JP4196976B2 - Liquid crystal display device and electronic apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、明るいモノカラー表示を行うことができる液晶表示装置及びそれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device capable of performing a bright monocolor display and an electronic apparatus using the same.
モノカラー表示の液晶表示装置においては、一般的に白またはグレー系色の背景に、黒い文字の表示が行われることが多い。
しかし、近年のファッション性重視の傾向から、特に携帯型電子機器などではボディーのカラー化が進んでいる。このカラー化の傾向に合わせて、モノカラーの液晶表示装置においても、背景がカラー化されたものを求める需要がある。液晶表示装置における背景のカラー化は、白地の背景色を持つ液晶表示装置にカラーフィルムを組み込むことによって可能ではある。
In a liquid crystal display device for monochromatic display, black characters are generally displayed on a white or gray background.
However, due to the recent trend of emphasizing fashion, body colorization is progressing especially in portable electronic devices. In accordance with this trend toward colorization, there is a demand for monochromatic liquid crystal display devices that have a colored background. Background colorization in a liquid crystal display device is possible by incorporating a color film into a liquid crystal display device having a white background color.
しかしながら、カラーフィルムの挿入は光の吸収を伴うため、表示が暗くなってしまうという問題がある。 However, since the insertion of the color film involves light absorption, there is a problem that the display becomes dark.
また、カラーフィルムは、一般的なフィルム材料と同様に延伸によって形成されるため、屈折率異方性を持っている。そのため、意図しない着色などが発生してしまうことがある。 Moreover, since the color film is formed by stretching in the same manner as a general film material, it has a refractive index anisotropy. Therefore, unintentional coloring may occur.
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モノカラーの表示が可能で、意図しない着色等がなく、しかも明るい表示が可能な液晶表示装置およびそれを用いた電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of monocolor display, no unintentional coloring, and the like, and capable of bright display. It is to provide an electronic device used.
内面側にそれぞれ透明電極が設けられた一対の基板の間に液晶を封入して形成された液晶セルと、前記液晶セルの第1の面側に配置された偏光子と、前記液晶セルの第2の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置されたカラー偏光子と、を有することを特徴とする。
A liquid crystal cell formed by enclosing a liquid crystal between a pair of substrates each provided with a transparent electrode on the inner surface side; a polarizer disposed on a first surface side of the liquid crystal cell; A reflective polarizer that is disposed on the second surface side and reflects polarized light having a polarization plane in a reflection axis direction and transmits polarized light having a polarization plane in a transmission axis direction different from the reflection axis direction; and the liquid crystal And a color polarizer disposed between the cell and the reflective polarizer.
本発明の液晶表示装置は、液晶セルと反射偏光子との間に、特定の色に対して偏光性を持たないカラー偏光子が配置されている。したがって、その特定の色は液晶セルの被制御状態の違いに拘わらずカラー偏光子を透過し、反射偏光子によって反射されて表示面に戻るため、表示がモノカラー化される。また、反射偏光子の反射軸の方向を調節することによって、反射偏光子による反射率を調節することができるため、モノカラーの領域の明るさを調節することができる。 In the liquid crystal display device of the present invention, a color polarizer that is not polarized with respect to a specific color is disposed between the liquid crystal cell and the reflective polarizer. Therefore, the specific color is transmitted through the color polarizer regardless of the controlled state of the liquid crystal cell, is reflected by the reflective polarizer, and returns to the display surface, so that the display is monocolored. In addition, since the reflectance of the reflective polarizer can be adjusted by adjusting the direction of the reflection axis of the reflective polarizer, the brightness of the monochromatic region can be adjusted.
また、本発明の液晶表示装置は、前述した発明の場合と同様に、液晶セルの背面側に反射偏光子を用いているため、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができる。したがって、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、明るい表示を行うことができる。 In addition, since the liquid crystal display device of the present invention uses a reflective polarizer on the back side of the liquid crystal cell as in the case of the above-described invention, the reflective polarizer almost reflects polarized light having a polarization plane in a predetermined direction. can do. Accordingly, a brighter display can be achieved as compared with the case where an absorption type polarizer is used as the back side polarizer and a reflection type liquid crystal display device is formed by arranging a reflective plate by aluminum deposition or the like on the back side. .
さらに好ましくは、本実施形態の液晶表示装置は、最も背面側に配置されたバックライトをさらに有することを特徴とする。
More preferably, the liquid crystal display device of the present embodiment further includes a backlight disposed on the backmost side.
本発明の液晶表示装置によれば、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライトを配置することによって透過型の表示も行うことができる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, the reflective polarizer that reflects the polarized light having the polarization plane in the reflection axis direction and transmits the polarized light in the transmission axis direction different from the reflection axis direction is used. Therefore, although a reflective display is possible, a transmissive display can also be performed by disposing a backlight on the rearmost surface, although a bright reflective display is possible.
しかも、液晶セルの背面側に用いる偏光子として反射偏光子を用いた半透過反射型(反射/透過両用型)の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、反射偏光子が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セルの被制御状態によっては前面側の偏光子を透過した光を反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子を用いた半透過反射型の液晶表示装置は、反射型として用いた場合、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラーを配置して半透過反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて、遙かに明るい表示を行うことができる。 In addition, when a transflective liquid crystal display device using a reflective polarizer as a polarizer used on the back side of the liquid crystal cell is used as a reflective type, when the reflective polarizer is used in a predetermined direction, Since most of the polarized light having the polarization plane is reflected, depending on the controlled state of the liquid crystal cell, the light transmitted through the polarizer on the front side can be almost reflected by the reflective polarizer. Therefore, when the transflective liquid crystal display device using a reflective polarizer is used as a reflective type, an absorption type polarizer is used as a back side polarizer, and a half mirror is disposed on the back side. As compared with the case where a transflective liquid crystal display device is formed, a much brighter display can be performed.
また、反射偏光子は、半透過反射板として動作させればよいため、液晶セルの前面側に配置された偏光子の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光子の透過軸と、反射偏光子の反射軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射型液晶表示装置を形成することができる。 Further, since the reflective polarizer may be operated as a transflective reflector, the transmission axis of the polarizer arranged on the front side of the liquid crystal cell and the transmission axis of the polarizer arranged on the back side of the liquid crystal cell If the angle between the reflection axis and the transmission axis of the reflective polarizer is appropriately selected, the brightness of the display will be different depending on whether it is used as a reflection type under bright light or as a transmission type when the surrounding is dark. A transflective liquid crystal display device that is not inverted can be formed.
(7) 本発明の電子機器は、前述のいずれかに記載の液晶表示装置を表示手段として有することを特徴とする。 本発明によれば、前記各発明について上述したいずれかの作用効果を持ち、反射型として用いた場合は、明るくて低消費電力の液晶表示装置を有する電子機器が得られる。 (7) An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device described above as a display unit. According to the present invention, an electronic apparatus having any one of the effects described above for each of the inventions described above and having a liquid crystal display device that is bright and consumes low power when used as a reflection type can be obtained.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら、さらに具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
<液晶表示装置の構造>
図1は、本実施形態の液晶表示装置10を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置10は、液晶セル18の前面側に吸収型の偏光子14を配置し、液晶セルの背面側には反射偏光子40を配置して形成されている。また、液晶セル18と反射偏光子40との間には、カラーフィルム34および散乱層38が配置されている。そして、反射偏光子40の背面には、バックライト44が配置されている。なお、図1および同様な他の図面においては、液晶表示装置を構成する各要素間に隙間があるように描かれているが、これは図示の便宜上のものであり、実際は各要素が互いにほぼ密着される状態となっている。
[First Embodiment]
<Structure of liquid crystal display device>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a liquid
液晶セル18は、ストライプ状の透明電極22が片面に形成された基板20と、やはりストライプ状の透明電極26が片面に形成された基板28とが、ギャップ材(図示せず)などによって所定間隔離され、対向する基板20,28の透明電極22,26同士が格子状に対向する単純マトリックス型の液晶セル18となっている。これら一対の基板20,28の間にはTN型の液晶24が充填され、それら基板20,28の対向する周縁がシール材30によって封止されている。なお、図1においては、一対の基板の間を広く離して描いてあるが、これは図示を明確化するためであり、実際には一対の基板は数μmないし十数μmの狭いギャップを隔てて対向している。
The
カラーフィルム34は、例えば、ポリビニールアルコール、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリエステル、ポリメチルメタクリレートなどに顔料または染料を混入させた材料を用いて、延伸成形により形成される。液晶表示装置10を反射モードで用いる場合は、光がカラーフィルム34を2度透過することになるため、カラーフィルム34は、光透過率の高いものが好ましく、例えば図2に2種類のカラーフィルム34の白色光に対する透過分光スペクトルを示すように、可視光領域の波長における最低の透過率が少なくとも20%以上であることが好ましい。なお、図1においては、カラーフィルム34が、液晶セル18と散乱層38との間に配置された例を示したが、カラーフィルム34は、散乱層38と反射偏光子40との間に配置されてもよいし、偏光子14と液晶セル18との間に配置されてもよい。
The
また、カラーフィルム34は延伸形成されるため、通常、その延伸方向が遅相軸となる屈折率異方性を持つ。カラーフィルム34は、液晶セル18の背面側に配置される場合には、カラーフィルム34の遅相軸が反射偏光子40の反射軸または透過軸と平行な状態で配置され、液晶セル18の前面側に配置される場合には、カラーフィルム34の遅相軸が偏光子14の吸収軸または透過軸と平行な状態で配置される。
Further, since the
散乱層38は、光を散乱させ拡散させる機能を持っている。散乱層38を省略することも可能ではあるが、これがない場合は、反射偏光子40で反射された部分に対応する表示が、鏡面により反射された光との印象を与える表示となってしまう。散乱層38は、このような状態を防止し、反射偏光子40で反射された部分に対応する表示をペーパーホワイトに近い表示とする。散乱層38は、例えば、ビーズを分散させたプラスチックフィルムとして形成されている。また、隣接する層同士、例えばカラーフィルム34と反射偏光子40とを接着する光学接着剤からなる接着層中にビーズを混入させて散乱層38を形成してもよい。なお、散乱層38は、偏光子14と液晶セル18との間に設けてもよいし、偏光子14の前面に設けるようにしてもよい。
The
バックライト44は、図1に示すように光源46と導光板48とを備えている。光源46から出射された光は、導光板48によって、液晶セル18の全画素に光が入射するように導光され、拡散される。導光板48としては、通常、アクリル板が用いられ、アクリル製導光板の上に拡散板や集光プリズムを積層したものを用いてもよい。光源46としては、LED(発光ダイオード)などが用いられる。なお、バックライトとしては、光源46と導光板48との組み合わせの代わりに、面光源であるEL(エレクトロルミネセント)等を用いてもよい。
The
反射偏光子40は、国際公開(WO95/017692)や、特表平9−506985号公報などに開示された偏光分離素子と同様のものであり、厚さと屈折率特性についてそれぞれ所定の関係を満たす一対の層が多重積層された構造となっている。反射偏光子40は、各層が1μmに満たない程度の厚さの多くの層によって形成され、全体としても200μm程度の厚さの薄い板状である。反射偏光子40は、透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過し、透過軸とほぼ直交する反射軸方向の偏光面を持つ偏光を反射する性質を持っている。なお、反射偏光子40の透過軸と偏光子14の透過軸とは、ほぼ平行となるように反射偏光子40と偏光子14とが配置されている。
The
また、液晶表示装置10は、図1に図示した構成要素以外にも、液晶24に面して設けられる配向膜、および駆動回路なども備えている。
In addition to the components shown in FIG. 1, the liquid
<反射型の液晶表示装置としての動作>
上記のように形成された液晶表示装置10を、明るい光のもとで反射型として用いる場合の動作を図3とともに説明する。なお、この図において、左側半分の図3(A)は通過する光の偏光面を液晶セル18が90°旋光させるスイッチング状態である場合を示し、右側半分の図3(B)は通過する光の偏光面を液晶セル18が旋光させないスイッチング状態である場合を示している。
<Operation as a reflective liquid crystal display device>
The operation when the liquid
まず、液晶セル18が光を90°旋光させるスイッチング状態の領域に外光が入射した場合、すなわち図3(A)左側に示した場合について説明する。この場合、入射した外光60は、前面側の偏光子14を透過すると、その透過軸14Tの方向の偏光面を持つ直線偏光60aとなり、その直線偏光60aは液晶セル18を通過すると90°旋光された直線偏光60bとなる。その直線偏光60bは、カラーフィルム34で着色され、散乱層38で散乱されるが、偏光方向はそのままの直線偏光60cとして反射偏光子40に入射する。入射した直線偏光60cは、その偏光方向が反射偏光子の反射軸40Rと同方向であるため、反射偏光子40によって反射される。反射されたその直線偏光60dは、反射偏光子40の反射軸40Rの方向の偏光面を持つ直線偏光60dであり、再び、散乱層38で散乱され、カラーフィルム34で着色されるが偏光方向は変わらない直線偏光60eとして液晶セルに入射する。直線偏光60eは液晶セル18で90°旋光されて前面側の偏光子14の透過軸14Tと平行な偏光面を持つ偏光60fとなるため、前面側の偏光子14を透過して表示面に達する。
First, a case where external light is incident on a switching state region where the
このように、この液晶表示装置10においては、液晶セル18が光を90°旋光させるスイッチング状態の時に液晶セル18に入射した外光はその殆どが反射偏光子40で反射されて入射と逆の経路を辿って出射するため、液晶セル18が光を90°旋光させるスイッチング状態となっている領域は明るい表示となる。
As described above, in the liquid
次に、液晶セル18が光を旋光させないスイッチング状態の領域に外光65が入射した場合、すなわち図3(B)左側に示した場合について説明する。この場合、入射した外光65は、前面側の偏光子14を透過すると、その透過軸14Tの方向の偏光面を持つ直線偏光65aとなる。その直線偏光65aは、そのままの状態で液晶セル18を通過し、カラーフィルム34および散乱層38を透過して着色され散乱されるが偏光方向は変わらない直線偏光65bとして偏光子14の透過軸14Tと平行な透過軸40Tを持つ反射偏光子40を透過し、バックライトに到達する。バックライトの表面は反射率が小さいため、殆どの光はそこで吸収される。
Next, the case where the external light 65 is incident on the switching region where the
このように、この液晶表示装置10においては、液晶セル18が光を旋光させないスイッチング状態の時に液晶セル18に入射した外光65は、その殆どがバックライトの表面で吸収されて表示面側に戻らないため、液晶セル18が光を旋光させないスイッチング状態となっている領域は暗い表示となる。
As described above, in the liquid
なお、液晶セル18は、光を90°旋光する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態もとることができ、このとき、中間調表示が行われる。
The
<透過型の液晶表示装置としての動作>
次に、液晶表示装置10を、周囲が暗く透過型として用いる場合の動作を図3とともに説明する。
<Operation as a transmissive liquid crystal display device>
Next, an operation in the case where the liquid
まず、液晶セル18が光を90°旋光させるスイッチング状態の領域にバックライト44からの光70が入射した場合、すなわち図3(A)右側に示した場合について説明する。この場合、バックライト44から出射された光70は、反射偏光子40を透過すると、その透過軸40Tの方向の偏光面を持つ直線偏光70aとなる。反射偏光子40を透過した直線偏光70aは、散乱層38およびカラーフィルム34を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色された直線偏光70bとして液晶セル18に入射する。その直線偏光70bは液晶セル18を通過すると90°旋光された直線偏光70cとなる。その直線偏光70cは、反射偏光子40の透過軸40Tと直交する吸収軸14Aを持つ偏光子14によって殆どが吸収される。
First, the case where the light 70 from the
このように、この液晶表示装置10は、透過型として用いた場合、液晶セルが90°光を旋光させるスイッチング状態の領域にバックライト44から液晶セル18に入射した光は偏光子14によって吸収されるため、暗い表示領域となる。
As described above, when the liquid
次に、液晶セル18が光を旋光させないスイッチング状態の領域にバックライト44からの光が入射した場合、すなわち図3(B)右側に示した場合について説明する。この場合、バックライト44から出射された光75は、反射偏光子40を透過すると、その透過軸40Tの方向の偏光面を持つ直線偏光75aとなる。その直線偏光75aは、散乱層38およびカラーフィルム34を透過して偏光方向は変わらないが散乱され着色された直線偏光75bとして液晶セル18に入射する。その直線偏光75bは、液晶セルが光を旋光させないスイッチング状態であるため、そのままの直線偏光75bとして液晶セル18を通過し、反射偏光子40の透過軸40Tと平行な透過軸14Tを持つ偏光子14を透過して表示面に達する。
Next, the case where the light from the
このように、この液晶表示装置10は、透過型として用いた場合、液晶セル18が光を旋光させないスイッチング状態の時に液晶セル18に入射したバックライト44からの光は、反射偏光子40を透過した光の殆どが表示面に到達するため、液晶セル18が光を旋光させないスイッチング状態となっている領域は明るい表示領域となる。
As described above, when the liquid
なお、反射表示モードの場合と同様に、透過表示モードにおいても液晶セル18は光を90°旋光する状態と、光を旋光しない状態との中間の状態をとることができ、このとき中間調表示が行われる。
As in the reflective display mode, the
以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置10は、液晶セル18が光を90°旋光させる領域は、明るい外光のもとで液晶表示装置10を反射型として使用した場合、明るい表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置10を透過型として使用した場合は、暗い表示領域となる。また、本実施形態の液晶表示装置10は、液晶セル18が光を旋光させない領域は、明るい外光のもとで液晶表示装置10を反射型として使用した場合、暗い表示領域となり、周囲が暗く液晶表示装置10を透過型として使用した場合は明るい表示領域となる。
As described above, in the liquid
<その他の表示特性>
前述したように、本実施形態の液晶表示装置10は、明るい表示となる領域の光がカラーフィルム34を透過し着色されるため、明るい表示の領域がモノカラー化される。
<Other display characteristics>
As described above, in the liquid
また、カラーフィルム34は、遅相軸34Dが反射偏光子40の反射軸40Rまたは透過軸40Tと平行な状態で、液晶表示装置10に組み込まれている。(図3には遅相軸34Dが反射偏光子40の透過軸40Tと平行となっている例を示した。)したがって、カラーフィルム34の屈折率異方性によって意図しない着色などが起きることがない。
The
さらに、本発明の液晶表示装置10は、液晶セル18の背面側に用いる偏光子として反射偏光子40を用いているため、反射偏光子40が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射することができ、液晶セル18の被制御状態によっては液晶セル18前面側の偏光子14および液晶セル18を透過した光を、この反射偏光子によって殆ど反射させることが可能である。したがって、このように反射偏光子40を用いた液晶表示装置10は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にアルミニウム蒸着等による反射板を配置して反射型の液晶表示装置を形成した場合に比べて表示が明るい。これは、アルミニウム蒸着等による反射板の反射率が90%弱にしかならないのに比し、反射偏光子40による反射は、入射する偏光の状態によっては殆ど100%反射することができるためである。さらに、通常の吸収型の偏光板は、ヨウ素等のハロゲン物質や染料等の二色性色素を利用しており、その二色比が必ずしも高くないために10%以上の光を無駄にしているが、反射偏光子40では光の無駄な吸収は殆ど起きないことにもよっている。
Furthermore, since the liquid
また、本実施形態の液晶表示装置10は、半透過反射型(反射/透過両用型)として形成した場合でも、反射型モードにおいて、反射偏光子40が所定の方向の偏光面を持つ偏光を殆ど反射するため、液晶セル18のスイッチング状態によっては前面側の偏光子14を透過した光を反射偏光子40によって殆ど反射させることが可能である。したがって、反射偏光子40を用いた半透過反射型の液晶表示装置10は、背面側の偏光子として吸収型の偏光子を用い、その背面にハーフミラーを配置した従来の半透過反射型の液晶表示装置に比べて、反射型モードにおいて遙かに表示が明るい。
Further, even when the liquid
このように、本実施形態の液晶表示装置10は、反射偏光子40を用いているため、反射型として使用した場合に、明るい表示が可能であり、カラーフィルムによる光の吸収があるにも拘わらず、明るい表示を行うことができる。
As described above, since the liquid
なお、上記においては、液晶表示装置10を半透過反射型(反射/透過両用型)の液晶表示装置10として形成した例を示したが、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置としてもよい。
In the above description, an example in which the liquid
<液晶表示装置を備えた電子機器>
図4(A)、(B)、および(C)は、本実施形態の液晶表示装置10を表示部として用いた電子機器の例を示す外観図である。図4(A)は、携帯電話機88であり、その前面上方に液晶表示装置10を備えている。図4(B)は、腕時計92であり、本体の前面中央に液晶表示装置10を用いた表示部が設けられている。図4(C)は、携帯情報機器96であり、液晶表示装置10からなる表示部と入力部98とを備えている。これらの電子機器は、液晶表示装置10の他に、図示しないが、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路などを含んで構成される。
<Electronic device with liquid crystal display>
4A, 4 </ b> B, and 4 </ b> C are external views illustrating examples of electronic devices using the liquid
なお、本実施形態の液晶表示装置10が組み込まれる電子機器としては、携帯電話機、時計、および携帯情報機器に限らず、ノート型パソコン、電子手帳、ページャ、電卓、POS端末、ICカード、ミニディスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。
Note that the electronic device in which the liquid
これらの情報機器は、屋内屋外を問わずあらゆる環境で使用される。したがって、長時間の電池駆動が可能であることが好ましい。そのため、これらの電子機器の表示部として用いられる液晶表示装置10は消費電力が小さいことが求められる。消費電力の小さい表示装置として外光を利用した反射型液晶表示装置があるが、周囲が暗い場所での使用が殆どできないという問題があった。本実施形態の液晶表示装置は、消費電力の小さい反射型表示を従来の反射型液晶表示装置と遜色ない明るさで行うことができると共に、周囲が暗いところでの使用においては透過型表示を行うことができる。したがって、これらの電子機器の表示部として用いることで、低消費電力で良質の表示を行うことが可能な電子機器を形成することができる。
These information devices are used in any environment, indoors or outdoors. Therefore, it is preferable that the battery can be driven for a long time. Therefore, the liquid
〔第2実施形態〕
第2実施形態は、STN型の液晶セルが用いられている点と、STN型の液晶セルに付随して発生する着色を解消するための位相差板が追加されている点が第1実施形態と異なる。それ以外の点は第1実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第1実施形態と同一の符号を付す。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, an STN type liquid crystal cell is used, and a phase difference plate for eliminating the coloring that occurs accompanying the STN type liquid crystal cell is added. And different. Since the other points are the same as in the first embodiment, description thereof is omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
図5は、本実施形態の液晶表示装置50を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置50は、STN型の液晶53を用いた液晶セル52を用い、偏光子14と液晶セル18との間に位相差板54を備えている。この位相差板54によって、STN型の液晶セル52に発生する着色を解消することができる。なお、カラーフィルム34が、偏光子14と液晶セル18との間に配置された場合には、位相差板54は、カラーフィルム34の前面側または背面側のいずれに配置してもよい。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the liquid
また、カラーフィルム34は、偏光子14と液晶セル18との間に配置された場合は、遅相軸34Dが、偏光子14の吸収軸14A、透過軸14T、位相差板54の遅相軸、進相軸の少なくともいずれかと平行な状態とされており、液晶セル18と反射偏光子40との間に配置された場合は、遅相軸34Dが反射偏光子40の反射軸40Rまたは透過軸40Tと平行とされて、液晶表示装置50に組み込まれている。したがって、カラーフィルム34の屈折率異方性によって意図しない着色などが起きることがない。
When the
なお、本実施形態の液晶表示装置は、バックライト44を用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。
The liquid crystal display device of this embodiment can also be formed as a reflection-only liquid crystal display device without using the
〔第3実施形態〕
第3実施形態は、散乱層として着色散乱層を用い、カラーフィルムを用いてない点が、第1実施形態と異なる。それ以外の点は第1実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第1実施形態と同一の符号を付す。
[Third Embodiment]
The third embodiment is different from the first embodiment in that a colored scattering layer is used as the scattering layer and no color film is used. Since the other points are the same as in the first embodiment, description thereof is omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
図6は、本実施形態の液晶表示装置58を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置58は、液晶セル18と反射偏光子40との間に着色散乱層60が設けられ、カラーフィルムは用いられていない。なお、着色散乱層60は、図6に示した位置に限らず、偏光子14と液晶セル18との間に設けてもよいし、偏光子14の前面に設けるようにしてもよい。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device 58 of the present embodiment. As shown in this figure, the liquid crystal display device 58 is provided with a
着色散乱層60は、粘着剤中に粘着剤より屈折率が大きいビーズ(数μm径)を入れ、さらに顔料または染料等を混入させて形成される。また、着色散乱層60は、透明樹脂中に樹脂より屈折率が大きいビーズ(数μm径)、および顔料または染料などを混入させて形成することもできる。
The
液晶表示装置58を反射モードで用いる場合は、光が着色散乱層60を2度透過することになるため、第1実施形態におけるカラーフィルムの場合と同様に、着色散乱層60は、光透過率の高いものが好ましく、例えば可視光領域の波長における最低の透過率が少なくとも20%以上であることが好ましい。
When the liquid crystal display device 58 is used in the reflection mode, light passes through the
着色散乱層60によって、反射偏光子40によって反射された部分に対応する表示が鏡面状の表示になることを防止し、ペーパーホワイトに近い表示とすることができるとともに、明るい表示となる領域の光が着色散乱層60を透過することによって着色されるため、明るい表示の領域がモノカラー化された表示が得られる。
The
そして、本実施形態の液晶表示装置58は、カラーフィルムを用いることなくモノカラー化が行えるため、カラーフィルムを用いる場合に比し、コストおよび組立工数が削減される。 Since the liquid crystal display device 58 of the present embodiment can be made monochromatic without using a color film, the cost and the number of assembling steps are reduced as compared with the case of using a color film.
なお、本実施形態は、第2実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。 The present embodiment can be similarly applied to the liquid crystal display device of the second embodiment.
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。 Further, the liquid crystal display device of this embodiment can be formed as a reflection-only liquid crystal display device without using a backlight.
〔第4実施形態〕
第4実施形態は、反射偏光子の背面にさらに偏光子または/および光半吸収体を配置した点が第1実施形態とは異なる。それ以外の点は第1実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第1実施形態と同一の符号を付す。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a polarizer or / and a light semi-absorber are further arranged on the back surface of the reflective polarizer. Since the other points are the same as in the first embodiment, description thereof is omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
図7は、本実施形態の液晶表示装置64を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置64は、反射偏光子の背面にさらに偏光子66が設けられている。液晶表示装置64を反射型として使用する場合には、この偏光子66の吸収軸の方向と反射偏光子40の透過軸の方向とを調節することによって、反射偏光子40を透過した光が再び反射偏光子40に戻る量を調節できるため、暗く表示される表示領域の暗さを調節することができる。また、液晶表示装置64を透過型として使用する場合には、この偏光子66の吸収軸の方向と反射偏光子40の透過軸の方向とを調節することによって、バックライト44からの光が反射偏光子40を透過する量を調節することができるため、明るく表示される表示領域の明るさを調節することができる。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the liquid
なお、偏光子66に代えて、または加えて、光半吸収体を使用し、光半吸収体の光吸収率を選択することによっても、液晶表示装置64を反射型として使用するときの暗く表示される領域の暗さ、および液晶表示装置64を透過型として使用するときの明るく表示される領域の明るさを調節することができる。
Note that, instead of or in addition to the
なお、本実施形態は、第2実施形態または第3実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。 Note that this embodiment can be similarly applied to the liquid crystal display device of the second embodiment or the third embodiment.
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。 Further, the liquid crystal display device of this embodiment can be formed as a reflection-only liquid crystal display device without using a backlight.
〔第5実施形態〕
第5実施形態は、カラー偏光子が液晶セルと反射偏光子との間に配置され、カラーフィルムは用いない点が第1実施形態とは異なる。それ以外の点は第1実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において第1実施形態と対応する部分には同一の符号を付す。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment is different from the first embodiment in that a color polarizer is disposed between the liquid crystal cell and the reflective polarizer, and no color film is used. Since the other points are the same as in the first embodiment, description thereof is omitted. In the drawings, the same reference numerals are given to portions corresponding to the first embodiment.
図8は、本実施形態の液晶表示装置70を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置70は、液晶セル18と反射偏光子40との間にカラー偏光子72を備えて形成されている。また、この図においてはカラー偏光子72と反射偏光子40との間に散乱層38が位置する例を示している。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the liquid
液晶表示装置70は、液晶セル18と反射偏光子40との間に、特定の色に対して偏光性を持たないカラー偏光子72が配置されている。したがって、液晶表示装置70を反射型モードで使用した場合には、その特定の色は液晶セル18の被制御状態の違いに拘わらずカラー偏光子72を透過し、反射偏光子40によって反射されて表示面に戻るため、表示がモノカラー化される。また、反射偏光子40の反射軸の角度を調節することによって、反射偏光子40による反射率を調節することができるため、背景色の明るさ、および背景色の色濃度を調節することができる。
In the liquid
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを用いないで反射専用型の液晶表示装置として形成することもできる。 Further, the liquid crystal display device of this embodiment can be formed as a reflection-only liquid crystal display device without using a backlight.
〔第6実施形態〕
第6実施形態は、液晶セルと反射偏光子との間に、さらに偏光子が配置されている点が点が第1実施形態とは異なる。なお、本実施形態の液晶表示装置は、半透過反射型(反射/透過両用型)の液晶表示装置として用いられ、常にバックライトが最も背面側に配置されて形成される。それらの点および下記以外の点は第1実施形態と同様であるのでその説明を省略する。また、図面において対応する部分には第1実施形態と同一の符号を付す。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment is different from the first embodiment in that a polarizer is further disposed between the liquid crystal cell and the reflective polarizer. Note that the liquid crystal display device of this embodiment is used as a transflective (reflective / transmissive) type liquid crystal display device, and is always formed with a backlight disposed on the backmost side. Since these points and points other than those described below are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. In the drawings, corresponding parts are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment.
図9は、本実施形態の液晶表示装置76を示す模式的な断面図である。この図に示すように、液晶表示装置76は、液晶セル18と反射偏光子40との間に、偏光子78が配置されて形成されている。なお、この図においては、カラーフィルム34および散乱層38が偏光子78と反射偏光子40との間に設けられた例を示している。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the liquid
液晶表示装置76は、反射偏光子40を用いることによって反射型の表示を行っているため、明るい反射型表示が可能であるにもかかわらず、最も背面にバックライト44を配置することによって透過型の表示も行うことができる、モノカラーの液晶表示装置76となる。
Since the liquid
また、反射偏光子40は、半透過反射板として動作させればよいため、液晶セル18の前面側に配置された偏光子14の透過軸と、液晶セルの背面側に配置された偏光子78の透過軸と、反射偏光子40の反射軸または透過軸との間の角度をそれぞれ適切に選べば、明るい光のもとで反射型として用いる場合と、周囲が暗く透過型として用いる場合とで、表示の明暗が反転することがない半透過反射型(反射/透過両用型)液晶表示装置を形成することができる。
Further, since the
なお、本実施形態は、第2実施形態および第3実施形態の液晶表示装置に対しても同様に適用することができる。 The present embodiment can be similarly applied to the liquid crystal display devices of the second embodiment and the third embodiment.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内または特許請求の範囲の均等範囲内で各種の変形実施が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made within the scope of the gist of the present invention or the equivalent scope of the claims. Is possible.
例えば、上記各実施形態では、単純マトリックス型の液晶表示装置の例を示したが、液晶表示装置は、セグメント表示等を行うスタティック駆動型の液晶表示装置や、またTFTで代表される三端子スイッチング素子あるいはMIMで代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置であってもよい。 For example, in each of the above-described embodiments, an example of a simple matrix type liquid crystal display device has been described. However, the liquid crystal display device is a static drive type liquid crystal display device that performs segment display or the like, or three-terminal switching represented by TFT. An active matrix liquid crystal display device using a two-terminal switching element represented by an element or MIM may be used.
また、上記各実施形態では、反射偏光子として積層型のもの用いた例を示したが、反射偏光子はこのタイプに限らず、コレステリック液晶層と1/4波長板とを組み合わせるもの(特開平8−271892号公報)、ブリュースターの角度を利用して反射偏光と透過偏光とに分離するもの(SID 92 DIGEST P.427-429)、ホログラムを利用するもの等を用いることもできる。
In each of the above embodiments, a laminated type is used as the reflective polarizer. However, the reflective polarizer is not limited to this type, and is a combination of a cholesteric liquid crystal layer and a quarter-wave plate (Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 8-278992), which uses Brewster's angle to separate reflected polarized light and transmitted polarized light (
さらに、上記各実施形態では、反射偏光子の透過軸と反射軸とが直交している例を示したが、透過軸と反射軸とが異なる方向であれば必ずしも直交している必要はない。 Further, in each of the above embodiments, an example in which the transmission axis and the reflection axis of the reflective polarizer are orthogonal to each other has been shown. However, the transmission axis and the reflection axis are not necessarily orthogonal if the direction is different.
また、上記各実施形態において、液晶セルは明表示に対応するスイッチング状態における旋光性が90°で暗表示に対応するスイッチング状態における旋光性が0°である例を示した。しかし、液晶セルの旋光性は、これに限らず、明表示に対応するスイッチング状態における旋光性と、暗表示に対応するスイッチング状態における旋光性とがほぼ90°異なっていればよい。 In each of the above embodiments, the liquid crystal cell has an example in which the optical rotation in the switching state corresponding to the bright display is 90 ° and the optical rotation in the switching state corresponding to the dark display is 0 °. However, the optical rotation of the liquid crystal cell is not limited to this, and it is sufficient that the optical rotation in the switching state corresponding to the bright display and the optical rotation in the switching state corresponding to the dark display differ by approximately 90 °.
10,50,58,64,70,76 液晶表示装置
14,66,78 偏光子
18,52 液晶セル
20,28 基板
22,26 透明電極
24 液晶
34 カラーフィルム
38 散乱層
40 反射偏光子
44 バックライト
54 位相差板
68 光半吸収体
72 カラー偏光子
88 携帯電話機(電子機器)
92 腕時計(電子機器)
96 携帯情報機器(電子機器)
10, 50, 58, 64, 70, 76 Liquid
92 Watch (electronic equipment)
96 Portable information devices (electronic devices)
Claims (3)
前記液晶セルの第1の面側に配置された偏光子と、
前記液晶セルの第2の面側に配置され、反射軸方向の偏光面を有する偏光を反射し、前記反射軸の方向とは異なる方向の透過軸方向の偏光面を有する偏光を透過する反射偏光子と、
前記液晶セルと前記反射偏光子との間に配置されたカラー偏光子と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal cell formed by enclosing a liquid crystal between a pair of substrates each provided with a transparent electrode on the inner surface side;
A polarizer disposed on the first surface side of the liquid crystal cell;
Reflected polarized light that is disposed on the second surface side of the liquid crystal cell, reflects polarized light having a polarization plane in the reflection axis direction, and transmits polarized light having a polarization plane in the transmission axis direction different from the reflection axis direction. With the child,
A color polarizer disposed between the liquid crystal cell and the reflective polarizer;
A liquid crystal display device comprising:
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