less than 10 brills and less than 30 brills according to the adaptation luminance. Have.

上記知覚明度は、順応輝度と表示面の輝度とによって規定される。このとき、上記の照明装置が、液晶表示装置の表示内容や、照明等の視環境によって変化する順応輝度に応じて、点灯、消灯、あるいは照明の強度を変更することで、上記の知覚明度が得られるように表示面の輝度を変更することは、低消費電力と視認性との両立を図る上で非常に好ましい。特に、上記照明装置がタッチパネル等の押圧座標検出型入力手段等により液晶表示素子外部から制御される場合、上記の効果はより一層顕著なものとなる。   The perceptual lightness is defined by the adaptation luminance and the luminance of the display surface. At this time, the above-described perceptual lightness can be obtained by the lighting device being turned on / off or changing the intensity of illumination according to the display content of the liquid crystal display device or the adaptation luminance that changes depending on the viewing environment such as lighting. Changing the luminance of the display surface so as to be obtained is very preferable for achieving both low power consumption and visibility. In particular, when the illuminating device is controlled from the outside of the liquid crystal display element by a press coordinate detection type input means such as a touch panel, the above effect becomes even more remarkable.

また、上記の構成によれば、透過表示が主に表示に寄与している状況での視認性を改善することができ、良好な視認性を実現することができると共に、低消費電力化を図ることができる。   Moreover, according to said structure, the visibility in the condition where the transmissive display mainly contributes to a display can be improved, favorable visibility can be implement | achieved, and low power consumption is achieved. be able to.

また、上記のような半透過型の液晶表示装置においては、いわゆるフロントライトを利用した反射型液晶表示装置と比較してタッチパネル等の押圧座標検出型入力手段の使用が容易であり、この点で大きな利点がある。従って、このような押圧座標検出型入力手段を用いた半透過型で良好な表示を実現することは、良好な入力装置一体型の消費電力の小さい液晶表示装置のために有効である。   Further, in the transflective liquid crystal display device as described above, it is easy to use a press coordinate detection type input means such as a touch panel as compared with a reflective liquid crystal display device using a so-called front light. There is a big advantage. Therefore, realizing a transflective and good display using such a pressed coordinate detection type input means is effective for a liquid crystal display device with a low power consumption and an integrated input device.

即ち、第24の液晶表示装置は、第1〜第23の何れかの液晶表示装置において、表示面に重ねて配置され、押圧されることによって押圧された座標位置を検出する押圧座標検出型入力手段を具備している構成を有している。   That is, the twenty-fourth liquid crystal display device is a press coordinate detection type input for detecting a coordinate position pressed by being pressed on the display surface in any one of the first to twenty-third liquid crystal display devices. It has the structure which comprises the means.

よって、上記の構成によれば、良好な入力装置一体型の消費電力の小さい液晶表示装置を提供することができる。   Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a favorable liquid crystal display device with low power consumption integrated with an input device.

さらに、このような押圧座標検出型入力手段を利用した場合には、該押圧座標検出型入力手段の信号によって、観察者が表示装置を使用していることが容易に検知されるため、この信号にしたがって液晶表示装置の消費電力を左右する照明装置の輝度を変更して表示面の輝度を変更することや、液晶配向を変更することは、消費電力の削減と良好な視認性とを両立するために有効である。   Furthermore, when such a pressed coordinate detection type input means is used, it is easily detected by the signal of the pressed coordinate detection type input means that the observer is using the display device. Therefore, changing the brightness of the display device by changing the brightness of the lighting device that influences the power consumption of the liquid crystal display device and changing the liquid crystal orientation achieves both a reduction in power consumption and good visibility. It is effective for.

そこで、第25の液晶表示装置は、第22または第23の液晶表示装置において、表示面に重ねて配置され、押圧されることによって押圧された座標位置を検出する押圧座標検出型入力手段を具備し、上記照明装置は、上記押圧座標検出型入力手段の出力信号に連動して表示面の輝度を変更する構成を有している。   Therefore, the twenty-fifth liquid crystal display device is provided with a pressed coordinate detection type input unit that is arranged so as to overlap the display surface and detects the pressed coordinate position in the twenty-second or twenty-third liquid crystal display device. And the said illuminating device has the structure which changes the brightness | luminance of a display surface in response to the output signal of the said press coordinate detection type | mold input means.

上記の構成によれば、上記押圧座標検出型入力手段の信号によって、観察者が表示装置を使用していることが容易に検知されるため、この信号にしたがって液晶表示装置の消費電力を左右する照明装置の輝度を変更し、表示面の輝度を変更すれば、消費電力の削減と良好な視認性とを両立することができる。   According to said structure, since it is easily detected that the observer is using the display apparatus by the signal of the said press coordinate detection type input means, the power consumption of a liquid crystal display device influences according to this signal. If the luminance of the lighting device is changed and the luminance of the display surface is changed, both reduction in power consumption and good visibility can be achieved.

また、第26の液晶表示装置は、第1または第2の液晶表示装置において、表示面に重ねて配置され、押圧されることによって押圧された座標位置を検出する押圧座標検出型入力手段を具備し、上記配向機構は、上記押圧座標検出型入力手段の出力信号に連動して上記反射表示部および透過表示部のうち少なくとも一方における液晶層の配向状態を変更する構成を有している。   The twenty-sixth liquid crystal display device includes a pressed coordinate detection type input unit that is arranged so as to overlap the display surface and detects a pressed coordinate position in the first or second liquid crystal display device. The alignment mechanism is configured to change the alignment state of the liquid crystal layer in at least one of the reflective display portion and the transmissive display portion in conjunction with the output signal of the pressed coordinate detection type input means.

上記の構成によれば、上記押圧座標検出型入力手段の信号によって、観察者が表示装置を使用していることが容易に検知されるため、この信号にしたがって液晶配向を変更すれば、消費電力の削減と良好な視認性とを両立することができる。   According to the above configuration, since it is easily detected that the observer is using the display device based on the signal of the pressed coordinate detection type input means, if the liquid crystal alignment is changed according to this signal, the power consumption Reduction and good visibility can be achieved at the same time.

また、上記の液晶表示装置が上記押圧座標検出型入力手段と偏光板とを共に備える場合、上記押圧座標検出型入力手段と偏光板とは、偏光板、押圧座標検出型入力手段、液晶表示素子の順に配置される。   When the liquid crystal display device includes both the pressed coordinate detection type input unit and the polarizing plate, the pressed coordinate detection type input unit and the polarizing plate include a polarizing plate, a pressed coordinate detection type input unit, and a liquid crystal display element. Arranged in this order.

即ち、第27の液晶表示装置は、第1〜第26の何れかの液晶表示装置において、表示面に重ねて配置され、押圧されることによって押圧された座標位置を検出する押圧座標検出型入力手段と偏光板とを具備し、上記偏光板と押圧座標検出型入力手段と液晶表示素子とがこの順に配置されている構成を有している。   That is, the twenty-seventh liquid crystal display device is a press coordinate detection type input for detecting a coordinate position pressed by being pressed on the display surface in any one of the first to twenty-sixth liquid crystal display devices. Means and a polarizing plate, and the polarizing plate, the pressed coordinate detection type input means, and the liquid crystal display element are arranged in this order.

上記の構成によれば、偏光板と押圧座標検出型入力手段とを備え、複屈折を表示に利用する、入力装置一体型の消費電力の小さい液晶表示装置を提供することができる。   According to the above configuration, it is possible to provide a liquid crystal display device with a low power consumption, which is integrated with an input device and includes a polarizing plate and a pressed coordinate detection type input unit and uses birefringence for display.

また、上記偏光板と押圧座標検出型入力手段と液晶表示素子とをこのように配置することで、偏光板による吸収が、押圧座標検出型入力手段による不要反射光をも吸収し、該不要反射光を低減することができる。従って、上記の構成によれば、液晶表示装置の視認性を向上することができ、良好な視認性を実現する。   Further, by arranging the polarizing plate, the pressed coordinate detection type input means, and the liquid crystal display element in this way, absorption by the polarizing plate absorbs unnecessary reflected light by the pressed coordinate detection type input means, and the unnecessary reflection. Light can be reduced. Therefore, according to said structure, the visibility of a liquid crystal display device can be improved and favorable visibility is implement | achieved.

本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 実施例1に記載の液晶表示装置の表示特性図である。3 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 1. FIG. 比較例2および比較例3に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of a liquid crystal display device described in Comparative Example 2 and Comparative Example 3. FIG. 本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on Embodiment 2 of this invention. ラビング交差角の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of a rubbing crossing angle. 実施例2に記載の液晶表示装置の表示特性図である。6 is a display characteristic diagram of a liquid crystal display device described in Example 2. FIG. 実施例3に記載の液晶表示装置の表示特性図である。6 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 3. FIG. 実施例4に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 4. FIG. 実施例5に記載の液晶表示装置の表示特性図である。FIG. 10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 5; 実施例6に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 6. FIG. 実施例7に記載の液晶表示装置の表示特性図である。FIG. 10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 7; 比較例3に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Comparative Example 3. FIG. 実施例8に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 8. FIG. 比較例4に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Comparative Example 4. FIG. 比較例5に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Comparative Example 5. FIG. 実施例9に記載の液晶表示装置の表示特性図である。10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 9. FIG. 本発明の実施の形態4にかかる液晶表示装置に用いる基板の配向処理工程図である。It is an alignment treatment process figure of the board | substrate used for the liquid crystal display device concerning Embodiment 4 of this invention. (a)〜(e)は、図17に示す配向処理工程を概略的に示す断面模式図である。(A)-(e) is a cross-sectional schematic diagram which shows roughly the orientation processing process shown in FIG. 実施例10に記載の液晶表示装置の表示特性図である。FIG. 10 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 10; 実施例11に記載の液晶表示装置の表示特性図である。FIG. 20 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 11; (a)は、実施例12にかかる液晶表示装置の電圧無印加時における要部断面図であり、(b)は、(a)に示す液晶表示装置の電圧印加時における要部断面図である。(A) is principal part sectional drawing at the time of the voltage non-application of the liquid crystal display device concerning Example 12, (b) is principal part sectional drawing at the time of the voltage application of the liquid crystal display device shown to (a). . 実施例12に記載の液晶表示装置の表示特性図である。FIG. 20 is a display characteristic diagram of the liquid crystal display device described in Example 12; (a)は、本発明の実施の形態7にかかる透過主体半透過型の液晶表示装置を実現するためのTFT素子基板の要部平面図であり、(b)は、(a)に示すTFT素子基板における反射表示部の駆動電極を示す図であり、(c)は、(a)に示すTFT素子基板における透明画素電極を示す図である。(A) is a principal part top view of the TFT element substrate for implement | achieving the transmissive main body transflective liquid crystal display device concerning Embodiment 7 of this invention, (b) is TFT shown to (a). It is a figure which shows the drive electrode of the reflective display part in an element substrate, (c) is a figure which shows the transparent pixel electrode in the TFT element substrate shown to (a). 図23(a)に示すTFT素子基板のA−A’線矢視断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the TFT element substrate shown in FIG. 図23(a)に示すTFT素子基板のB−B’線矢視断面図である。FIG. 24 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of the TFT element substrate shown in FIG. (a)は、本発明の実施の形態7にかかる透過主体半透過型の液晶表示装置のカラーフィルタ基板に形成されたカラーフィルタと、図23(a)に示すTFT素子基板における反射表示部に形成された駆動電極の透過表示用開口部との位置関係を、上記カラーフィルタ基板の一部破断にて示す、上記透過主体半透過型の液晶表示装置の要部平面図であり、(b)は、(a)に示すカラーフィルタ基板の断面図である。FIG. 23A shows a color filter formed on a color filter substrate of a transmissive main body semi-transmissive liquid crystal display device according to Embodiment 7 of the present invention, and a reflective display portion in the TFT element substrate shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of a main part of the transmission main body semi-transmission type liquid crystal display device, showing a positional relationship between a formed drive electrode and a transmission display opening by partially cutting the color filter substrate; These are sectional drawings of the color filter board | substrate shown to (a). 図26(a)に示す液晶表示装置の要部のC−C’線矢視断面図である。FIG. 27 is a cross-sectional view of the main part of the liquid crystal display device shown in FIG. 本発明の実施の形態7にかかる反射主体半透過型の液晶表示装置を実現するためのTFT素子基板の要部平面図である。It is a principal part top view of the TFT element substrate for implement | achieving the reflection main body transflective liquid crystal display device concerning Embodiment 7 of this invention. (a)は、本発明の実施の形態7にかかる反射主体半透過型の液晶表示装置のカラーフィルタ基板に形成されたカラーフィルタと、図28に示すTFT素子基板における反射表示部に形成された駆動電極の透過表示用開口部との位置関係を、上記カラーフィルタ基板の一部破断にて示す、上記反射主体半透過型の液晶表示装置の要部平面図であり、(b)は、(a)に示すカラーフィルタ基板の断面図である。(A) is formed in the color filter formed in the color filter substrate of the reflective main body transflective liquid crystal display device according to Embodiment 7 of the present invention, and in the reflective display portion in the TFT element substrate shown in FIG. FIG. 6 is a plan view of a principal part of the reflective main body transflective liquid crystal display device, showing a positional relationship of the drive electrode with a transmissive display opening by partially cutting the color filter substrate; It is sectional drawing of the color filter board | substrate shown to a). 等値の知覚明度を与える順応輝度とサンプル輝度との関係を示す等値線図である。It is an isoline diagram which shows the relationship between the adaptation brightness | luminance which gives an equivalent perceived brightness, and sample brightness | luminance. 本発明の実施の形態8にかかる半透過型の液晶表示装置における照度と知覚明度との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the illumination intensity and the perceived brightness in the transflective liquid crystal display device concerning Embodiment 8 of this invention. 本発明の実施の形態11にかかる入力装置一体型の液晶表示装置の概略構成を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal display device integrated with the input device concerning Embodiment 11 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶層
1a 液晶分子
2 配向膜(配向機構)
3 配向膜(配向機構)
4 基板
5 基板
6 電極(表示内容書換手段、電圧印加手段、配向機構)
7 電極(表示内容書換手段、電圧印加手段、配向機構)
8 反射膜(反射手段)
9 反射表示部
10 透過表示部
11 絶縁膜(配向機構)
12 二色性色素(配向機構)
13 バックライト(照明装置、表示面輝度変更手段)
14 偏光板
15 偏光板
16 位相差補償板
17 位相差補償板
18 画素電極(表示内容書換手段、電圧印加手段)
19 駆動電極(表示内容書換手段、電圧印加手段)
19a 透過表示用開口部
20 透明画素電極(表示内容書換手段、電圧印加手段)
21 TFT素子
22 ドレイン端子
23 配線
24 配線
25 有機絶縁膜
26 補助容量部
27 補助容量線
28 ソース端子
29 基板
40 電極基板
41 基板
42 配向膜(配向機構)
42a 配向処理領域
42b 配向処理領域
52 ガラス基板
53 櫛形電極(表示内容書換手段、電圧印加手段、配向機構)
54 基板
61R カラーフィルタ
61G カラーフィルタ
61B カラーフィルタ
62 ガラス基板
71 タッチパネル(押圧座標検出型入力手段)
72 透明電極層
73 可動基板
74 透明電極層
75 支持基板
100 液晶セル(液晶表示素子)
101 電極基板
102 電極基板
200 液晶セル(液晶表示素子)
201 電極基板
202 電極基板
501 平滑化層
502 対向電極(表示内容書換手段、電圧印加手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal layer 1a Liquid crystal molecule 2 Alignment film (alignment mechanism)
3 Alignment film (Orientation mechanism)
4 Substrate 5 Substrate 6 Electrode (Display content rewriting means, voltage applying means, orientation mechanism)
7 electrodes (display content rewriting means, voltage application means, orientation mechanism)
8 Reflective film (reflective means)
9 Reflective display unit 10 Transparent display unit 11 Insulating film (orientation mechanism)
12 Dichroic dye (Orientation mechanism)
13 Backlight (lighting device, display surface brightness changing means)
14 Polarizing plate 15 Polarizing plate 16 Phase difference compensation plate 17 Phase difference compensation plate 18 Pixel electrode (display content rewriting means, voltage application means)
19 Drive electrode (display content rewriting means, voltage application means)
19a Transparent display opening 20 Transparent pixel electrode (display content rewriting means, voltage application means)
21 TFT element 22 Drain terminal 23 Wiring 24 Wiring 25 Organic insulating film 26 Auxiliary capacitance portion 27 Auxiliary capacitance line 28 Source terminal 29 Substrate 40 Electrode substrate 41 Substrate 42 Alignment film (orientation mechanism)
42a Alignment treatment region 42b Alignment treatment region 52 Glass substrate 53 Comb electrode (display content rewriting means, voltage application means, orientation mechanism)
54 Substrate 61R Color filter 61G Color filter 61B Color filter 62 Glass substrate 71 Touch panel (pressing coordinate detection type input means)
72 transparent electrode layer 73 movable substrate 74 transparent electrode layer 75 support substrate 100 liquid crystal cell (liquid crystal display element)
101 Electrode substrate 102 Electrode substrate 200 Liquid crystal cell (liquid crystal display element)
201 Electrode substrate 202 Electrode substrate 501 Smoothing layer 502 Counter electrode (display content rewriting means, voltage application means)

Claims (3)

対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、
上記一対の基板のうち表示面側とは液晶層を挟んで反対側の基板に反射手段が形成された反射表示部と、上記反射手段が形成されていない透過表示部とを備えるとともに、
上記反射表示部と透過表示部とは同時に互いに異なる液晶配向を示し、かつ、
上記一対の基板のうち一方の基板にカラーフィルタが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a liquid crystal display element having a pair of substrates having orientation means on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates,
The display surface side of the pair of substrates includes a reflective display portion in which reflective means is formed on the opposite substrate across the liquid crystal layer, and a transmissive display portion in which the reflective means is not formed,
The reflective display portion and the transmissive display portion simultaneously exhibit different liquid crystal orientations, and
A liquid crystal display device, wherein a color filter is provided on one of the pair of substrates.
対向する表面に配向手段が施された一対の基板と、該一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示素子を備えた液晶表示装置であって、
上記一対の基板のうち表示面側とは液晶層を挟んで反対側の基板に反射手段が形成された反射表示部と、上記反射手段が形成されていない透過表示部とを備え、
表示に利用される領域における上記液晶層が少なくとも二種類の異なる液晶層厚を有し、かつ、上記異なる液晶層厚のうち上記反射表示部の液晶層厚は上記透過表示部の液晶層厚よりも薄く、
上記一対の基板のうち一方の基板にカラーフィルタが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a liquid crystal display element having a pair of substrates having orientation means on opposite surfaces and a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates,
The display surface side of the pair of substrates includes a reflective display unit in which reflective means is formed on a substrate opposite to the liquid crystal layer, and a transmissive display unit in which the reflective unit is not formed,
The liquid crystal layer in the region used for display has at least two different liquid crystal layer thicknesses, and the liquid crystal layer thickness of the reflective display unit is greater than the liquid crystal layer thickness of the transmissive display unit among the different liquid crystal layer thicknesses. Also thin,
A liquid crystal display device, wherein a color filter is provided on one of the pair of substrates.
上記カラーフィルタは、顔料を分散した光感光性の樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。   3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color filter is made of a photosensitive resin in which a pigment is dispersed.
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