JP5177861B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、製造工程の増加および製品コストを抑制することができるとともに表示品位に優れた液晶表示装置を提供することにある。
第1基板と、
前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、
それぞれ前記第1基板上に配置されているとともに第1基板の面方向に電界を与える複数の電極と、前記第1基板上に形成された複数の反射層と、前記第1基板、電極及び反射層上に形成された第1の配向膜と、
前記第2基板上に形成されているとともに前記第1の配向膜と対向した第2の配向膜と、
前記第1基板および第2基板に重なっているとともに、複数の透過領域及び前記反射層が設けられた複数の反射領域を有した表示領域と、
前記透過領域の前記第1基板及び第2基板間に挟持され、ユニフォーム配列からなるホモジニアス配向をなす複数の第1液晶層と、前記反射領域の前記第1基板および第2基板間に挟持され、液晶分子が捩れ配向をなし、かつ、前記面方向に垂直な方向から入射した光の位相を550nmの波長において略1/4波長ずらす複数の第2液晶層と、を有した液晶層と、
前記第1基板の外面に配置され、前記第1液晶層及び第2液晶層の前記第1基板との界面付近の光学軸に交差した第1方向に平行な吸収軸を有した第1偏光板と、
前記第2基板の外面に配置され、前記第1方向に交差した第2方向に平行な吸収軸を有した第2偏光板と、
前記液晶層及び第2偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記第1偏光板に対して前記第1基板の反対側に設けられたバックライトユニットと、を備え、
前記第1液晶層は、電圧非印加状態においては、前記第1偏光板から入射される直線偏光の位相をずらして右円偏光として前記4分の1波長板に出射させ、電圧印加状態においては、前記第1偏光板から入射される前記直線偏光の位相をずらして左円偏光として前記4分の1波長板に出射させ、
前記第2液晶層は、前記電圧非印加状態においては、前記4分の1波長板から入射される左円偏光の位相を維持して前記反射層に出射させた後、前記反射層で反射されて右円偏光となった偏光状態を維持して前記4分の1波長板に出射させ、前記電圧印加状態においては、前記4分の1波長板から入射される左円偏光の位相をさらに1/4波長ずらし、直線偏光として前記反射層に出射させた後、前記反射層で反射された直線偏光の位相をさらに1/4波長ずらして左円偏光として前記4分の1波長板に出射させる。
図1、図2、図3及び図4に示す半透過型の液晶表示装置の表示方式は、IPS方式である。液晶表示装置は、アレイ基板1と、対向基板2と、液晶層3と、カラーフィルタ4と、第1偏光子5と、第2偏光子6と、バックライトユニット9と、を有している。
配向膜19との界面付近の第1液晶層31及び第2液晶層32の光学軸は第2方向d2に平行である。ここでは、上記光学軸はダイレクタでもある。
着色層4Rが設けられた画素領域R2には、赤色の画素PRが形成されている。着色層4Gが設けられた画素領域R2には、緑色の画素PGが形成されている。着色層4Bが設けられた画素領域R2には、青色の画素PBが形成されている。
図3、図4、図5、図6、図7及び図8に示すように、第1液晶層31は、ユニフォーム配列からなるホモジニアス配向をなしている第1液晶層31のダイレクタは第2方向d2に平行である。バックライトユニット9の光放出面から拡散した光が出射されると、偏光板5aは第4方向d4の偏光(直線偏光)として第1液晶層31に出射させることになる。
図3、図4、図5、図6、図7及び図8に示すように、第2液晶層32は、その位相差を可視光波長のうち視感度の高い550nmの波長にて略1/4波長となるように形成されている。第2液晶層32の液晶分子32aは、アレイ基板1と対向基板2との間で捩れ配向をなしている。言うまでもなく、バックライトユニット9の光放出面から拡散した光が出射されると、偏光板5aは第4方向d4の偏光(直線偏光)として第2液晶層32に出射させることになる。
偏光板6aに入射した外光は偏光板6aをほぼ100%透過することになる。上記したことから、偏光板6a及び4分の1波長板6bは、第2液晶層32から入射される偏光を透過することが可能となり、画像表示を良好に行うことが可能となる。
カラーフィルタ4は、第1カラーフィルタ4aと、単位面積あたりの平均透過率が第1カラーフィルタの単位面積あたりの平均透過率より高い第2カラーフィルタ4bとを有している。第2カラーフィルタ4bの顔料濃度は、第1カラーフィルタ4aの顔料濃度より薄い。第2カラーフィルタ4bの色の濃さは、第1カラーフィルタ4aの色の濃さより薄いため、透過領域R3での画像の色の濃さおよび色再現範囲を十分高くしたまま、反射領域R4の輝度レベルを確保することができる。
上記したことから、製造工程の増加および製品コストを抑制することができるとともに表示品位に優れた液晶表示装置を提供することができる。
図9、図10、図12および図13に示すように、画素領域R2は、透過領域R3の1つ及びこの透過領域を挟んで位置した反射領域R4の2つを有している。但し、透過領域R3および反射領域R4面積比は上述した実施の形態と同様としている。
なお、比較例1において、他の構成は上述した実施の形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略した。
なお、比較例2において、他の構成は上述した比較例1と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略した。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]第1基板と、
前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、
それぞれ前記第1基板上に配置されているとともに第1基板の面方向に電界を与える複数の電極と、前記第1基板上に形成された複数の反射層と、前記第1基板、電極及び反射層上に形成された第1の配向膜と、
前記第2基板上に形成されているとともに前記第1の配向膜と対向した第2の配向膜と、
前記第1基板および第2基板に重なっているとともに、複数の透過領域及び前記反射層が設けられた複数の反射領域を有した表示領域と、
前記透過領域の前記第1基板及び第2基板間に挟持され、ユニフォーム配列からなるホモジニアス配向をなす複数の第1液晶層と、前記反射領域の前記第1基板および第2基板間に挟持され、液晶分子が捩れ配向をなし、かつ、前記面方向に垂直な方向から入射した光の位相を550nmの波長において略1/4波長ずらす複数の第2液晶層と、を有した液晶層と、
前記第1基板の外面に配置され、前記第1液晶層及び第2液晶層の前記第1基板との界面付近の光学軸に交差した第1方向に平行な吸収軸を有した第1偏光板と、
前記第2基板の外面に配置され、前記第1方向に交差した第2方向に平行な吸収軸を有した第2偏光板と、
前記液晶層及び第2偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記第1偏光板に対して前記第1基板の反対側に設けられたバックライトユニットと、を備えている液晶表示装置。
[2]前記表示領域は、複数の画素領域を備え、
前記画素領域は、前記透過領域の1つ及び反射領域の1つを有している[1]に記載の液晶表示装置。
[3]前記第1液晶層は、入射される直線偏光を右円偏光又は左円偏光として前記4分の1波長板に出射させる[1]に記載の液晶表示装置。
[4]前記第2の配向膜は、前記透過領域に重なった複数の第1配向膜と、前記反射領域に重なった複数の第2配向膜と、を備え、
前記第1の配向膜及び第1配向膜は、前記光学軸に沿った方向にラビングされ、前記第2配向膜は、前記光学軸に交差した方向にラビングされている[1]に記載の液晶表示装置。
[5]前記第2の配向膜は、前記透過領域に重なった複数の第1配向膜と、前記反射領域に重なった複数の第2配向膜と、を備え、
前記第1の配向膜、第1配向膜および第2配向膜は、前記光学軸に沿った方向にラビングされている[1]に記載の液晶表示装置。
[6]前記第1液晶層は、前記面方向に垂直な方向から入射した光の位相を550nmの波長において1/4波長より大きくずらすよう、厚み及び屈折率異方性が設定されている[1]に記載の液晶表示装置。
[7]前記第1基板は、前記反射領域に重なった前記複数の絶縁層を備え、
前記絶縁層は、前記第1基板及び第1の配向膜間に設けられているとともに、前記第2液晶層の層厚を前記第1液晶層の層厚より薄くしている[1]に記載の液晶表示装置。
[8]前記第2液晶層の層厚は、前記第1液晶層の層厚の略半分である[6]又は[7]に記載の液晶表示装置。
[9]前記第2基板及び第2の配向膜間に設けられ、複数色の着色層を有したカラーフィルタを備え、
前記カラーフィルタは、前記透過領域に重なった第1カラーフィルタと、前記反射領域に重なっているとともに、単位面積あたりの平均透過率が前記第1カラーフィルタの単位面積あたりの平均透過率より高い第2カラーフィルタと、を有している[1]に記載の液晶表示装置。
[10]前記液晶層は、誘電率異方性が正の液晶材料で形成されている[1]に記載の液晶表示装置。
Claims (9)
- 第1基板と、
前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、
それぞれ前記第1基板上に配置されているとともに第1基板の面方向に電界を与える複数の電極と、前記第1基板上に形成された複数の反射層と、前記第1基板、電極及び反射層上に形成された第1の配向膜と、
前記第2基板上に形成されているとともに前記第1の配向膜と対向した第2の配向膜と、
前記第1基板および第2基板に重なっているとともに、複数の透過領域及び前記反射層が設けられた複数の反射領域を有した表示領域と、
前記透過領域の前記第1基板及び第2基板間に挟持され、ユニフォーム配列からなるホモジニアス配向をなす複数の第1液晶層と、前記反射領域の前記第1基板および第2基板間に挟持され、液晶分子が捩れ配向をなし、かつ、前記面方向に垂直な方向から入射した光の位相を550nmの波長において略1/4波長ずらす複数の第2液晶層と、を有した液晶層と、
前記第1基板の外面に配置され、前記第1液晶層及び第2液晶層の前記第1基板との界面付近の光学軸に交差した第1方向に平行な吸収軸を有した第1偏光板と、
前記第2基板の外面に配置され、前記第1方向に交差した第2方向に平行な吸収軸を有した第2偏光板と、
前記液晶層及び第2偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記第1偏光板に対して前記第1基板の反対側に設けられたバックライトユニットと、を備え、
前記第1液晶層は、電圧非印加状態においては、前記第1偏光板から入射される直線偏光の位相をずらして右円偏光として前記4分の1波長板に出射させ、電圧印加状態においては、前記第1偏光板から入射される前記直線偏光の位相をずらして左円偏光として前記4分の1波長板に出射させ、
前記第2液晶層は、前記電圧非印加状態においては、前記4分の1波長板から入射される左円偏光の位相を維持して前記反射層に出射させた後、前記反射層で反射されて右円偏光となった偏光状態を維持して前記4分の1波長板に出射させ、前記電圧印加状態においては、前記4分の1波長板から入射される左円偏光の位相をさらに1/4波長ずらし、直線偏光として前記反射層に出射させた後、前記反射層で反射された直線偏光の位相をさらに1/4波長ずらして左円偏光として前記4分の1波長板に出射させる液晶表示装置。 - 前記表示領域は、複数の画素領域を備え、
前記画素領域は、前記透過領域の1つ及び反射領域の1つを有している請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第2の配向膜は、前記透過領域に重なった複数の第1配向膜と、前記反射領域に重なった複数の第2配向膜と、を備え、
前記第1の配向膜及び第1配向膜は、前記光学軸に沿った方向にラビングされ、前記第2配向膜は、前記光学軸に交差した方向にラビングされている請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第2の配向膜は、前記透過領域に重なった複数の第1配向膜と、前記反射領域に重なった複数の第2配向膜と、を備え、
前記第1の配向膜、第1配向膜および第2配向膜は、前記光学軸に沿った方向にラビングされている請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第1液晶層は、前記面方向に垂直な方向から入射した光の位相を550nmの波長において1/4波長より大きくずらすよう、厚み及び屈折率異方性が設定されている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第1基板は、前記反射領域に重なった前記複数の絶縁層を備え、
前記絶縁層は、前記第1基板及び第1の配向膜間に設けられているとともに、前記第2液晶層の層厚を前記第1液晶層の層厚より薄くしている請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記第2液晶層の層厚は、前記第1液晶層の層厚の略半分である請求項5又は6に記載の液晶表示装置。
- 前記第2基板及び第2の配向膜間に設けられ、複数色の着色層を有したカラーフィルタを備え、
前記カラーフィルタは、前記透過領域に重なった第1カラーフィルタと、前記反射領域に重なっているとともに、単位面積あたりの平均透過率が前記第1カラーフィルタの単位面積あたりの平均透過率より高い第2カラーフィルタと、を有している請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶層は、誘電率異方性が正の液晶材料で形成されている請求項1に記載の液晶表示装置。
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