JP3968482B2 - Reflective display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然光等の外光を利用して表示を行う反射型表示装置に関する。より詳しくは、外光が乏しいときに補助的に用いる照明構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気光学物質として液晶を用いた表示装置はフラットパネル構造を有し、薄型軽量であるとともに消費電力が低いという特徴がある。液晶表示装置はこれらの特徴を活かして例えば携帯機器のディスプレイに多用されている。LED等の自発光型ディスプレイと異なり、液晶表示装置(LCD)は電圧に応答して外光を透過遮断することで画像を映し出す受動デバイスである。従って、何らかの照明構造が必要となる。照明構造からみると表示装置は透過型と反射型に分けられる。透過型は表示装置の背面にバックライトを配置し、正面から画像を観察する。反射型は外光をそのまま照明光源として利用する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
透過型の表示装置では、透明な一対の基板間に電気光学物質として液晶を保持したパネルを作成し、その背面に照明用の光源(バックライト)を配置する一方、バックライトの正面から画像を観察する。透過型の場合、バックライトは必須であり例えば冷陰極管等が用いられる。このため、ディスプレイ全体として見た場合バックライトが大部分の電力を消費するため、携帯機器のディスプレイには不向きである。これに対し、反射型では、パネルの背面に反射板を配置する一方、正面から自然光等の外光を入射しその反射光を利用して同じく正面から画像を観察する。透過型と異なり背面照明用の光源を使わないので、反射型は比較的低消費電力で済み、携帯機器のディスプレイに向いている。しかしながら、反射型表示装置は夜間等外光の乏しい環境下では画像を観察することができず、解決すべき課題となっている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術の課題を解決するために以下の手段を講じた。即ち、本発明に係る反射型表示装置は、基本的な構成としてパネルと導光板と光源とを備えている。パネルは、外光の入射側に位置する透明な第1基板、所定の間隙を介して該第1基板に接合し反射側に位置する第2基板、該間隙に保持された電気光学物質及び該第1基板と第2基板の少なくとも片方に形成され該電気光学物質に電圧を印加する電極を備えている。導光板は透明な材料からなり該第1基板の外側に配され、該パネルの画面内領域及び画面外領域に重なる。光源は該導光板の端部に配され、必要に応じて照明光を発生する。特徴事項として、前記導光板は、通常外光を透過して該第1基板に入射し且つ該第2基板から反射した外光を出射する一方、必要に応じ該光源から該導光板の端部に入射した照明光を該導光板の内部に導光して該第1基板に入射し且つ該第2基板から反射した照明光を出射する。前記導光板は帯状に分割された平坦部及び各平坦部の間に位置する傾斜部を有しており、該光源から該導光板の内部を通って前方に向かって導かれた照明光を各傾斜部で反射して該パネルの画面内領域に入射するとともに、該パネルの画面内領域から反射した照明光を各平坦部から出射する。さらなる特徴事項として、前記パネルはその画面外領域に鏡面反射層が配されており、前記導光板は該光源と該画面内領域との間にある画面外領域の位置に減衰手段を有しており、光源から発した照明光のうち比較的入射角が大きい成分を画面外領域で実質的に減衰し、比較的入射角が小さい成分を前方の画面内領域に向って導光する。好ましくは、前記減衰手段は、該導光板の表面に形成された光拡散層である。或いは、前記減衰手段は、該導光板の表面に形成された光吸収層であってもよい。
【0006】
本発明によれば、反射型のパネルの表面に、導光板を配置するとともに、その端部に光源を配置している。暗い環境下では、光源を点灯し導光板を介して照明光をパネル側に入射して画像を映し出す。明るい環境下では光源を消灯し、透明な導光板を介して直接外光を利用し画像を映し出す。導光板は基本的に透明であり、明るい環境下でも画像を観察する際何ら障害とならない。このように、本発明によれば、必要なときだけ光源を点灯すればよく、ディスプレイ全体としての消費電力を大幅に削減可能であり、携帯機器のディスプレイに好適である。上述した基本的な作用に加え、本発明では特に暗い環境下における画質を高めるために工夫を凝らしている。即ち、導光板は光源とパネルの画面内領域との間にある画面外領域の位置に減衰手段を有しており、光源から発した照明光のうち比較的入射角が大きい成分を画面外領域で実質的に減衰し、比較的入射角が小さい成分を前方の画面内領域に向って導光することにより、ムラのない均一な夜間照明を可能にしている。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係る反射型表示装置の概念的な構成を示す斜視図である。図示するように、本反射型表示装置は、基本的な構成としてパネル0と導光板30と光源40とを備えている。パネル0は外光の入射側に位置する透明な第1基板1、所定の間隙を介して第1基板1に接合し反射側に位置する第2基板2、両基板1,2の間隙に保持された電気光学物質3及び第1基板1と第2基板2の少くとも一方に形成され電気光学物質3に電圧を印加する電極を備えている。導光板30は例えばアクリル樹脂等透明材料の射出成形品からなり、第1基板1の外側に配されている。光源40は導光板30の端部に配され、必要に応じて照明光を発生する。この光源40は例えば冷陰極管からなり、所謂エッジライトと呼ばれる。このエッジライトの照明効率を改善するため、円筒型の光源40の後ろに反射鏡41が配されている。係る構成において、導光板30は、通常外光を透過して第1基板1に入射し且つ第2基板2から反射した外光を出射する一方、必要に応じ照明光を導光して第1基板1に入射し且つ第2基板2から反射した照明光を出射する。尚、図示しないが第2基板2側には反射層が設けられている。
【0008】
導光板30は帯状に分割された平坦部31及び各平坦部31の間に位置する傾斜部32を有しており、光源40から前方に向かって導かれた照明光を各傾斜部32で反射してパネル0の画面内領域に入射するとともに、パネルの画面内領域から反射した照明光を各平坦部31から出射する。特徴事項として、導光板30は光源40と画面内領域との間にある画面外領域の位置に減衰手段33を有している。減衰手段33は例えば光拡散層又は光吸収層からなり、光源40から発した照明光のうち比較的入射角が大きい成分を画面外領域で実質的に減衰し、比較的入射角が小さい成分を前方の画面内領域に向って導光する。係る構成により、パネル0を画面内領域全体に渡って均一に照明することが可能になる。
【0009】
図2は、導光板30の機能を説明するための模式図である。尚、減衰手段を備えていない導光板を示してある。光源から発した入射角の大きい照明光PH(点線で示す斜行光)は導光板30の平坦部31で反射されながら前方に向って導光されていく。一方、入射角の小さい照明光PL(実線で示す平行光)は45°の傾斜部32で全反射され、導光板30と垂直な方向に出射される。この垂直に出射された照明光PLが反射型液晶パネルの照明に利用される。
【0010】
図3は、図2に示した導光板をパネル0に装着した使用状態を表している。前述したしたように、パネル0は一般に有効画面を構成する画面内領域とその周辺の画面外領域とに分かれている。画面外領域には周辺回路等が形成されており、一般的に鏡面反射層9aが配されている。一方、画面内領域には散乱反射層9が配されている。光源から発した入射角の小さい照明光PLは図2に示した単体と同様に進行する。しかしながら、入射角の大きな照明光PHはパネル0の画面内領域にある散乱反射層9で反射角が変化し、単体中の様に導光板30内を水平前方に進行できず、パネル0の画面内領域に向って出射される。よって、パネル0の照度が光源側で明るく前方側で暗くなってしまう。
【0011】
図4は本発明に従って減衰手段を画面外領域に設けた導光板30をパネル0に使用した状態を示している。この例では減衰手段として光拡散層33aを設けている。これに代えて、光吸収層を使ってもよい。光源から発した入射角の大きな照明光PHはまず画面外領域で平坦部31に入射する。この平坦部31には上述したように減衰手段として光拡散層33aが帯状に形成されている。ここで照明光PHは拡散され導光板30の水平方向に対して角度が急激に大きくなり、結局画面外領域に閉じ込められてしまう。光拡散層33aに代えて光吸収層を設けた場合光源から発した入射角の大きい照明光PHはここで吸収されるため、やはり画面内領域に向って導光されることはない。従って、画面外領域を超えて画面内領域に導光されるのは入射角の小さい照明光PLであり、これにより画面内領域を均一に照明することができる。
【0012】
減衰手段を備えていない導光板を用いた場合には、平坦部31の幅寸法が大きくなる程、光源側と前方側とで輝度の差が顕著になる。例えば、45°の傾斜部32の幅寸法を6μmに固定し、平坦部31の幅寸法が70μmのものと252μmのものを試作してみた。平坦部31の幅寸法が70μmの導光板では特に減衰手段を設けなくても画面内領域全体に渡って均一な照明ができた。しかしながら、平坦部31の幅寸法を252μmにした導光板は光源側の輝度が前方側の倍になってしまった。この平坦部31の幅寸法が252μmである導光板に幅が5mmの光拡散層からなる減衰手段を設けた場合、画面内領域全体に渡って輝度差のない照明を行うことができた。
【0013】
図5は、本発明に係る反射型表示装置の実施形態を示す模式的な部分断面図である。本実施形態は、基本的に導光板130とパネルとを重ねたフラット構造となっている。導光板130には平坦部131と傾斜部132に加え減衰手段(図示省略)が形成されている。パネルはアクティブマトリックス型の構成となっている。上側の基板101は導光板130に接して入射側に位置し、ガラス等の透明基材からなる。一方、下側の基板102は反射側に位置し、必ずしも透明材料を用いる必要はない。一対の基板101,102の間隙にはゲストホスト液晶層103が保持されている。このゲストホスト液晶層103は負の誘電異方性を有するネマティック液晶104を主体とし、且つ二色性色素105を所定の割合で含有している。但し、本発明はゲストホスト液晶に限られるものではなく、他の表示モードの液晶を利用することも可能である。上側の基板101の表面には対向電極106と配向膜107が形成されている。更に、カラーフィルタ150も形成されている。配向膜107は例えばポリイミドフィルムからなり、ゲストホスト液晶層103を垂直配向している。下側の基板102には少くとも、薄膜トランジスタ108からなるスイッチング素子と散乱反射層109と画素電極111とが形成されている。散乱反射層109は平坦化層114で平坦化されており、その上に画素電極111がパタニングされている。従って、画素電極111と対向電極106との間でゲストホスト液晶層103に十分な電界を印加することが可能である。画素電極111は平坦化層114に開口したコンタクトホール112を介して薄膜トランジスタ108に電気接続している。
【0014】
前述したように、散乱反射層109及び薄膜トランジスタ108の凹凸を埋めるため平坦化層114が介在しており、画素電極111はコンタクトホール112を介して薄膜トランジスタ108に接続することになる。散乱反射層109は個々の画素電極111に対応して細分化されている。個々に細分化された部分は対応する画素電極111と同電位に接続されている。散乱反射層109は入射光の鏡面反射を防止して画質の改善を図るために用いられる。画素電極111の表面を被覆するように配向膜115が形成されており、ゲストホスト液晶層103に接してその配向を制御している。本実施形態では、この配向膜115は対向する配向膜107と一緒になって、ゲストホスト液晶層103を垂直配向している。
【0015】
薄膜トランジスタ108はボトムゲート構造を有しており、下から順にゲート電極116、ゲート絶縁膜117、半導体薄膜118を重ねた積層構造を有している。半導体薄膜118は例えば多結晶シリコンからなり、ゲート電極116と整合するチャネル領域は上側からストッパ119により保護されている。係る構成を有するボトムゲート型の薄膜トランジスタ108は層間絶縁膜120により被覆されている。層間絶縁膜120には一対のコンタクトホールが開口しており、これらを介してソース電極121及びドレイン電極122が薄膜トランジスタ108に電気接続している。これらの電極121及び122は例えばアルミニウムをパタニングしたものである。ドレイン電極122は散乱反射層109と同電位になっている。又、画素電極111は前述したコンタクトホール112を介してこのドレイン電極122と電気接続している。一方、ソース電極121には信号電圧が供給される。
【0016】
図6は、図5に示したアクティブマトリックス型の表示装置の模式的な平面図である。図示するように、本表示装置200は画面内領域203に含まれる画素アレイ部204と、画面外領域に含まれる周辺回路と、これに外部から信号を供給する複数の入力端子205とを含んでいる。
【0017】
画素アレイ部204は行列配置した画素を有している。個々の画素は画素電極PXLとスイッチング用の薄膜トランジスタTrとからなる。又、行状に配列したゲートラインXと列状に配列した信号ラインYとを備えている。各薄膜トランジスタTrのゲート電極は対応するゲートラインXに接続され、ソース電極は対応する信号ラインYに接続され、ドレイン電極は対応する画素電極PXLに接続されている。
【0018】
周辺回路部は入力端子205から供給された信号に応じて順次画素の各行を選択駆動する垂直駆動手段と、選択された画素を列順次で選択駆動する水平駆動手段とを有している。本例では、垂直駆動手段は画面内領域203の左右両側に配置された一対の垂直駆動回路206,207からなり、画素の各行を両側から同時に選択駆動する。第一垂直駆動回路206がゲートラインXの左端側に接続される一方、第二垂直駆動回路207がゲートラインXの右端側に接続されている。両垂直駆動回路206,207は互いに同一タイミングでゲートパルスを順次出力し、薄膜トランジスタTrを行毎に開閉して上述した画素の選択駆動を行なう。一方、前記水平駆動手段は単一の水平駆動回路208から構成されており、信号ラインYの一端に接続されている。水平駆動回路208は入力端子5を介して外部から供給された映像信号を各信号ラインYに分配し、選択された画素を列順次で書き込み駆動する。以上に説明した垂直駆動回路206,207及び水平駆動回路208は画面外領域に配される一方、画素アレイ部204は画面内領域203に配される。
【0019】
図7は、図6に示した反射型の表示装置に導光板及び光源をセットした状態を表している。図示するように、反射型表示装置200の端部に光源240が配されている。表示装置200は中央の画面内領域203と周辺の画面外領域213とに分かれている。前述したように、画面外領域213には周辺回路が集積形成されており、基本的には鏡面反射構造となっている。一方、画面内領域203には画素電極やこれらをスイッチング駆動する薄膜トランジスタが集積形成されており、基本的に散乱反射構造となっている。尚、導光板は図示していないが、特に説明の都合上減衰手段が形成されていないものを用いている。
【0020】
図8は、図7に示した表示装置の画面の明度分布を示す模式的なグラフである。横軸に画面の上下方向位置を示し、縦軸に明度を採ってある。グラフ上、x0は図7に示した画面外領域213の端部に対応し、x1は画面内領域203と画面外領域213の境界に対応している。図8のグラフから明らかなように、何ら減衰手段を導光板に設けない場合、光源240に近接する画面内領域203の端部に、極めて明度の高い領域Zが発生してしまう。これは、画面内領域203の外観を著しく損なうものである。図8に示した現象は図3に模式的に表した状態と対応している。図3に示したように、画面外領域に近接する画面内領域の部分で大量の照明光が外部に出射するため、この部分だけ特に明るくなってしまう。そこで、図4に示したように、画面外領域に減衰手段として例えば光拡散層を設けることにより、画面内に漏れ出す可能性のある不要な照明光を画面外領域に閉じ込めておく。
【0021】
本発明に係る導光板の構造は上述した反射型表示装置ばかりでなく、透過型表示装置のバックライトにも応用可能である。この応用例を図9に示す。図示するように、本透過型表示装置は基本的な構成としてパネル300、導光板330、光源340を備えている。パネル300は正面側に位置する透明な第1基板301、所定の間隙を介して該第1基板301に接合し背面側に位置する透明な第2基板302、該間隙内に保持された電気光学物質、及び該第1基板301と該第2基板302の少くとも片方に形成され電気光学物質に電圧を印加する電極を備えている。本例では電気光学物質はTNモードのネマティック液晶からなり、この関係でパネル300の両側に一対の偏光板370,380が配されている。導光板330は第2基板302の外側に配され、パネル300の画面内領域及び画面外領域に重なっている。尚、導光板330とパネル300の間に光拡散板360が介在している。光源340は導光板330の端部に配され照明光を発生する。光源340は反射鏡341に収納されている。導光板330は所定の間隔で配された帯状の傾斜部332を有しており、光源340から前方に向って導かれた照明光を各傾斜部332で反射して背面側からパネル300の画面内領域に入射する。この照明光の入射を補助するため、光反射板390が配されている。特徴事項として、導光板330は光源340と画面内領域との間にある画面外領域の位置に減衰手段333を有しており、光源340から発した照明光のうち比較的入射角が大きい成分を画面外領域で実質的に減衰し、比較的入射角が小さい成分を前方の画面内領域に向って導光する。これにより、透過型表示装置の画面内領域を背面から均一に照明することが可能である。減衰手段333は例えば導光板330の少くとも一面に形成された光拡散層からなる。或いは、減衰手段333は導光板330の少くとも一面に形成された光吸収層であってもよい。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、反射型のパネルの上に導光板を配し、且つ導光板の端部に補助照明用の光源を配している。導光板は通常外光を透過してパネルに入射し且つパネルから反射した外光を出射する一方、必要に応じ照明光を導光してパネルに入射し且つパネルから反射した照明光を出射する。暗い環境下では光源を点灯することにより、反射型のパネルであっても画像が観察できるようにしている。一方、外光が豊富な明るい環境下では光源を消灯して電力の節約を図っている。導光板は帯状に分割された平坦部及び各平坦部の間に位置する傾斜部を有しており、光源から前方に向って導かれた照明光を各傾斜部で反射してパネルの画面内領域に入射するとともに、パネルの画面内領域から反射した照明光を各平坦部から出射する。導光板は光源と画面内領域との間にある画面外領域の位置に減衰手段を有しており、光源から発した照明光のうち比較的入射角が大きい成分を画面外領域で実質的に減衰し、比較的入射角が小さい成分を前方の画面内領域に向って導光することにより、画面内領域の均一な照明を実現している。係る構成を有する導光板を透過型表示装置の背面照明に用いることで、同じく画面内領域の均一な背面照明を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反射型表示装置の基本的な概念を示す模式図である。
【図2】導光板の参考例を示す模式図である。
【図3】導光板の使用状態を示す参考例である。
【図4】本発明に係る導光板の使用状態並びに機能を説明する模式図である。
【図5】本発明に係る反射型表示装置の実施形態を示す模式的な部分断面図である。
【図6】反射型表示装置の模式的な平面図である。
【図7】図6に示した反射型表示装置に導光板及び光源を組み込んだ参考例を示す模式的な平面図である。
【図8】図7に示した表示装置の画面の明度分布を示すグラフである。
【図9】本発明に係る透過型表示装置の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
0・・・パネル、1・・・第1基板、2・・・第2基板、3・・・電気光学物質、30・・・導光板、31・・・平坦部、32・・・傾斜部、33・・・減衰手段、40・・・光源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflective display device that performs display using external light such as natural light. More specifically, the present invention relates to an illumination structure that is used supplementarily when external light is scarce.
[0002]
[Prior art]
A display device using liquid crystal as an electro-optical material has a flat panel structure, and is characterized by being thin and light and having low power consumption. Liquid crystal display devices are often used for display of portable devices, for example, taking advantage of these characteristics. Unlike a self-luminous display such as an LED, a liquid crystal display (LCD) is a passive device that displays an image by transmitting and blocking external light in response to a voltage. Therefore, some kind of lighting structure is required. From the viewpoint of the illumination structure, the display device is divided into a transmission type and a reflection type. In the transmissive type, a backlight is arranged on the back of the display device, and an image is observed from the front. The reflection type uses external light as it is as an illumination light source.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In a transmissive display device, a panel holding a liquid crystal as an electro-optical material is created between a pair of transparent substrates, and a light source for illumination (backlight) is arranged on the back side, while an image is displayed from the front side of the backlight. Observe. In the case of the transmissive type, a backlight is essential, and for example, a cold cathode tube or the like is used. For this reason, since the backlight consumes most of the power when viewed as the entire display, it is not suitable for a display of a portable device. On the other hand, in the reflection type, a reflection plate is disposed on the back surface of the panel, and external light such as natural light is incident from the front, and an image is observed from the front using the reflected light. Unlike the transmissive type, a light source for back lighting is not used, so the reflective type requires relatively low power consumption and is suitable for a display of a portable device. However, the reflective display device cannot observe an image in an environment with poor outside light such as at night, which is a problem to be solved.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems of the prior art, the following measures were taken. That is, the reflective display device according to the present invention includes a panel, a light guide plate, and a light source as a basic configuration. The panel includes a transparent first substrate positioned on the incident side of external light, a second substrate positioned on the reflective side bonded to the first substrate via a predetermined gap, an electro-optic material held in the gap, and An electrode is formed on at least one of the first substrate and the second substrate and applies a voltage to the electro-optic material. The light guide plate is made of a transparent material and is disposed outside the first substrate, and overlaps the in-screen area and the out-screen area of the panel. A light source is disposed at the end of the light guide plate and generates illumination light as necessary. As a feature, the light guide plate normally transmits external light, enters the first substrate, and emits external light reflected from the second substrate. The illumination light incident on the light guide plate is guided into the light guide plate, enters the first substrate, and emits the illumination light reflected from the second substrate. The light guide plate has a flat portion divided into strips and an inclined portion positioned between the flat portions, and each of the illumination lights guided forward from the light source through the inside of the light guide plate The light reflected from the inclined portion is incident on the in-screen region of the panel, and the illumination light reflected from the in-screen region of the panel is emitted from each flat portion. As a further feature, the panel is provided with a specular reflection layer in a region outside the screen, and the light guide plate has an attenuation means at a position in the region outside the screen between the light source and the region in the screen. In the illumination light emitted from the light source, the component having a relatively large incident angle is substantially attenuated in the off-screen region, and the component having a relatively small incident angle is guided toward the front in-screen region. Preferably, the attenuation means is a light diffusion layer formed on the surface of the light guide plate. Alternatively, the attenuation means may be a light absorption layer formed on the surface of the light guide plate.
[0006]
According to the present invention, the light guide plate is disposed on the surface of the reflective panel, and the light source is disposed at the end thereof. In a dark environment, the light source is turned on and illumination light is incident on the panel side through the light guide plate to project an image. In a bright environment, the light source is turned off, and images are projected directly using outside light through a transparent light guide plate. The light guide plate is basically transparent and does not hinder any image observation even in a bright environment. Thus, according to the present invention, the light source only needs to be turned on when necessary, and the power consumption of the entire display can be greatly reduced, which is suitable for a display of a portable device. In addition to the basic operations described above, the present invention has been devised in order to improve the image quality particularly in a dark environment. That is, the light guide plate has an attenuation means at the position of the off-screen region between the light source and the in-screen region of the panel, and the component with a relatively large incident angle is included in the illumination light emitted from the light source. The light is substantially attenuated and the component having a relatively small incident angle is guided toward the front in-screen region, thereby enabling uniform night illumination without unevenness.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a conceptual configuration of a reflective display device according to the present invention. As shown in the figure, the reflective display device includes a
[0008]
The
[0009]
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the function of the
[0010]
FIG. 3 shows a use state in which the light guide plate shown in FIG. As described above, the
[0011]
FIG. 4 shows a state in which the
[0012]
When a light guide plate that does not include attenuation means is used, the difference in luminance between the light source side and the front side becomes more significant as the width dimension of the
[0013]
FIG. 5 is a schematic partial cross-sectional view showing an embodiment of a reflective display device according to the present invention. The present embodiment basically has a flat structure in which the light guide plate 130 and the panel are overlapped. The light guide plate 130 is formed with attenuation means (not shown) in addition to the
[0014]
As described above, the planarization layer 114 is interposed to fill the unevenness of the scattering reflection layer 109 and the thin film transistor 108, and the pixel electrode 111 is connected to the thin film transistor 108 through the contact hole 112. The scattering reflection layer 109 is subdivided corresponding to each pixel electrode 111. The individual subdivided portions are connected to the same potential as the corresponding pixel electrode 111. The scattering reflection layer 109 is used to improve the image quality by preventing the specular reflection of incident light. An alignment film 115 is formed so as to cover the surface of the pixel electrode 111 and is in contact with the guest-host liquid crystal layer 103 to control the alignment. In the present embodiment, the alignment film 115 and the alignment film 107 facing each other vertically align the guest-host liquid crystal layer 103.
[0015]
The thin film transistor 108 has a bottom gate structure, and has a stacked structure in which a gate electrode 116, a gate insulating film 117, and a semiconductor thin film 118 are stacked in this order from the bottom. The semiconductor thin film 118 is made of, for example, polycrystalline silicon, and a channel region aligned with the gate electrode 116 is protected from above by a stopper 119. The bottom-gate thin film transistor 108 having such a structure is covered with an interlayer insulating film 120. A pair of contact holes are opened in the interlayer insulating film 120, and the
[0016]
FIG. 6 is a schematic plan view of the active matrix display device shown in FIG. As shown in the figure, the
[0017]
The pixel array unit 204 has pixels arranged in a matrix. Each pixel includes a pixel electrode PXL and a switching thin film transistor Tr. In addition, gate lines X arranged in rows and signal lines Y arranged in columns are provided. The gate electrode of each thin film transistor Tr is connected to the corresponding gate line X, the source electrode is connected to the corresponding signal line Y, and the drain electrode is connected to the corresponding pixel electrode PXL.
[0018]
The peripheral circuit section has vertical drive means for selectively driving each row of pixels in response to a signal supplied from the input terminal 205, and horizontal drive means for selectively driving selected pixels in column order. In this example, the vertical drive means is composed of a pair of
[0019]
FIG. 7 shows a state in which a light guide plate and a light source are set on the reflective display device shown in FIG. As shown in the figure, a
[0020]
FIG. 8 is a schematic graph showing the brightness distribution of the screen of the display device shown in FIG. The horizontal axis shows the vertical position of the screen, and the vertical axis shows the brightness. On the graph, x0 corresponds to the edge of the outside-
[0021]
The structure of the light guide plate according to the present invention can be applied not only to the reflection type display device described above but also to the backlight of the transmission type display device. An example of this application is shown in FIG. As shown in the figure, the transmissive display device includes a
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the light guide plate is disposed on the reflective panel, and the light source for auxiliary illumination is disposed at the end of the light guide plate. The light guide plate normally transmits external light, enters the panel, and emits external light reflected from the panel, while guiding the illumination light as necessary, enters the panel, and emits illumination light reflected from the panel. . In a dark environment, the light source is turned on so that an image can be observed even with a reflective panel. On the other hand, in a bright environment with abundant outside light, the light source is turned off to save power. The light guide plate has a flat portion divided into strips and an inclined portion positioned between the flat portions, and the illumination light guided forward from the light source is reflected by each inclined portion to be within the screen of the panel. While entering the area, the illumination light reflected from the in-screen area of the panel is emitted from each flat portion. The light guide plate has an attenuation means at the position of the off-screen region between the light source and the in-screen region, and the component having a relatively large incident angle in the illumination light emitted from the light source is substantially in the off-screen region. Uniform illumination of the in-screen region is realized by guiding the attenuated component having a relatively small incident angle toward the front in-screen region. By using the light guide plate having such a configuration for the backlighting of the transmissive display device, uniform backlighting in the in-screen region can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic concept of a reflective display device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a reference example of a light guide plate.
FIG. 3 is a reference example showing a use state of a light guide plate.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a usage state and functions of a light guide plate according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic partial sectional view showing an embodiment of a reflective display device according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic plan view of a reflective display device.
7 is a schematic plan view showing a reference example in which a light guide plate and a light source are incorporated in the reflective display device shown in FIG. 6;
8 is a graph showing the brightness distribution of the screen of the display device shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an embodiment of a transmissive display device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該第1基板の外側に配されて該パネルの画面内領域及び画面外領域に重なる導光板と、該導光板の端部に配され必要に応じて照明光を発生する光源とを有し、
前記導光板は、通常外光を透過して該第1基板に入射し且つ該第2基板から反射した外光を出射する一方、必要に応じ該光源から該導光板の端部に入射した照明光を該導光板の内部に導光して該第1基板に入射し且つ該第2基板から反射した照明光を出射する反射型表示装置であって、
前記導光板は帯状に分割された平坦部及び各平坦部の間に位置する傾斜部を有しており、該光源から該導光板の内部を通って前方に向って導かれた照明光を各傾斜部で反射して該パネルの画面内領域に入射するとともに、該パネルの画面内領域から反射した照明光を各平坦部から出射するとともに、
前記パネルは、その画面外領域に鏡面反射層が配されており、
前記導光板は該光源と該画面内領域との間にある該画面外領域の位置に減衰手段を有しており、光源から発した照明光のうち比較的入射角が大きい成分を画面外領域で実質的に減衰し、比較的入射角が小さい成分を、前方の画面内領域に向って導光することを特徴とする反射型表示装置。A transparent first substrate positioned on the incident side of external light, a second substrate bonded to the first substrate via a predetermined gap and positioned on the reflecting side, an electro-optic material held in the gap, and the first A panel having an electrode formed on at least one of the first substrate and the second substrate and applying a voltage to the electro-optic material;
A light guide plate disposed on the outside of the first substrate and overlapping an in-screen region and an out-of-screen region of the panel; and a light source disposed at an end of the light guide plate to generate illumination light as required.
The light guide plate normally transmits external light, enters the first substrate, and emits external light reflected from the second substrate, and, if necessary, illumination that enters the end portion of the light guide plate from the light source. A reflective display device that guides light into the light guide plate, enters the first substrate, and emits illumination light reflected from the second substrate,
The light guide plate has a flat portion divided into strips and an inclined portion located between the flat portions, and each of the illumination lights guided forward from the light source through the inside of the light guide plate While being reflected by the inclined portion and entering the in-screen area of the panel, the illumination light reflected from the in-screen area of the panel is emitted from each flat portion,
The panel is provided with a specular reflection layer in an area outside the screen,
The light guide plate has an attenuating means at a position of the off-screen region between the light source and the on-screen region, and a component having a relatively large incident angle is included in the illumination light emitted from the light source. A reflection type display device characterized by guiding a component that is substantially attenuated at a relatively small incident angle toward the front screen area.
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