JP4388178B2

JP4388178B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP4388178B2
Application number: JP29223399A
Authority: JP
Inventors: 孝志南; 昭夫西野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: JP2001117092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半透過膜を設けた半透過型液晶パネルに対しバックライト用ＥＬを配設した液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。さらに携帯情報端末においては、屋外・屋内の双方に使用できるＳＴＮ型の半透過型液晶表示装置が開発されている。
【０００３】
この半透過型液晶表示装置によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として用いる場合と、バックライトを内部照明として装着した透過型の装置として用いる場合があり、双方の機能を併せもたせるために、半透過膜を使用する技術が提示されている（特開平８−２９２４１３号参照）。
【０００４】
この半透過型液晶表示装置において、バックライト用に輝度の低いＥＬをシート状に使用する技術が提案されている（特開平９−１５５９６号参照）。すなわち、液晶パネルとＥＬとの間にプリズムシートを配置し、このプリズムシートの外側に半透過膜を設けることで、半透過型液晶表示装置となしている。この半透過膜はアルミ等の金属粒子を液状のアクリル樹脂等に混入し、そして、このような樹脂を印刷したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の半透過型液晶表示装置を透過型の装置として用いる場合、ＥＬからの光をプリズムシートでもって集光することで、輝度が向上するが、他方の反射型の装置として用いる場合には、液晶パネルと半透過膜との距離が離れていることで、視差が生じ、これにより、斜め方向からの視認性が著しく低下するという課題があった。
【０００６】
したがって本発明は上記事情に鑑みて完成されたものであり、その目的はバックライトにＥＬを用いて反射型に使用する際に、斜め方向からの視認性を高めて画像表示の視野角を大きくし、これによって画像表示の認識領域を広くした半透過型液晶表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、透明電極と配向層とを順次積層してなる２つの透明基板間にネマチック型液晶を介在させてなる液晶パネルの一方の透明基板の外面もしくは内面に半透過膜を形成し、この一方の透明基板の外側に集光性部材とバックライト用ＥＬとを順次配設したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１〜図７により説明する。
図１は本発明の液晶表示装置Ａの概略断面図、図２は本発明の他の液晶表示装置Ｂの概略断面図、図３は液晶表示装置Ｂの集光性部材の要部拡大断面図、図４は本発明の他の液晶表示装置Ｃの概略断面図である。また、図５は各液晶表示装置Ａ、Ｂ、Ｃの主要部である液晶パネルの概略断面図であり、図６はその液晶パネルの要部拡大断面図である。さらに図７は液晶表示装置Ａ、Ｂの主要部である他の液晶パネルの概略断面図である。
【０００９】
（例１）
図１に示す液晶表示装置Ａにおいて、１は液晶パネル、２はＥＬシートであって、ＥＬシート２は内部に前記バックライト用ＥＬである板状のＥＬ発光体３が配設され、ＥＬ発光体３の一方主面に集光性部材４を、他方主面に防湿部材５を設けている。
【００１０】
集光性部材４はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるシートであって、そのシート上に対し集光作用をもたせるために、頂角９０度、ピッチ５０μｍの微細な直線状のプリズム構造を形成している。他方の防湿部材５もＰＥＴからなるシートであるが、プリズム構造ではない。
【００１１】
このような構成のＥＬシート２を作製するには、ＥＬ発光体３を集光性部材４と防湿部材５とによって挟み込み、そして、周囲を熱溶着することで、ＥＬ発光体３を封止する。これにより、ＥＬ発光体３をなす蛍光体が湿度に対し弱く、寿命が短くなるという課題が解消される。集光性部材４と防湿部材５とによってＥＬ発光体３を挟むには、ヒートプレス等を用いる。
【００１２】
かくして、このようなプリズム構造の集光性部材４を使用することで、別途、プリズムシートを使用する必要がなくなり、これにより、装置全体の厚みが小さくなり、さらに組立工数が減少し、その結果、小型化かつ低コスト化が達成される。
【００１３】
なお、集光性部材４のプリズム構造は、「頂角９０度、ピッチ５０μｍ」の微細な直線状のプリズム構造以外には、「頂角９０度、ピッチ２４μｍ」、あるいは「頂角１００度、ピッチ３１μｍ」の仕様でもよく、さらに梨地状にしてもよい。
【００１４】
液晶パネル
図５は液晶パネル１の断面図であり、図６は液晶パネル１の要部拡大断面図である。
【００１５】
図５において、液晶パネル１の主体６の一方主面側にポリカーボネイトなどからなる位相差板７とヨウ素系の偏光板８とを順次積み重ね、他方主面側にポリカーボネイトなどからなる位相差板９とヨウ素系の偏光板１０とを順次積み重ねる。これらはアクリル系の材料からなる粘着材を用いて貼り付ける。さらに偏光板１０の上にＥＬシート２を貼りつける。
【００１６】
主体６において、１１、１２はそれぞれ前記透明基板であるセグメント側のガラス基板およびコモン側のガラス基板であって、ガラス基板１１上には多数平行に配列したＩＴＯからなる透明電極１３と、ＳｉＯ₂からなる絶縁層１４と、一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜１５とを順次形成している。
【００１７】
また、ガラス基板１２の内面に半透過膜１６を形成し、半透過膜１６の上にカラーフィルタ１７とブラックマトリックス１８とを形成している。カラーフィルタ１７は画素ごとに配し、各カラーフィルタ１７間にクロム金属もしくは感光性レジストのブラックマトリックス１８とを形成している。なお、ブラックマトリックス１８は設けなくてもよい。
【００１８】
半透過膜１６は光透過性と光反射性の双方の特性を具備しており、しかも、２枚の偏光板の間に挟んだ時に位相差を生じないようにする。
【００１９】
また、半透過膜１６は鏡面性であっても、散乱性を有していてもよい。散乱性を具備させるには、樹脂によりガラス基板１２の内面に凹凸を形成し、その上に半透過膜１６を形成すればよい。あるいは半透過膜１６の上に散乱性を有する層を設けてもよい。
【００２０】
半透過膜１６はたとえば、ガラス基板１２の上に高屈折率層Ａと低屈折率層Ｂとを交互に順次積層した積層構造にしている。これによって、入射した光の一部は高屈折率層Ａにて反射され、それ他の高屈折率層Ａを透過した光は低屈折率層Ｂにて反射され、そして、これら反射光が干渉され、反射性能が著しく高められ、いわゆる増反射が生じる。
【００２１】
高屈折率層Ａと低屈折率層Ｂとはその間にて屈折率差があれば、どのような材料でもって構成してもよいが、たとえば高屈折率層Ａの屈折率の範囲は２．０〜２．８がよく、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＳｎＯ₂などで構成するとよい。これに対する低屈折率層Ｂの屈折率の範囲は１．３〜１．６がよく、たとえばＳｉＯ₂、ＡｌＦ₃、ＣａＦ₂などで構成するとよい。
【００２２】
高屈折率層Ａの厚み範囲は２５〜２０００Å、低屈折率層Ｂの厚み範囲は２５〜２０００Åにすることで、前述した増反射がもっとも顕著になる。さらに半透過膜１６の厚み範囲を５０〜１２０００Åにすることで、この増反射が顕著になる。
【００２３】
また、半透過膜１６は高屈折率層Ａと低屈折率層Ｂとを交互に順次積層した構造にしたことで、総層数を２層、４層、６層、８層, １０層あるいはそれ以上の層数にて構成する。さらにまた、このような積層構造にしたことで、積層数を変えることで反射率や透過率を所要とおりに設定することができ、これにより、その設計が容易になる。
【００２４】
また、半透過膜１６は金属層により形成してもよい。すなわち、Ａｌ、Ｃｒ、ＳＵＳ系、Ａｇにより構成し、光透過性と光反射性の双方を満たすために、膜厚を５０〜３５０Åするとよく、さらに光透過性を重視する場合には５０〜１００Åに、光反射性を重視する場合には１００〜３５０Åにするとよい。金属層でもって形成する方が単一の材料を用いるという点で低コストになり、さらにスパッタリング法により容易に安定して高品質な成膜形成できるという点でよい。
【００２５】
上記カラーフィルタ１７は顔料分散方式、すなわちあらかじめ顔料により調合された感光性レジストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィにより形成している。図中のＲ、Ｇ、Ｂの各表示はそれぞれ赤、緑、青に着色したカラーフィルタ１７である。
【００２６】
その上にアクリル系樹脂からなるオーバーコート層１９と、ＩＴＯからなる透明電極２０とを形成している。この透明電極２０は上記透明電極１３と直交している。しかも、透明電極２０上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜２１を形成している。
【００２７】
上記のように形成した各ガラス基板１１、１２をたとえば２００〜２７０°の角度でツイストされたカイラルネマチック液晶からなる液晶層２２を介してシール部材２３により貼り合わせる。さらに両ガラス基板１１、１２間には液晶層２２の厚みを一定にするためにスペーサ２４を多数個配している。なお、本例の液晶パネル１では絶縁層１４、オーバーコート層１９を設けているが、それを設けなくてもよい。
【００２８】
上記構成の液晶パネル１およびＥＬシート２を備えた液晶表示装置Ａを反射型として用いた場合には、太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏光板８と位相差板７と液晶パネル１とを順次通過し、さらに半透過膜１６でもって反射され、その反射光が増反射効果により高められ、そして、位相差板７と偏光板８とを通過し、高い輝度が得られる。
【００２９】
また、液晶表示装置Ａを透過型として用いた場合には、ＥＬシート２の照射光が偏光板１０と位相差板９と半透過膜１６とを順次通過し、液晶パネル１を通って位相差板７と偏光板８とを順次通過し、これによって偏光板１０を通過した光は位相差板９で偏光状態を変え、すなわち反射型として使用するときに半透過膜１６で反射される光の偏光状態とＥＬシート２から照射される光の偏光状態が同じ偏光状態になるように位相差板９を設定し、その結果、反射型にて使用したパネルを、そのままの条件で透過型にも使用することができ、反射型もしくは透過型のいずれの場合でも安定した鮮明な色表示ができた。
【００３０】
かくして本発明の液晶表示装置Ａによれば、液晶パネル１の内部に半透過膜１６を設けたことで、反射型の装置として用いても、従来のようにプリズムシートの外側に半透過膜を設けていないことで、液晶パネル１と半透過膜１６との距離間隔が短くなり、これによって視差が生じなくなり、斜め方向からの視認性が向上し、その視認性を高め、その結果、画像表示の視野角を大きくし、画像表示の認識領域を広くすることができた。
【００３１】
（例２）
前記液晶表示装置Ａにおいては、ＥＬシート２に対しプリズム構造を形成しているが、これに代えて図２に示す液晶表示装置Ｂにおいては、そのプリズム構造をＥＬシートより離している。
【００３２】
すなわち、液晶表示装置Ｂについては、ＥＬシート２ａは内部にＥＬ発光体３が配設され、ＥＬ発光体３の一方主面および他方主面ともにＰＥＴからなるシート状の防湿部材５、５ａを設けている。
【００３３】
このような構成のＥＬシート２ａを作製するにも、ＥＬ発光体３を防湿部材５と防湿部材５ａもでもって挟み込み、そして、周囲を熱溶着することで、ＥＬ発光体３を封止し、これによってＥＬ発光体３をなす蛍光体が湿度に対し弱く、寿命が短くなるという課題が解消される。
【００３４】
そして、液晶パネル１とＥＬシート２ａとの間にプリズムシートＰを配設している。
【００３５】
プリズムシートＰは、たとえば図３に示すようにＰＥＴフィルム２５の上に紫外線硬化樹脂（フォトポリマー）からなるプリズム形状に成形したプリズム体２６を設けたものであって、ＥＬシート２ａから出射される光の放射特性について、その正面輝度を向上させる。
【００３６】
かかる液晶パネル１とＥＬシート２ａとの間にプリズムシートＰを配設してなる液晶表示装置Ｂを反射型として用いた場合には、太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏光板８と位相差板７と液晶パネル１とを順次通過し、さらに半透過膜１６でもって反射され、その反射光が増反射効果により高められ、高い輝度が得られる。
【００３７】
また、透過型として用いた場合には、ＥＬシート２ａの照射光が偏光板１０と位相差板９と半透過膜１６とを順次通過し、液晶パネル１を通って位相差板７と偏光板８とを順次通過し、これによって反射型にて使用したパネルを、そのままの条件で透過型にも使用することができ、反射型もしくは透過型のいずれの場合でも安定した鮮明な色表示ができた。
【００３８】
かくして本発明の液晶表示装置Ｂについても、同様に液晶パネル１の内部に半透過膜１６を設けたことで、反射型の装置として用いると、従来のようにプリズムシートの外側に半透過膜を設けていないことで、液晶パネル１と半透過膜１６との距離間隔が短くなり、これによって視差が生じなくなり、斜め方向からの視認性が向上し、画像表示の視野角が大きくなった。
【００３９】
（例３）
前記液晶表示装置Ｂにおいては、液晶パネル１とＥＬシート２ａとの間にプリズムシートＰを配設したが、これに代えて図４に示す液晶表示装置Ｃにおいては、かかるＥＬシート２ａの上に光拡散フィルムである集光性部材Ｓを被覆してＥＬシート２ｂとなしている。この集光性部材Ｓは樹脂層の内部に多くの拡散粒子を含有したものであって、印刷でもって形成し、たとえば（株）ツジデン製の拡散板Ｄ１２０を使用する。
【００４０】
このようなＥＬシート２ｂを配設してなる液晶表示装置Ｃを反射型として用いた場合には、外部照明による照射光は偏光板８と位相差板７と液晶パネル１とを順次通過し、さらに半透過膜１６でもって反射され、その反射光が増反射効果により高められ、高い輝度が得られる。また、透過型として用いた場合には、ＥＬシート２ｂの照射光が偏光板１０と位相差板９と半透過膜１６とを順次通過し、液晶パネル１を通って位相差板７と偏光板８とを順次通過し、これによって反射型にて使用したパネルを、そのままの条件で透過型にも使用することができ、反射型もしくは透過型のいずれの場合でも安定した鮮明な色表示ができた。
【００４１】
かくして本発明の液晶表示装置Ｃについても、同様に液晶パネル１の内部に半透過膜１６を設けたことで、反射型の装置として用いると、従来のようにバックライト用ＥＬの外側に半透過膜を設けていないことで、液晶パネル１と半透過膜１６との距離間隔が短くなり、これによって視差が生じなくなり、斜め方向からの視認性が向上し、画像表示の視野角が大きくなった。
【００４２】
他の液晶パネルについて
液晶パネル１は上記のような構成以外に、下記のようにさまざまな構成であってもよい。たとえば、前記液晶パネル１では、ガラス基板１２の内側面には半透過膜１６を形成したが、これに代えて、ガラス基板１２の外側面には半透過膜１６を形成してもよい。
【００４３】
また、液晶パネル１に対し、さらに主体６のガラス基板１１と位相差板７との間の光散乱性の板状体を形成してもよい。この光散乱性の板状体にはたとえば大日本印刷（株）製のＩＤＳ(Internal Diffusing Sheet)の光散乱膜があり、樹脂中にビーズ等を含有させたものである。その他に平板の表面に光散乱性の凹凸を設けてもよい。
【００４４】
このような光散乱膜を主体６と位相差板７との間に設けることで、反射型として用いた場合、半透過膜１６でもって反射された反射光は光散乱膜でもって正反射方向以外の方向にも散乱され、これによって画像表示の視野角が大きくなり、画像表示の認識領域が広くなった。
【００４５】
さらにまた、液晶パネル１については、半透過膜１６を設けているが、このような半透過膜１６に代えて、透明電極１３を半透過膜でもって形成した液晶パネル１ａでもよく、これによってコストが低減できる。その半透過膜用の電極は金属膜で形成するとよい。ただし、ＥＬシート２、２ａ、２ｂの配設部位は上記液晶パネル１と反対側にする。
【００４６】
この液晶パネル１ａを図７によって下記のとおり説明する。
主体６ａにおいて、セグメント側のガラス基板１１上には多数平行に配列したＩＴＯからなる半透過膜用の電極２７と、ＳｉＯ₂からなる絶縁層１４と、一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜１５とを順次形成している。
【００４７】
また、コモン側のガラス基板１２の上にカラーフィルタ１７とブラックマトリックス１８とを形成している。
【００４８】
電極２７についても光透過性と光反射性の双方の特性を具備しており、しかも、２枚の偏光板の間に挟んだ時に位相差を生じないようにする。また、電極２７は鏡面性であっても、散乱性を有していてもよい。散乱性を具備させるには、樹脂によりガラス基板の内面に凹凸を形成し、その上に半透過膜（電極２７）を形成すればよい。さらにこの半透過膜の上に散乱性を有する層を設けてもよい。
【００４９】
上記カラーフィルタ１７の上にアクリル系樹脂からなるオーバーコート層１９と、ＩＴＯからなる透明電極２０とを形成している。この透明電極２０は上記透明電極１３と直交している。しかも、透明電極２０上に一定方向にラビングしたポリイミド樹脂からなる配向膜２１を形成している。
【００５０】
上記のように形成した各ガラス基板１１、１２を液晶層２２を介してシール部材２３により貼り合わせる。さらに両ガラス基板１１、１２間には液晶層２２の厚みを一定にするためにスペーサ２４を多数個配している。
【００５１】
上記構成の液晶パネル１ａを備えた各種液晶表示装置Ａ，Ｂ，Ｃを反射型として用いた場合には、太陽光、蛍光灯などの外部照明による照射光は偏光板８と位相差板７と液晶パネル１とを順次通過し、さらに電極２７でもって反射され、その反射光が増反射効果により高められ、そして、位相差板７と偏光板８とを通過し、高い輝度が得られる。
【００５２】
また、液晶表示装置Ａ，Ｂ，Ｃを透過型として用いた場合には、ＥＬシート２、２ａ、２ｂの照射光が偏光板１０と位相差板９と半透過膜１６とを順次通過し、液晶パネル１を通って位相差板７と偏光板８とを順次通過し、これによって偏光板１０を通過した光は位相差板９で偏光状態を変え、すなわち反射型として使用するときに半透過膜１６で反射される光の偏光状態とＥＬシート２、２ａ、２ｂから照射される光の偏光状態が同じ偏光状態になるように位相差板９を設定し、その結果、反射型にて使用したパネルを、そのままの条件で透過型にも使用することができ、反射型もしくは透過型のいずれの場合でも安定した鮮明な色表示ができた。
【００５３】
かくして上記構成の液晶パネル１ａを備えた各種液晶表示装置Ａ，Ｂ，Ｃによれば、液晶パネル１ａの内部に電極２７を設けたことで、反射型の装置として用いても、従来のようにピリズムシートの外側に半透過膜を設けていないことで、液晶パネル１ａと電極２７との距離間隔が短くなり、これによって視差が生じなくなり、斜め方向からの視認性が向上し、その視認性を高め、その結果、画像表示の視野角を大きくし、画像表示の認識領域を広くすることができた。
【００５４】
【実施例】
つぎに（１）液晶パネル１を備えた液晶表示装置Ａと、（２）液晶パネル１を備えた液晶表示装置Ｃと、（３）特開平９−１５５９６号にて提示された従来の半透過型液晶表示装置とに対し、輝度および色度を測定したところ、表１に示すような結果が得られた。
【００５５】
ＥＬ用インバータにはＮＥＣ製ＩＮＶ−ＮＳ−２１０を使用し、入力電圧を５．０Ｖに、入力電流を０．１３Ａに設定し、そして、輝度及び色度の測定にはミノルタ製ＣＳ−１００を使用し、透過型の場合には一定輝度を有する同一のバックライトを使用し、反射型の場合には同一光源（ＥＬシート２）を液晶パネルに対し一定の角度で照射することで、それぞれの輝度を液晶パネルの法線方向で測定した。
【００５６】
【表１】

【００５７】
表１の結果から明らかなとおり、本発明（１）の液晶表示装置Ａと、本発明（２）の液晶表示装置Ｃにおいては、双方とも透過型においては、高輝度が得られ、さらに反射型においても反射率に優れ、良好な輝度が得られた。しかるに従来例（３）においては、とくに反射率が低いことがわかる。
【００５８】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更や改善などは何ら差し支えない。たとえば、上記の実施形態においては、ＳＴＮ型単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置でもって説明しているが、そのほかにモノクロのＳＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置であっても、あるいはＴＮ型単純マトリックスタイプの液晶表示装置やＴＮ型アクティブマトリックスタイプなどのツイストネマチック型液晶表示装置、双安定型単純マトリックスタイプのモノクロ、カラー液晶表示装置であっても同様な作用効果が得られる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明の液晶表示装置によれば、液晶パネルの一方の透明基板の外面もしくは内面に半透過膜を形成し、この一方の透明基板の外側に集光性部材とバックライト用ＥＬとを順次配設したことで、とくに反射型の装置として用いる場合には、液晶パネルと半透過膜との距離間隔が短くなり、これにより、斜め方向からの視認性が著しく高め、画像表示の視野角を大きくし、その結果、画像表示の認識領域を広くした半透過型液晶表示装置が提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の断面概略図である。
【図２】本発明の他の液晶表示装置の断面概略図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の集光性部材の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の液晶表示装置の概略断面図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の主要部である液晶パネルの概略断面図である。
【図６】本発明に係る液晶パネルの要部拡大断面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の主要部である他の液晶パネルの概略断面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ液晶表示装置
１液晶パネル
２、２ａＥＬシート
３ＥＬ発光体
４集光性部材
５防湿部材
６、６ａ主体
７、９位相差板
８、１０偏光板
１３透明電極
１５配向膜
１６半透過膜
１７カラーフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device in which a backlight EL is disposed on a transflective liquid crystal panel provided with a transflective film.
[0002]
[Prior art]
In recent years, liquid crystal display devices have been used for large-sized and high-definition monitors in addition to small or medium-sized portable information terminals and notebook computers. Further, for portable information terminals, STN type transflective liquid crystal display devices that can be used both outdoors and indoors have been developed.
[0003]
According to this transflective liquid crystal display device, there are a case where it is used as a reflection type device by external illumination such as sunlight and fluorescent lamp, and a case where it is used as a transmission type device equipped with a backlight as internal illumination. In order to have a function, a technique using a semipermeable membrane has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-292413).
[0004]
In this transflective liquid crystal display device, a technique has been proposed in which an EL having a low luminance is used for a backlight in the form of a sheet (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-15596). That is, a prism sheet is disposed between the liquid crystal panel and the EL, and a semi-transmissive film is provided outside the prism sheet, whereby a semi-transmissive liquid crystal display device is obtained. This semipermeable membrane is obtained by mixing metal particles such as aluminum in a liquid acrylic resin or the like and printing such a resin.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the transflective liquid crystal display device having the above configuration is used as a transmissive device, the luminance is improved by condensing the light from the EL with a prism sheet, but the transflective liquid crystal display device is used as the other reflective device. However, there is a problem in that parallax occurs due to the distance between the liquid crystal panel and the semi-transmissive film, and thereby the visibility from an oblique direction is remarkably lowered.
[0006]
Accordingly, the present invention has been completed in view of the above circumstances, and its purpose is to increase the visibility from an oblique direction and increase the viewing angle of an image display when used in a reflective type using an EL as a backlight. Accordingly, an object of the present invention is to provide a transflective liquid crystal display device in which a recognition area for image display is widened.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal display device of the present invention has a transflective film on the outer surface or inner surface of one transparent substrate of a liquid crystal panel in which a nematic liquid crystal is interposed between two transparent substrates formed by sequentially laminating a transparent electrode and an alignment layer. The light-condensing member and the backlight EL are sequentially disposed outside the one transparent substrate.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to FIGS.
1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device A of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal display device B of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic sectional view of another liquid crystal display device C of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel that is a main part of each of the liquid crystal display devices A, B, and C, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the liquid crystal panel. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal panel which is a main part of the liquid crystal display devices A and B.
[0009]
(Example 1)
In the liquid crystal display device A shown in FIG. 1, 1 is a liquid crystal panel, 2 is an EL sheet, and the EL sheet 2 is provided with a plate-like EL light emitting body 3 serving as the backlight EL, and EL light emission. A light condensing member 4 is provided on one main surface of the body 3 and a moisture-proof member 5 is provided on the other main surface.
[0010]
The light condensing member 4 is a sheet made of PET (polyethylene terephthalate), and has a fine linear prism structure with an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm in order to have a light condensing action on the sheet. Yes. The other moisture-proof member 5 is also a sheet made of PET, but not a prism structure.
[0011]
In order to produce the EL sheet 2 having such a configuration, the EL light emitter 3 is sandwiched between the light collecting member 4 and the moisture-proof member 5 and the periphery is thermally welded to seal the EL light emitter 3. . As a result, the problem that the phosphor constituting the EL luminous body 3 is weak against humidity and the life is shortened is solved. In order to sandwich the EL light emitter 3 between the light condensing member 4 and the moisture-proof member 5, a heat press or the like is used.
[0012]
Thus, by using the light collecting member 4 having such a prism structure, it is not necessary to separately use a prism sheet, thereby reducing the thickness of the entire apparatus and further reducing the number of assembly steps. Thus, miniaturization and cost reduction are achieved.
[0013]
The light condensing member 4 has a prism structure other than the fine linear prism structure of “vertical angle 90 degrees, pitch 50 μm”, “vertical angle 90 degrees, pitch 24 μm”, or “vertical angle 100 degrees, The specification of “pitch 31 μm” may be used, and it may be a satin finish.
[0014]
Liquid crystal panel FIG. 5 is a cross-sectional view of the liquid crystal panel 1, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the liquid crystal panel 1.
[0015]
In FIG. 5, a retardation plate 7 made of polycarbonate and the like and a polarizing plate 8 made of polycarbonate are sequentially stacked on one main surface side of the main body 6 of the liquid crystal panel 1, and a retardation plate 9 made of polycarbonate on the other main surface side. The iodine-based polarizing plate 10 is sequentially stacked. These are attached using an adhesive material made of an acrylic material. Further, the EL sheet 2 is attached on the polarizing plate 10.
[0016]
In the main body 6, reference numerals 11 and 12 denote a segment side glass substrate and a common side glass substrate, respectively, which are the transparent substrates, and a transparent electrode 13 made of ITO arranged in parallel on the glass substrate 11 and SiO _2. An insulating layer 14 made of the above and an alignment film 15 made of polyimide resin rubbed in a certain direction are sequentially formed.
[0017]
Further, a semi-transmissive film 16 is formed on the inner surface of the glass substrate 12, and a color filter 17 and a black matrix 18 are formed on the semi-transmissive film 16. A color filter 17 is provided for each pixel, and a black matrix 18 of chromium metal or photosensitive resist is formed between the color filters 17. Note that the black matrix 18 may not be provided.
[0018]
The semi-transmissive film 16 has both light-transmitting properties and light-reflecting properties, and prevents a phase difference from occurring when sandwiched between two polarizing plates.
[0019]
Moreover, the semipermeable membrane 16 may be specular or may have scattering properties. In order to provide scattering properties, it is only necessary to form irregularities on the inner surface of the glass substrate 12 with a resin and to form the semi-transmissive film 16 thereon. Alternatively, a layer having scattering properties may be provided on the semipermeable membrane 16.
[0020]
For example, the semi-transmissive film 16 has a laminated structure in which the high refractive index layers A and the low refractive index layers B are alternately laminated on the glass substrate 12. As a result, part of the incident light is reflected by the high refractive index layer A, the light transmitted through the other high refractive index layers A is reflected by the low refractive index layer B, and these reflected lights interfere with each other. Thus, the reflection performance is remarkably improved, and so-called increased reflection occurs.
[0021]
The high refractive index layer A and the low refractive index layer B may be made of any material as long as there is a difference in refractive index between them. For example, the refractive index range of the high refractive index layer A is 2. 0 to 2.8 selfishness, TiO _2, ZrO _2, may be configured SnO ₂ and the like. Range of the refractive index of the low refractive index layer B is 1.3 to 1.6 selfishness to this, for example SiO _2, AlF _3, may be configured CaF ₂ and the like.
[0022]
When the thickness range of the high refractive index layer A is 25 to 2000 mm and the thickness range of the low refractive index layer B is 25 to 2000 mm, the above-described increased reflection becomes most remarkable. Furthermore, this increased reflection becomes significant by setting the thickness range of the semi-transmissive film 16 to 50 to 12,000 mm.
[0023]
Further, the semi-transmissive film 16 has a structure in which the high refractive index layer A and the low refractive index layer B are alternately laminated in order, so that the total number of layers is two layers, four layers, six layers, eight layers, ten layers or It is composed of more layers. Furthermore, by adopting such a laminated structure, the reflectance and the transmittance can be set as required by changing the number of laminated layers, thereby facilitating the design.
[0024]
The semipermeable membrane 16 may be formed of a metal layer. That is, it is composed of Al, Cr, SUS, and Ag, and in order to satisfy both the light transmittance and the light reflectivity, the film thickness is preferably 50 to 350 mm. In addition, when importance is attached to light reflectivity, it is preferable to set the thickness to 100 to 350 mm. Forming with a metal layer is cheaper in that a single material is used, and furthermore, it can be easily and stably formed with high quality by sputtering.
[0025]
The color filter 17 is formed by a pigment dispersion method, that is, a photosensitive resist previously prepared with a pigment is applied on a substrate and is formed by photolithography. Each display of R, G, and B in the figure is a color filter 17 colored red, green, and blue, respectively.
[0026]
An overcoat layer 19 made of acrylic resin and a transparent electrode 20 made of ITO are formed thereon. The transparent electrode 20 is orthogonal to the transparent electrode 13. In addition, an alignment film 21 made of polyimide resin rubbed in a certain direction is formed on the transparent electrode 20.
[0027]
The glass substrates 11 and 12 formed as described above are bonded together by a sealing member 23 via a liquid crystal layer 22 made of chiral nematic liquid crystal twisted at an angle of 200 to 270 °, for example. Further, a large number of spacers 24 are arranged between the glass substrates 11 and 12 in order to make the thickness of the liquid crystal layer 22 constant. In addition, although the insulating layer 14 and the overcoat layer 19 are provided in the liquid crystal panel 1 of this example, it is not necessary to provide them.
[0028]
When the liquid crystal display device A including the liquid crystal panel 1 and the EL sheet 2 having the above-described configuration is used as a reflection type, the irradiation light from external illumination such as sunlight or fluorescent light is applied to the polarizing plate 8, the phase difference plate 7, and the liquid crystal. The light passes through the panel 1 in turn, and is further reflected by the semi-transmissive film 16, and the reflected light is enhanced by the reflection enhancement effect, and passes through the phase difference plate 7 and the polarizing plate 8 to obtain high luminance.
[0029]
Further, when the liquid crystal display device A is used as a transmission type, the irradiation light of the EL sheet 2 sequentially passes through the polarizing plate 10, the phase difference plate 9 and the semi-transmissive film 16, and passes through the liquid crystal panel 1 to obtain the phase difference. The light that has passed through the plate 7 and the polarizing plate 8 in sequence and thus has passed through the polarizing plate 10 is changed in polarization state by the phase difference plate 9, that is, the light reflected by the semi-transmissive film 16 when used as a reflection type. The retardation plate 9 is set so that the polarization state and the polarization state of the light irradiated from the EL sheet 2 are the same, and as a result, the panel used in the reflection type can be changed to the transmission type under the same conditions. It can be used, and a stable and clear color display can be achieved in either the reflection type or the transmission type.
[0030]
Thus, according to the liquid crystal display device A of the present invention, the transflective film 16 is provided inside the liquid crystal panel 1, so that even if it is used as a reflection type device, the transflective film is provided outside the prism sheet as in the prior art. By not providing it, the distance between the liquid crystal panel 1 and the semi-transmissive film 16 is shortened, so that no parallax is generated, the visibility from an oblique direction is improved, and the visibility is improved. The viewing angle can be increased and the recognition area for image display can be increased.
[0031]
(Example 2)
In the liquid crystal display device A, a prism structure is formed with respect to the EL sheet 2, but instead, in the liquid crystal display device B shown in FIG. 2, the prism structure is separated from the EL sheet.
[0032]
That is, for the liquid crystal display device B, the EL sheet 2a has an EL light emitter 3 disposed therein, and sheet-shaped moisture-proof members 5 and 5a made of PET are provided on one main surface and the other main surface of the EL light emitter 3. ing.
[0033]
In order to produce the EL sheet 2a having such a configuration, the EL light emitter 3 is sandwiched between the moisture proof member 5 and the moisture proof member 5a, and the periphery is thermally welded to seal the EL light emitter 3. As a result, the problem that the phosphor constituting the EL light-emitting body 3 is weak against humidity and the life is shortened is solved.
[0034]
A prism sheet P is disposed between the liquid crystal panel 1 and the EL sheet 2a.
[0035]
For example, as shown in FIG. 3, the prism sheet P is provided with a prism body 26 formed into a prism shape made of an ultraviolet curable resin (photopolymer) on a PET film 25, and is emitted from the EL sheet 2a. The front luminance of the light emission characteristics is improved.
[0036]
When the liquid crystal display device B in which the prism sheet P is disposed between the liquid crystal panel 1 and the EL sheet 2a is used as a reflection type, the light irradiated by external illumination such as sunlight or fluorescent lamp is polarized. 8, the phase difference plate 7 and the liquid crystal panel 1 are sequentially passed, and further reflected by the semi-transmissive film 16, and the reflected light is enhanced by a reflection enhancement effect, and high luminance is obtained.
[0037]
Further, when used as a transmission type, the irradiation light of the EL sheet 2a sequentially passes through the polarizing plate 10, the phase difference plate 9, and the semi-transmissive film 16, passes through the liquid crystal panel 1, and the phase difference plate 7 and the polarizing plate. The panel used in the reflection type can be used for the transmission type under the same conditions, and a stable and clear color display can be achieved in either case of the reflection type or the transmission type. It was.
[0038]
Thus, the liquid crystal display device B of the present invention is similarly provided with the semi-transmissive film 16 inside the liquid crystal panel 1, so that when used as a reflection type device, a semi-transmissive film is provided outside the prism sheet as in the prior art. By not providing it, the distance between the liquid crystal panel 1 and the semi-transmissive film 16 is shortened, so that no parallax occurs, visibility from an oblique direction is improved, and the viewing angle of image display is increased.
[0039]
(Example 3)
In the liquid crystal display device B, the prism sheet P is disposed between the liquid crystal panel 1 and the EL sheet 2a. Instead, in the liquid crystal display device C shown in FIG. The light condensing member S that is a light diffusion film is covered to form an EL sheet 2b. This condensing member S contains many diffusion particles inside the resin layer, and is formed by printing, for example, using a diffusion plate D120 manufactured by Tsujiden Co., Ltd.
[0040]
When the liquid crystal display device C having such an EL sheet 2b is used as a reflection type, the irradiation light from the external illumination sequentially passes through the polarizing plate 8, the phase difference plate 7, and the liquid crystal panel 1, Further, the light is reflected by the semi-transmissive film 16, and the reflected light is enhanced by the effect of increasing reflection, so that high luminance can be obtained. Further, when used as a transmission type, the irradiation light of the EL sheet 2 b sequentially passes through the polarizing plate 10, the retardation plate 9 and the semi-transmissive film 16, passes through the liquid crystal panel 1, and the retardation plate 7 and the polarizing plate. The panel used in the reflection type can be used for the transmission type under the same conditions, and a stable and clear color display can be achieved in either case of the reflection type or the transmission type. It was.
[0041]
Thus, the liquid crystal display device C of the present invention is similarly provided with the semi-transmissive film 16 inside the liquid crystal panel 1, so that when used as a reflective device, the liquid crystal display device C is semi-transmissive to the outside of the backlight EL as in the prior art. By not providing a film, the distance between the liquid crystal panel 1 and the semi-transmissive film 16 is shortened, thereby preventing parallax, improving visibility from an oblique direction, and increasing the viewing angle of image display. .
[0042]
Other liquid crystal panels In addition to the above-described configuration, the liquid crystal panel 1 may have various configurations as described below. For example, in the liquid crystal panel 1, the semi-transmissive film 16 is formed on the inner surface of the glass substrate 12, but instead, the semi-transmissive film 16 may be formed on the outer surface of the glass substrate 12.
[0043]
In addition, a light scattering plate-like body between the glass substrate 11 of the main body 6 and the retardation plate 7 may be further formed on the liquid crystal panel 1. This light-scattering plate-like body includes, for example, a light scattering film of IDS (Internal Diffusing Sheet) manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd., and contains resin or the like. In addition, light scattering irregularities may be provided on the surface of the flat plate.
[0044]
By providing such a light scattering film between the main body 6 and the phase difference plate 7, when used as a reflection type, the reflected light reflected by the semi-transmissive film 16 is not reflected in the regular reflection direction by the light scattering film. In this direction, the viewing angle of the image display is increased, and the recognition area of the image display is widened.
[0045]
Furthermore, the liquid crystal panel 1 is provided with the semi-transmissive film 16, but instead of such a semi-transmissive film 16, the liquid crystal panel 1a in which the transparent electrode 13 is formed with the semi-transmissive film may be used. Can be reduced. The electrode for the semipermeable membrane is preferably formed of a metal film. However, the arrangement site of the EL sheets 2, 2 a and 2 b is on the opposite side to the liquid crystal panel 1.
[0046]
The liquid crystal panel 1a will be described with reference to FIG.
In principal 6a, a number on the glass substrate 11 of the segment side consists arranged parallel with the ITO as the electrode 27 for the semi-permeable membrane, an insulating layer 14 made of SiO _2, an alignment film made of polyimide resin was rubbed in a predetermined direction 15 are formed sequentially.
[0047]
A color filter 17 and a black matrix 18 are formed on the common glass substrate 12.
[0048]
The electrode 27 also has both light transmissive and light reflective properties, and prevents a phase difference when it is sandwiched between two polarizing plates. Further, the electrode 27 may be specular or may have scattering properties. In order to provide scattering properties, it is only necessary to form irregularities on the inner surface of the glass substrate with a resin and form a semi-transmissive film (electrode 27) thereon. Furthermore, you may provide the layer which has a scattering property on this semipermeable membrane.
[0049]
An overcoat layer 19 made of acrylic resin and a transparent electrode 20 made of ITO are formed on the color filter 17. The transparent electrode 20 is orthogonal to the transparent electrode 13. In addition, an alignment film 21 made of polyimide resin rubbed in a certain direction is formed on the transparent electrode 20.
[0050]
The glass substrates 11 and 12 formed as described above are bonded together by a seal member 23 through a liquid crystal layer 22. Further, a large number of spacers 24 are arranged between the glass substrates 11 and 12 in order to make the thickness of the liquid crystal layer 22 constant.
[0051]
When the various liquid crystal display devices A, B, and C including the liquid crystal panel 1a having the above-described configuration are used as a reflection type, the irradiation light by external illumination such as sunlight and fluorescent light is applied to the polarizing plate 8 and the retardation plate 7. The liquid crystal panel 1 sequentially passes through the liquid crystal panel 1 and is reflected by the electrode 27. The reflected light is enhanced by the effect of increasing reflection, and then passes through the phase difference plate 7 and the polarizing plate 8 to obtain high luminance.
[0052]
When the liquid crystal display devices A, B, and C are used as a transmission type, the irradiation light of the EL sheets 2, 2 a, and 2 b sequentially passes through the polarizing plate 10, the retardation film 9, and the semi-transmissive film 16, The light passing through the retardation plate 7 and the polarizing plate 8 sequentially passes through the liquid crystal panel 1, so that the light passing through the polarizing plate 10 changes its polarization state by the retardation plate 9, that is, transflective when used as a reflection type. The retardation plate 9 is set so that the polarization state of the light reflected by the film 16 and the polarization state of the light irradiated from the EL sheets 2, 2a, 2b are the same polarization state. The panel can be used for the transmissive type under the same conditions, and a stable and clear color display can be achieved in either the reflective type or the transmissive type.
[0053]
Thus, according to the various liquid crystal display devices A, B, and C including the liquid crystal panel 1a having the above-described configuration, the electrode 27 is provided inside the liquid crystal panel 1a, so that it can be used as a reflection type device as in the conventional case. Since the semi-permeable membrane is not provided on the outer side of the pyramid sheet, the distance between the liquid crystal panel 1a and the electrode 27 is shortened, so that no parallax is generated, and visibility from an oblique direction is improved. As a result, the viewing angle of the image display can be increased and the recognition area of the image display can be widened.
[0054]
【Example】
Next, (1) a liquid crystal display device A provided with the liquid crystal panel 1, (2) a liquid crystal display device C provided with the liquid crystal panel 1, and (3) a conventional transflective presented in Japanese Patent Laid-Open No. 9-15596. When the luminance and chromaticity of the liquid crystal display device were measured, the results shown in Table 1 were obtained.
[0055]
NEC's INV-NS-210 is used for the EL inverter, the input voltage is set to 5.0 V, the input current is set to 0.13 A, and Minolta CS-100 is used for the measurement of luminance and chromaticity. In the case of the transmissive type, the same backlight having a constant luminance is used, and in the case of the reflective type, the same light source (EL sheet 2) is irradiated to the liquid crystal panel at a constant angle. The luminance was measured in the normal direction of the liquid crystal panel.
[0056]
[Table 1]

[0057]
As is clear from the results in Table 1, in the liquid crystal display device A of the present invention (1) and the liquid crystal display device C of the present invention (2), high luminance is obtained in both the transmissive type and the reflective type. The film was excellent in reflectance and good luminance was obtained. However, it can be seen that the reflectance is particularly low in the conventional example (3).
[0058]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the STN type simple matrix type color liquid crystal display device is described. However, in addition to the above, a monochrome STN type simple matrix type liquid crystal display device or a TN type simple matrix type liquid crystal display device is used. The same effect can be obtained even with a twisted nematic liquid crystal display device such as a liquid crystal display device of a type, a TN type active matrix type, or a monochrome or color liquid crystal display device of a bistable simple matrix type.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention, the semi-transmissive film is formed on the outer surface or the inner surface of one transparent substrate of the liquid crystal panel, and the light collecting member and the backlight EL are formed on the outer side of the one transparent substrate. In particular, when used as a reflection-type device, the distance between the liquid crystal panel and the semi-transmissive film is shortened. As a result, a transflective liquid crystal display device with a wide viewing angle and a wide recognition area for image display can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a light condensing member of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel which is a main part of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a liquid crystal panel according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of another liquid crystal panel which is a main part of the liquid crystal display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
A, B, C Liquid crystal display device 1 Liquid crystal panel 2, 2a EL sheet 3 EL light emitter 4 Light condensing member 5 Moisture proof member 6, 6a Main body 7, 9

Phase plate

8, 10 Polarizing plate 13 Transparent electrode 15 Alignment film 16 Semi-permeable membrane 17 Color filter

Claims

LCD panel,
An EL sheet that is disposed on the back side of the liquid crystal panel and irradiates the liquid crystal panel with light,
The EL sheet has a light condensing member having a prism structure, an EL light emitter, and a moisture proof member.
The condensing member, the EL light emitter, and the moisture-proof member are arranged in this order from the liquid crystal panel side,
The liquid crystal display device, wherein the EL light emitter is sealed so as to be in contact with the light condensing member and the moisture-proof member.