JP4169067B2 - Liquid crystal display device and electronic device - Google Patents

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Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に、反射型表示と透過型表示とを選択して表示することのできるいわゆる半透過反射型の液晶表示装置に関する。更には、その液晶表示装置を備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a so-called transflective liquid crystal display device capable of selectively displaying a reflective display and a transmissive display. Furthermore, the present invention relates to an electronic device including the liquid crystal display device.

従来、反射型液晶装置は消費電力が小さいために携帯機器や装置の付属的表示部などに多用されているが、外光を利用して表示を視認可能にしているため、暗い場所では表示を読みとることができないという問題点があった。このため、明るい場所では通常の反射型液晶装置と同様に外光を利用するが、暗い場所では内部の光源により表示を視認可能にした形式の液晶装置が提案されている。これは、特開昭57−049271号公報などに記載されているように、液晶セルの観察側と反対側の外面に偏光板、半透過反射板、バックライトを順次配置した構成をしている。この液晶装置では、周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射板にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。   Conventionally, reflective liquid crystal devices have been used extensively in mobile devices and attached display parts of devices due to their low power consumption. However, since they are visible using external light, they can be displayed in dark places. There was a problem that it could not be read. For this reason, a liquid crystal device has been proposed in which outside light is used in a bright place in the same manner as a normal reflective liquid crystal device, but in a dark place, the display can be visually recognized by an internal light source. As described in JP-A-57-042771, a polarizing plate, a transflective plate, and a backlight are sequentially arranged on the outer surface opposite to the observation side of the liquid crystal cell. . In this liquid crystal device, when the surroundings are bright, external light is taken in and reflection type display is performed using the light reflected by the semi-transmissive reflecting plate. When the surrounding becomes dark, the backlight is turned on and the semi-transmissive reflecting plate is turned on. A transmissive display in which the display can be visually recognized by the light transmitted through is performed.

ところが,このような構成にすると、液晶セルと半透過反射板の間に偏光板があるため、表示が暗くなってしまうという欠点がある。   However, such a configuration has a drawback that the display becomes dark because there is a polarizing plate between the liquid crystal cell and the transflective plate.

本発明者らは、上記の問題を解決するために、背面側パネル基板の内面側にライン状の半透過反射膜を形成し、外面側に偏光板、バックライトを順次配置した液晶表示装置を開発した(PCT/JP99/00311)。この液晶表示装置においては、周囲が明るい場合には外光を取り入れて半透過反射膜にて反射された光を利用して反射型表示を行い、周囲が暗くなるとバックライトを点灯して偏光板と半透過反射板を透過させた光により表示を視認可能とした透過型表示を行う。このような構成にすると、液晶セルと半透過反射板の間に偏光板がないため、前述した液晶装置よりも明るい反射型表示が得られる。   In order to solve the above problems, the present inventors have provided a liquid crystal display device in which a line-shaped transflective film is formed on the inner surface side of the rear panel substrate, and a polarizing plate and a backlight are sequentially arranged on the outer surface side. Developed (PCT / JP99 / 00311). In this liquid crystal display device, when the surroundings are bright, the reflective display is performed by taking in the outside light and using the light reflected by the transflective film. And a transmissive display in which the display can be visually recognized by the light transmitted through the transflective reflector. With such a configuration, since there is no polarizing plate between the liquid crystal cell and the transflective plate, a reflective display brighter than the liquid crystal device described above can be obtained.

しかしながら、背面側パネル基板の内面側に半透過反射膜を形成した液晶表示装置にあっては、開口部がライン形状であるため、バックライトからの出射が光の回折現象のため効率よく液晶層に入射できず、十分な明るさの透過型表示が行えなかった。   However, in the liquid crystal display device in which the transflective film is formed on the inner surface side of the back side panel substrate, since the opening has a line shape, the liquid crystal layer is efficiently emitted due to the light diffraction phenomenon. The transmissive display with sufficient brightness could not be performed.

上記課題を解決するために本発明が講じた手段は、以下の通りである。   Means taken by the present invention to solve the above problems are as follows.

本発明の液晶表示装置は、透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、前記液晶層と前記照明装置との間に配置された反射層と、前記反射層が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、前記照明装置と前記反射層との間に位置し、前記反射層側の面が山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、前記液晶層と前記照明装置との間に配置された反射層と、前記反射層が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、前記照明装置と前記反射層との間に位置し、前記反射層側の面が一次元方向に山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、
一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、
前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、前記液晶層と前記照明装置との間に配置され、反射性の導電部材からなる膜と、前記膜が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、前記照明装置と前記膜との間に位置し、前記膜側の面が一次元方向に山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、前記液晶層と前記照明装置との間に配置され、アルミニウムからなる膜と、前記膜が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、前記照明装置と前記膜との間に位置し、前記膜側の面が一次元方向に山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、一対の互いに交差する電極と、前記電極の重なる領域で規定される画素部と、をさらに有し、前記長手方向は前記画素部の長辺に沿って形成されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置は、信号線と、走査線と、前記信号線と前記走査線とによって区画される画素部と、をさらに有し前記長手方向は前記画素部の長辺に沿って形成されていることを特徴とする。
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display, a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, an illumination device that emits light toward the liquid crystal layer, A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer; and a second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed. The reflective layer disposed between the liquid crystal layer and the lighting device, the reflective layer is not disposed, and has a shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and in the transmissive display A prism that includes a light transmitting region, a plurality of inclined surfaces that are located between the illumination device and the reflective layer, the surface on the reflective layer side has a mountain shape, and is formed by the mountain shape. A prism sheet having a structure, and the prism sheet has the mountain shape. A ridge line direction is formed I, wherein the longitudinal direction is characterized in that it is arranged so as to intersect.
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display, a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, an illumination device that emits light toward the liquid crystal layer, A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer; and a second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed. The reflective layer disposed between the liquid crystal layer and the lighting device, the reflective layer is not disposed, and has a shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and in the transmissive display A plurality of inclined surfaces that are located between the light transmitting region, the illumination device, and the reflective layer, and the surface on the reflective layer side has a mountain shape in a one-dimensional direction and is formed by the mountain shape. A prism sheet having a prism structure provided with the prism sheet, A ridge line direction is formed by the shape of the shape, the the longitudinal direction, characterized in that it is arranged so as to intersect.
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display,
A liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, an illumination device that emits light toward the liquid crystal layer, and
A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer; and a second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed. The film is disposed between the liquid crystal layer and the illuminating device, and is formed of a reflective conductive member, the film is not disposed, and has a shape having a longitudinal direction and a transverse direction, and the transmission A plurality of regions which are located between the illumination device and the film and have a chevron shape in a one-dimensional direction and are formed by the chevron shape. A prism sheet having a prism structure with an inclined surface, wherein the prism sheet is arranged so that a ridge line direction formed by the mountain shape intersects the longitudinal direction. Features.
The liquid crystal display device of the present invention is a liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display, a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, an illumination device that emits light toward the liquid crystal layer, A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer; and a second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed. And a film made of aluminum, arranged between the liquid crystal layer and the illumination device, the film is not arranged, and has a longitudinal direction and a lateral direction, and in the transmissive display. A plurality of inclined surfaces that are located between the illumination device and the film, the surface on the film side forms a mountain shape in a one-dimensional direction, and is formed by the shape of the mountain shape. A prism sheet having a prism structure, the prism sheet, Serial and ridge line formed by the chevron shape, the the longitudinal direction, characterized in that it is arranged so as to intersect.
The liquid crystal display device of the present invention further includes a pair of electrodes intersecting each other and a pixel portion defined by a region where the electrodes overlap, and the longitudinal direction is formed along the long side of the pixel portion. It is characterized by being.
The liquid crystal display device of the present invention further includes a signal line, a scanning line, and a pixel portion defined by the signal line and the scanning line, and the longitudinal direction is formed along the long side of the pixel portion. It is characterized by being.

本発明の第1の液晶表示装置によれば、反射層の開口部を透過した照明装置からの光を利用して透過型の表示を行うことができる。その際、照明装置から出射した光は集光手段によって集光される。集光手段には照明装置から広角度で出射した光を、比較的狭角度にして液晶素子に向けて出射する集光方向がある。本発明者の実験によれば、この集光方向とライン状の開口部の短辺方向とが一致しない、すなわち集光方向と、開口部の長手方向に直交する方向とがずれている限りにおいて透過型表示を明るくする効果が得られ、そして、集光方向とライン開口部の長手方向とが平行である場合において透過型表示が最も明るくなることが確認されてはいるが、集光方向と開口部の長手方向とのなす角θを−30°以上30°以下にすれば商品として十分差別化できる程度に明るい透過型表示が得られ、−10°以上+10°以下にすることによってほとんど集光方向とライン開口部の長手方向とが平行である場合と変わらない最高の明るさが得られることが確認されている。   According to the first liquid crystal display device of the present invention, transmissive display can be performed using light from the illumination device that has passed through the opening of the reflective layer. At that time, the light emitted from the illumination device is collected by the light collecting means. The condensing means has a condensing direction in which light emitted from the illumination device at a wide angle is emitted toward the liquid crystal element at a relatively narrow angle. According to the experiment of the present inventor, this condensing direction and the short side direction of the line-shaped opening are not coincident, that is, as long as the condensing direction and the direction orthogonal to the longitudinal direction of the opening are shifted. The effect of brightening the transmissive display is obtained, and it has been confirmed that the transmissive display is brightest when the condensing direction and the longitudinal direction of the line opening are parallel. If the angle θ formed with the longitudinal direction of the opening is −30 ° or more and 30 ° or less, a bright transmissive display that can be sufficiently differentiated as a product can be obtained. It has been confirmed that the highest brightness is obtained which is the same as when the light direction and the longitudinal direction of the line opening are parallel.

尚、本発明による効果は、照明装置から出射した光がライン状の開口部を透過しようとする際に生じる不要な回折現象を、集光手段の集光方向と、ライン状の開口部の長手方向との関係を本発明のように設定することによって極力抑えられるため得られると推測できる。   The effect of the present invention is that the unnecessary diffraction phenomenon that occurs when the light emitted from the illumination device attempts to pass through the line-shaped opening is divided into the light collecting direction of the light collecting means and the length of the line-shaped opening. It can be inferred that it can be obtained by setting the relationship with the direction as in the present invention as much as possible.

本発明の第2の液晶装置は、透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、一対の基板間に挟持された液晶層と、前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、前記液晶層と前記照明装置との間に配置され、アルミニウム又は反射性の導電部材からなる膜と、前記膜が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、前記照明装置と前記膜との間に位置し、前記膜側の面が山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする。   A second liquid crystal device of the present invention is a liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display, and includes a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates, and an illumination device that emits light toward the liquid crystal layer A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer, and a second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed. The plate is disposed between the liquid crystal layer and the lighting device, a film made of aluminum or a reflective conductive member, the film is not disposed, and has a shape including a longitudinal direction and a lateral direction, In addition, a plurality of regions in which light is transmitted in the transmissive display, the illumination device, and the film are positioned, and the film side surface has a chevron shape and is formed by the chevron shape. A prism sheet having a prism structure with an inclined surface, and the prism Over DOO, said ridge line direction is formed by a chevron shape, the the longitudinal direction, characterized in that it is arranged so as to intersect.

本発明の第2の液晶表示装置によれば、アルミニウム又は反射性の導電部材からなる膜の開口部を透過した照明装置からの光を利用して透過型の表示を行うことができる。その際、照明装置から出射した光はプリズムシートに入射する。プリズムシートは、その液晶素子側の面が山形の形状をなしており、照明装置からの光のうちその山形形状によって形成される稜線方向と直交する方向からの光を比較的狭角度にして液晶素子に向けて出射する。本発明者の実験によれば、その稜線方向と開口部の長手方向とがずれている限りにおいて透過型表示を明るくする効果が得られ、そして、その稜線方向と開口部の長手方向とが直交する場合において透過型表示が最も明るくなることが確認されてはいるが、その稜線方向に直交する方向とライン開口部の長手方向とのなす角を−30°以上30°以下にすれば商品として十分差別化できる程度に明るい透過型表示が得られ、−10°以上10°以下にすることによってほとんど稜線方向と開口部の長手方向とが直交する場合と変わらない最高の明るさが得られることが確認されている。   According to the second liquid crystal display device of the present invention, transmissive display can be performed using light from an illumination device that has passed through an opening of a film made of aluminum or a reflective conductive member. At that time, the light emitted from the illumination device enters the prism sheet. The prism sheet has a chevron-shaped surface on the liquid crystal element side, and the light from the direction perpendicular to the ridge line direction formed by the chevron shape of the light from the illumination device is set at a relatively narrow angle. The light is emitted toward the element. According to the inventor's experiment, the effect of brightening the transmissive display is obtained as long as the ridge line direction and the longitudinal direction of the opening are shifted, and the ridge line direction and the longitudinal direction of the opening are orthogonal to each other. In this case, it is confirmed that the transmissive display is brightest, but if the angle formed between the direction perpendicular to the ridge line direction and the longitudinal direction of the line opening is -30 ° to 30 °, the product A bright transmissive display that can be sufficiently differentiated is obtained, and the maximum brightness that is almost the same as when the ridgeline direction and the longitudinal direction of the opening are orthogonal is obtained by setting it to −10 ° to 10 °. Has been confirmed.

尚、本発明による効果は、照明装置から出射した光がライン状の開口部を透過しようとする際に生じる不要な回折現象を、プリズムシートの稜線方向と、ライン状の開口部の長手方向との関係を本発明のように設定することによって極力抑えられるため得られると推測できる。   The effect of the present invention is that the unnecessary diffraction phenomenon that occurs when the light emitted from the illumination device attempts to pass through the line-shaped opening is divided into the ridgeline direction of the prism sheet and the longitudinal direction of the line-shaped opening. It can be inferred that this relationship can be obtained by setting the above relationship as in the present invention.

また、このプリズムシートをもう1枚使用し、それぞれの稜線方向ずらして重ね配置すればより透過型表示が明るくなる。その場合にあっては、それ稜線方向が直交するように2枚のプリズムシートを重ね配置すれは好ましく、さらには、液晶素子に近い側のプリズムシートを、その稜線方向と開口部の長手方向とが直交ように配置すると最も明るい透過型表示が得られることがわかっている。   Further, if another prism sheet is used and the ridge lines are shifted and overlapped with each other, the transmissive display becomes brighter. In that case, it is preferable that the two prism sheets are stacked so that the ridge line directions are orthogonal to each other, and further, the prism sheet closer to the liquid crystal element is arranged with the ridge line direction and the longitudinal direction of the opening. It has been found that the brightest transmissive display can be obtained if they are arranged so as to be orthogonal.

なお、このようなプリズムシートは、米国3M社からBEF−90(商品名)として発売されており、一般に入手可能である。   In addition, such a prism sheet is marketed as BEF-90 (trade name) by 3M Corporation in the United States, and is generally available.

また、前記反射層は前記液晶層を駆動するための信号が供給される電極を兼ねていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the reflective layer also serves as an electrode to which a signal for driving the liquid crystal layer is supplied.

本態様にあっては、反射層が外光を反射する機能と液晶層に電圧を印加する機能の両方を有するので、反射層と電極とを別途形成する構成に比べて、装置構成上、製造工程上或いは設計上も有利であり、低コスト化が可能になる。   In this aspect, since the reflective layer has both a function of reflecting external light and a function of applying a voltage to the liquid crystal layer, it is manufactured in terms of the device configuration as compared with the configuration in which the reflective layer and the electrode are separately formed. This is advantageous in terms of process or design, and can reduce costs.

また、反射層上には透明電極が設けられており、該透明電極には前記液晶層を駆動するための信号が供給されることが好ましい。   Further, it is preferable that a transparent electrode is provided on the reflective layer, and a signal for driving the liquid crystal layer is supplied to the transparent electrode.

本態様にあっては、反射層とは別途に透明電極を設けており、その透明電極と上基板に設けた透明電極との間に印加する電圧によって液晶層を駆動する。本態様によれば反射層と透明電極との間に電圧を印加して液晶を駆動する場合に比べてフリッカが少なくなるという効果がある。なぜならば、反射層と透明電極とではイオン化傾向が異なるため、電極間に極性差が生じるからである。この場合にあっては、反射層あるいは反射層と透明電極との間に、アクリル樹脂、酸化珪素、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の層間絶縁膜を配置してもよい。   In this embodiment, a transparent electrode is provided separately from the reflective layer, and the liquid crystal layer is driven by a voltage applied between the transparent electrode and the transparent electrode provided on the upper substrate. According to this aspect, there is an effect that the flicker is reduced as compared with the case where the liquid crystal is driven by applying a voltage between the reflective layer and the transparent electrode. This is because, since the ionization tendency is different between the reflective layer and the transparent electrode, a polarity difference occurs between the electrodes. In this case, an interlayer insulating film such as an acrylic resin, silicon oxide, titanium oxide, or zirconium oxide may be disposed between the reflective layer or the reflective layer and the transparent electrode.

また、反射層は反射性の部材であればなんでも構わないが、高い反射率を実現するためには、Al(アルミニウム)、Ag(銀)、Cr(クロム)等を用いるとよい。尚、反射層或いは反射層を電極として用いる場合にあっては、導電性の材料によって反射層を形成しなければならないことはいうまでもない。   The reflective layer may be any reflective member, but Al (aluminum), Ag (silver), Cr (chromium), or the like may be used in order to achieve high reflectivity. Needless to say, when the reflective layer or the reflective layer is used as an electrode, the reflective layer must be formed of a conductive material.

また、反射層に凹凸を形成すれば、反射層によって反射される光を散乱光とすることができる。反射層が鏡面であると、反射型の表示に鏡面状になるため見る角度によっては暗い表示になってしまうので、反射層を凹凸形状にすることは有効である。尚、液晶素子の前面側に前方方向への出射光を散乱させる前方散乱板を配置しても散乱光による表示が可能となり、この場合にあっては、反射型表示だけでなく透過型の表示も散乱光による表示となる。   Further, if irregularities are formed in the reflective layer, the light reflected by the reflective layer can be made scattered light. If the reflection layer is a mirror surface, it becomes a mirror-like reflection-type display, and the display becomes dark depending on the viewing angle. Therefore, it is effective to make the reflection layer uneven. Even if a forward scattering plate that scatters outgoing light in the forward direction is arranged on the front side of the liquid crystal element, it is possible to display with scattered light. In this case, not only reflective display but also transmissive display Is also displayed by scattered light.

本発明の電子機器は、第1又は第2の液晶表示装置をその表示部として含み、前記照明装置のON/OFFを操作する入力部を備えることを特徴とする。   The electronic apparatus according to the present invention includes the first or second liquid crystal display device as a display unit thereof, and includes an input unit for operating ON / OFF of the lighting device.

本発明の電子機器によれば、周囲の明るさによって照明装置のON/OFFを入力部によって制御できるので、使用者が透過型表示と、反射型表示のいずれかを任意に選択できる電子機器が実現する。また、第1又は第2の液晶装置を表示部として利用しているため、透過型の表示が明るい液晶表示装置が実現する。   According to the electronic apparatus of the present invention, since ON / OFF of the lighting device can be controlled by the input unit according to the brightness of the surroundings, there is an electronic apparatus in which the user can arbitrarily select either transmissive display or reflective display. Realize. In addition, since the first or second liquid crystal device is used as a display portion, a liquid crystal display device having a bright transmissive display is realized.

次に、添付図面を参照して本発明に係る液晶表示装置の詳細を、図面に基づいて説明する。   Next, details of the liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る液晶装置の構造を示す概略縦断面図である。この液晶表示装置は基本的に単純マトリクス型の液晶表示装置に関するものであるが、同様の構成によりアクティブマトリクス型の装置や他のセグメント型の装置、その他の液晶表示装置にも適用することは可能である。   FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing the structure of a liquid crystal device according to the present invention. Although this liquid crystal display device is basically related to a simple matrix type liquid crystal display device, it can be applied to an active matrix type device, other segment type devices, and other liquid crystal display devices with the same configuration. It is.

この実施形態では、2枚の透明基板101,102の間に液晶層103が枠状のシール材104によって封止された液晶素子が形成されている。液晶層103は、所定のツイスト角を持つネマチック液晶で構成されている。上側の透明基板101の内面上にはカラーフィルタ109が形成され、このカラーフィルタ109には、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の着色層が所定パターンで配列されている。カラーフィルタの表面上には透明な保護膜110が被覆されており、この保護膜110の表面上に複数のライン状の透明電極111がITO(インジウム・チタン・オキサイド)などにより形成されている。透明電極111の表面上にはポリイミドによる配向膜112が形成され、その液晶層側の面にはラビング処理が施されている。   In this embodiment, a liquid crystal element in which a liquid crystal layer 103 is sealed with a frame-shaped sealing material 104 is formed between two transparent substrates 101 and 102. The liquid crystal layer 103 is composed of nematic liquid crystal having a predetermined twist angle. A color filter 109 is formed on the inner surface of the upper transparent substrate 101, and colored layers of R (red), G (green), and B (blue) are arranged in a predetermined pattern on the color filter 109. ing. A transparent protective film 110 is coated on the surface of the color filter, and a plurality of line-shaped transparent electrodes 111 are formed on the surface of the protective film 110 from ITO (indium, titanium, oxide) or the like. An alignment film 112 made of polyimide is formed on the surface of the transparent electrode 111, and the surface on the liquid crystal layer side is rubbed.

一方、下側の透明基板102の内面側には、上記カラーフィルタ109の着色層毎に、アルミニウムを主成分として含む半透過反射膜114が形成されている。半透過反射膜114には、図2(a)に示すように、照明装置から出射された光を液晶層103内に透過可能なようにライン状の開口部203が形成されている。半透過反射膜114は液晶層103を駆動するための信号が供給される電極を兼ねており、液晶層103は、基板101に設けられた透明電極111と半透過反射膜114との間に印加される電圧によって駆動される。尚、半透過反射膜は、アルミニウムに限定されることなく、反射性の導電部材、例えば銀やクロムでも代用可能である。   On the other hand, a transflective film 114 containing aluminum as a main component is formed for each colored layer of the color filter 109 on the inner surface side of the lower transparent substrate 102. As shown in FIG. 2A, a line-shaped opening 203 is formed in the transflective film 114 so that light emitted from the illumination device can be transmitted into the liquid crystal layer 103. The transflective film 114 also serves as an electrode to which a signal for driving the liquid crystal layer 103 is supplied. The liquid crystal layer 103 is applied between the transparent electrode 111 provided on the substrate 101 and the transflective film 114. Driven by the applied voltage. The transflective film is not limited to aluminum, and a reflective conductive member such as silver or chromium can be substituted.

半透過反射膜114上には、透明電極111の表面上と同様にポリイミドによる配向膜113が形成され、その液晶層側の面にはラビング処理が施されている。   An alignment film 113 made of polyimide is formed on the transflective film 114 in the same manner as on the surface of the transparent electrode 111, and the surface on the liquid crystal layer side is rubbed.

上側透明基板101の外面上には偏光板105が配置され、偏光板105と透明基板101との間に位相差板106が配置されている。また、液晶素子の下側には、透明基板102の背後に位相差板108が配置され、この位相差板108の背後に偏光板107が配置されている。   A polarizing plate 105 is disposed on the outer surface of the upper transparent substrate 101, and a retardation plate 106 is disposed between the polarizing plate 105 and the transparent substrate 101. A retardation plate 108 is disposed behind the transparent substrate 102 below the liquid crystal element, and a polarizing plate 107 is disposed behind the retardation plate 108.

そして、偏光板107の下側には、白色光を発する蛍光管と、この蛍光管に沿った入射端面を備えた導光板115とを有するバックライトが配置されている。導光板115は裏面全体に散乱用の粗面が形成され、或いは散乱用の印刷層が形成されたアクリル樹脂板などの透明体であり、光源である蛍光管の光を端面にて受けて、図の上面からほぼ均一な光を放出するようになっている。   A backlight having a fluorescent tube that emits white light and a light guide plate 115 having an incident end surface along the fluorescent tube is disposed below the polarizing plate 107. The light guide plate 115 is a transparent body such as an acrylic resin plate in which a rough surface for scattering is formed on the entire back surface or a printed layer for scattering is formed, and receives light from a fluorescent tube as a light source at an end surface. Nearly uniform light is emitted from the upper surface of the figure.

尚、バックライトは蛍光管の代用として、LED(発光ダイオード)やEL(エレクトロルミネセンス)などを用いてもよい。   The backlight may be an LED (light emitting diode) or EL (electroluminescence) instead of a fluorescent tube.

バックライトと偏光板との間には集光手段としてのプリズムシート116が配置されている。このプリズムシートは透光性の部材により形成されており、図3(a)及び(b)に示すように、下面が平坦に、上面が山形形状をなすプリズム形状をしている。このプリズムシートは、その下面から入射した光のうち図中のBB方向に対してある角度で入射した光を、回折させ入射角より小さな角度で上面から出射させる機能を有する。すなわちBB方向に対して角度を持って入射した光を集光して出射させる。プリズムシート116は、そのBB方向が、開口部の長手方向SSに概ね一致するように配置されており、すなわち山形形状によって形成される稜線が半透過反射膜のライン状開口部203の長手方向SSと概ね直交している。このようにプリズムシートと、開口部との位置関係を設定すると、不要な光の回折現象が半透過反射膜の開口部で生じないため明るい透過型表示が実現する。   A prism sheet 116 as a light collecting means is disposed between the backlight and the polarizing plate. This prism sheet is formed of a translucent member, and has a prism shape in which the lower surface is flat and the upper surface has a mountain shape, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). This prism sheet has a function of diffracting light incident from a lower surface of the prism sheet at a certain angle with respect to the BB direction in the drawing and emitting the light from the upper surface at an angle smaller than the incident angle. That is, the incident light having an angle with respect to the BB direction is condensed and emitted. The prism sheet 116 is arranged so that the BB direction thereof substantially coincides with the longitudinal direction SS of the opening, that is, the ridge line formed by the mountain shape is the longitudinal direction SS of the line-shaped opening 203 of the semi-transmissive reflective film. It is almost orthogonal. When the positional relationship between the prism sheet and the opening is set as described above, a bright transmissive display is realized because unnecessary light diffraction does not occur in the opening of the transflective film.

表1は、BBとSSとのなす角θを変化させたときの透過率の変化を示している。この表によれば、BBとSSとの角θが小さくなる程透過率が向上していることがわかる。本発明者の目視評価によれば、θを−30°以上30°以下にすれば商品として十分差別化できる程度に明るい透過型表示が得られ、−10°以上10°以下にすることによってほとんどθを0°(BBとSSを平行)とする場合と変わらない明るさが得られることが確認されている。   Table 1 shows the change in transmittance when the angle θ formed by BB and SS is changed. According to this table, it can be seen that the transmittance increases as the angle θ between BB and SS decreases. According to the inventor's visual evaluation, if θ is −30 ° or more and 30 ° or less, a bright transmissive display that can be sufficiently differentiated as a product can be obtained. It has been confirmed that the same brightness can be obtained as when θ is 0 ° (BB and SS are parallel).

Figure 0004169067
Figure 0004169067

次に、この液晶表示装置の表示作用を説明する。   Next, the display operation of this liquid crystal display device will be described.

(1)反射型表示
偏光板105、位相差板106をそれぞれ透過した外光は、カラーフィルタ109、液晶層103を通過後、半透過反射膜114によって反射され、再び偏光板105から出射される。このとき、液晶層103への印加される電圧によって液晶層の偏光作用が変化するため、明状態と暗状態、及びその中間の明るさが制御される。
(1) Reflective display The external light transmitted through the polarizing plate 105 and the retardation plate 106 passes through the color filter 109 and the liquid crystal layer 103, is reflected by the semi-transmissive reflective film 114, and is emitted from the polarizing plate 105 again. . At this time, since the polarization action of the liquid crystal layer changes depending on the voltage applied to the liquid crystal layer 103, the bright state and the dark state, and the brightness between them are controlled.

(2)透過型表示
バックライトからの光は、プリズムシートによって集光された後、偏光板107及び位相差板108によって所定の偏光となり、半透過反射膜114に設けられた開口部203から液晶層103に導入される。
ここで、液晶層103に導入された光は、液晶層103において、半透過反射膜114と透明電極111との間に印加される電圧に応じて変調される。それから、カラーフィルタ109を通過後、位相差板106を透過する。このとき、液晶層103への印加電圧に応じて、偏光板105を透過(明状態)する状態と吸収(暗状態)する状態、及びその中間の状態(明るさ)を制御することができる。
(2) Transmission type display The light from the backlight is condensed by the prism sheet, and then becomes a predetermined polarization by the polarizing plate 107 and the phase difference plate 108, and the liquid crystal is emitted from the opening 203 provided in the transflective film 114. Introduced into layer 103.
Here, the light introduced into the liquid crystal layer 103 is modulated in the liquid crystal layer 103 according to a voltage applied between the transflective film 114 and the transparent electrode 111. Then, after passing through the color filter 109, it passes through the phase difference plate 106. At this time, according to the voltage applied to the liquid crystal layer 103, a state of transmitting (bright) the polarizing plate 105, a state of absorbing (dark), and an intermediate state (brightness) can be controlled.

本例においては、単純マトリクス型の液晶表示装置について説明したが、もちろん、半透過反射膜が、TFD素子に代表される2端子素子や、TFT素子に代表されるTFT素子に接続されたアクティブマトリクス型の液晶表示装置でも本発明の技術思想を応用することは可能である。   In this example, a simple matrix type liquid crystal display device has been described. Of course, an active matrix in which a transflective film is connected to a two-terminal element typified by a TFD element or a TFT element typified by a TFT element. The technical idea of the present invention can also be applied to a liquid crystal display device of a type.

図2(b)は、本実施例における半透過反射膜をTFT素子に接続する場合の例を示している。図2(b)において、204はデータ線、205はゲート線、206が半透過反射膜を示している。半透過反射膜206は、アルミニウム等の導電性材料によって形成されており液晶を駆動する信号が供給されるとともに、ライン状の開口部208が設けられている。本例のように、半透過反射膜をアクティブ素子に接続して構成した液晶表示装置にあっても、プリズムシートのBB方向と、ライン状の開口部の長手方向SSに概ね一致するように配置すれば、不要な光の回折現象が半透過反射膜の開口部で生じないため明るい透過型表示が実現する。尚、表1に示したBBとSSとのなす角θと透過率との関係も概ね同様であり、したがって、θを−30°以上30°以下にすれば商品として十分差別化できる程度に明るい透過型表示が得られ、−10°以上10°以下にすることによってほとんどθを0°(BBとSSを平行)とする場合と変わらない明るさが得られることも同様である。   FIG. 2B shows an example in which the transflective film in this embodiment is connected to the TFT element. In FIG. 2B, 204 indicates a data line, 205 indicates a gate line, and 206 indicates a transflective film. The transflective film 206 is formed of a conductive material such as aluminum, and is supplied with a signal for driving the liquid crystal and is provided with a line-shaped opening 208. As in this example, even in a liquid crystal display device configured by connecting a transflective film to an active element, the prism sheet is arranged so as to substantially coincide with the BB direction of the prism sheet and the longitudinal direction SS of the line-shaped opening. Then, unnecessary light diffraction phenomenon does not occur in the opening of the transflective film, so that a bright transmissive display is realized. The relationship between the angle θ formed by BB and SS shown in Table 1 and the transmittance is also substantially the same. Therefore, if θ is set to −30 ° to 30 °, it is bright enough to be sufficiently differentiated as a product. A transmissive display is obtained, and the brightness that is almost the same as when θ is 0 ° (BB and SS are parallel) can be obtained by setting it to −10 ° to 10 °.

また、本例においては、半透過反射膜114は液晶層114を駆動するための電極を兼ねていたが、半透過反射膜上には透明電極を別途設け、その透明電極に液晶層を駆動するための信号を供給してもよい。   In this example, the transflective film 114 also serves as an electrode for driving the liquid crystal layer 114. However, a separate transparent electrode is provided on the transflective film, and the liquid crystal layer is driven on the transparent electrode. A signal may be supplied.

(電子機器の例)
本発明の電子機器の例を図5に3つ示す。
(Example of electronic equipment)
Three examples of the electronic device of the present invention are shown in FIGS.

本発明の液晶装置は、様々な環境下で用いられ、しかも低消費電力が必要とされる携帯機器に適している。   The liquid crystal device of the present invention is suitable for portable devices that are used in various environments and require low power consumption.

図5(a)は携帯電話であり、本体の前面上方部に表示部が設けられる。表示部には、上述してきた本発明の液晶表示装置が搭載されている。また、本体部分には、照明装置(バックライト)のON/OFFを制御するための操作部が設けられている。   FIG. 5A shows a mobile phone, in which a display unit is provided at the upper front part of the main body. The liquid crystal display device of the present invention described above is mounted on the display unit. The main body portion is provided with an operation unit for controlling ON / OFF of the illumination device (backlight).

携帯電話は、屋内屋外を問わずあらゆる環境で利用される。特に自動車内で利用されることが多いが、夜間の車内は大変暗い。従って携帯電話に利用される表示装置は、消費電力が低い反射型表示をメインに、必要に応じて補助光を利用した透過型表示ができる半透過反射型液晶装置が望ましい。本発明の液晶装置は、透過型表示がより明るく、コントラスト比が高い。   Mobile phones are used in all environments, indoors and outdoors. Although it is often used in automobiles, it is very dark at night. Therefore, it is desirable that the display device used for the mobile phone is a transflective liquid crystal device capable of performing transmissive display using auxiliary light as necessary, mainly reflective display with low power consumption. The liquid crystal device of the present invention has a brighter transmissive display and a higher contrast ratio.

図5(b)はウォッチであり、本体の中央に表示部が設けられる。表示部には、上述してきた本発明の液晶表示装置が搭載されている。また、本体部分には、照明装置(バックライト)のON/OFFを制御するための操作部が設けられている。   FIG. 5B shows a watch, and a display unit is provided in the center of the main body. The liquid crystal display device of the present invention described above is mounted on the display unit. The main body portion is provided with an operation unit for controlling ON / OFF of the illumination device (backlight).

図5(c)は電子手帳に代表される携帯情報機器であり、本体の上側に表示部が設けられる。表示部には、上述してきた本発明の液晶表示装置が搭載されている。また、本体部分のキーボードには、照明装置(バックライト)のON/OFFを制御するた操作部が設けられている。尚、文字入力等に用いるキーをこの照明装置(バックライト)のON/OFF制御するソフトスイッチとして割り付けても構わない。   FIG. 5C shows a portable information device typified by an electronic notebook, and a display unit is provided on the upper side of the main body. The liquid crystal display device of the present invention described above is mounted on the display unit. The keyboard of the main body is provided with an operation unit for controlling ON / OFF of the lighting device (backlight). A key used for character input or the like may be assigned as a soft switch for ON / OFF control of the lighting device (backlight).

本発明に係る液晶表示装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the present invention. 半透過反射膜に設ける開口部の例を示す図であり、(a)は単純マトリクス型、(b)はアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the opening provided in a transflective film, (a) is a figure which shows the example of a simple matrix type | mold, (b) is an example of an active matrix type liquid crystal display device. プリズムシートを示す図であり、(a)はそのBB方向断面図、(b)は斜視図である。It is a figure which shows a prism sheet, (a) is the BB direction sectional drawing, (b) is a perspective view. 半透過反射膜に設ける開口部SSと、プリズムシートの集光方向BBとのなす角θを示す図である。It is a figure which shows angle (theta) which the opening part SS provided in a semi-transmissive reflective film and the condensing direction BB of a prism sheet make. 本発明の電子機器の例であり、(a)は携帯電話、(b)は時計、(c)は小型情報機器を示す。It is an example of the electronic device of this invention, (a) is a mobile phone, (b) is a timepiece, (c) is a small information device.

符号の説明Explanation of symbols

101,102…透明基板、103…液晶層、104…シール材、105,107…偏光板、106…位相差板、109…カラーフィルタ、110…保護膜、111…透明電極、112,113…配向膜、114…半透過反射膜、115…照明装置(バックライト)、116…プリズムシート、201…上側基板内面の透明電極、202,207…半透過反射膜、203,208…開口部、204…データ線、205…ゲート線、206…TFT素子、AA…プリズムシート集光方向に垂直な方向、BB…プリズムシート集光方向、SS…開口部長手方向。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101,102 ... Transparent substrate, 103 ... Liquid crystal layer, 104 ... Sealing material, 105, 107 ... Polarizing plate, 106 ... Phase difference plate, 109 ... Color filter, 110 ... Protective film, 111 ... Transparent electrode, 112, 113 ... Orientation Membrane 114, transflective film 115 illumination device (backlight) 116 prism sheet 201 transparent electrode on inner surface of upper substrate 202, 207 transflective film 203, 208 opening 204, 204 Data line 205... Gate line 206. TFT element AA... Perpendicular direction to prism sheet condensing direction BB. Prism sheet condensing direction SS SS opening longitudinal direction.

Claims (6)

透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、
一対の基板間に挟持された液晶層と、
前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、
前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、
前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、
前記液晶層と前記照明装置との間に配置された反射層と、
前記反射層が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、
前記照明装置と前記反射層との間に位置し、前記反射層側の面が一次元方向に山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、
前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display,
A liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
An illumination device that emits light toward the liquid crystal layer;
A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer;
A second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed;
A reflective layer disposed between the liquid crystal layer and the lighting device;
The reflective layer is not disposed, is a shape having a longitudinal direction and a lateral direction, and a region through which light is transmitted in the transmissive display,
The prism structure is provided between the illumination device and the reflective layer, and the surface on the reflective layer side has a mountain shape in a one-dimensional direction and includes a plurality of inclined surfaces formed by the mountain shape. A prism sheet,
The liquid crystal display device, wherein the prism sheet is arranged so that a ridge line direction formed by the mountain shape intersects the longitudinal direction.
透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、
一対の基板間に挟持された液晶層と、
前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、
前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、
前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、
前記液晶層と前記照明装置との間に配置され、反射性の導電部材からなる膜と、
前記膜が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、
前記照明装置と前記膜との間に位置し、前記膜側の面が一次元方向に山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、
前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display,
A liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
An illumination device that emits light toward the liquid crystal layer;
A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer;
A second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed;
A film that is disposed between the liquid crystal layer and the lighting device and made of a reflective conductive member;
The film is not disposed, has a shape having a longitudinal direction and a short direction, and a region through which light is transmitted in the transmissive display,
A prism sheet having a prism structure located between the illumination device and the film, wherein the film side surface has a mountain shape in a one-dimensional direction and includes a plurality of inclined surfaces formed by the mountain shape. And having
The liquid crystal display device, wherein the prism sheet is arranged so that a ridge line direction formed by the mountain shape intersects the longitudinal direction.
透過型表示と反射型表示を行う液晶表示装置であって、
一対の基板間に挟持された液晶層と、
前記液晶層に向けて光を出射する照明装置と、
前記照明装置と前記液晶層との間に配置された第1偏光板と、
前記液晶層に対して、前記第1偏光板が配置された側とは反対側に配置された第2偏光板と、
前記液晶層と前記照明装置との間に配置され、アルミニウムからなる膜と、
前記膜が配置されず、長手方向と短手方向とを備えた形状であり、かつ、前記透過型表示の際に光が透過する領域と、
前記照明装置と前記膜との間に位置し、前記膜側の面が一次元方向に山形の形状をなし且つ当該山形の形状によって形成される複数の傾斜面を備えたプリズム構造を有するプリズムシートと、を有し、
前記プリズムシートは、前記山形の形状によって形成される稜線方向と、前記長手方向とが交差するように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device that performs transmissive display and reflective display,
A liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates;
An illumination device that emits light toward the liquid crystal layer;
A first polarizing plate disposed between the lighting device and the liquid crystal layer;
A second polarizing plate disposed on the opposite side of the liquid crystal layer from the side on which the first polarizing plate is disposed;
A film made of aluminum, disposed between the liquid crystal layer and the lighting device;
The film is not disposed, has a shape having a longitudinal direction and a short direction, and a region through which light is transmitted in the transmissive display,
A prism sheet having a prism structure located between the illumination device and the film, wherein the film side surface has a mountain shape in a one-dimensional direction and includes a plurality of inclined surfaces formed by the mountain shape. And having
The liquid crystal display device, wherein the prism sheet is arranged so that a ridge line direction formed by the mountain shape intersects the longitudinal direction.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、  A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
一対の互いに交差する電極と、  A pair of intersecting electrodes;
前記電極の重なる領域で規定される画素部と、をさらに有し、  A pixel portion defined by a region where the electrodes overlap,
前記長手方向は前記画素部の長辺に沿って形成されていることを特徴とする液晶表示装置。  The liquid crystal display device, wherein the longitudinal direction is formed along a long side of the pixel portion.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、  A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3,
信号線と、  A signal line;
走査線と、  Scanning lines;
前記信号線と前記走査線とによって区画される画素部と、をさらに有し  A pixel portion partitioned by the signal line and the scanning line;
前記長手方向は前記画素部の長辺に沿って形成されていることを特徴とする液晶表示装置。  The liquid crystal display device, wherein the longitudinal direction is formed along a long side of the pixel portion.
請求項1乃至のいずれか一項に記載の液晶表示装置を、表示部として備えることを特徴とする電子機器。 An electronic device liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a display unit.
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