JP5178018B2 - Display device - Google Patents
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Description
本発明は、偏光子を用いる表示装置の構成に関する。 The present invention relates to a configuration of a display device using a polarizer.
従来のブラウン管ディスプレイと比べて、非常に薄型、軽量化を図った表示装置、所謂フラットパネルディスプレイに関し、開発が進められている。フラットパネルディスプレイには、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、電子線を利用したFED(フィールドエミッションディスプレイ)等が競合しており、付加価値を高め、他製品と差別化するために低消費電力化、高コントラスト比が求められている。 Development of a so-called flat panel display, which is very thin and light in weight as compared with a conventional cathode ray tube display, is in progress. Flat panel displays are competing with liquid crystal display devices with liquid crystal elements as display elements, light emitting devices with self-luminous elements, FED (field emission display) using electron beams, etc. Therefore, low power consumption and high contrast ratio are demanded.
一般的に、液晶表示装置には、互いの基板にそれぞれ一枚の偏光板が設けられており、コントラスト比を維持している。黒表示をより暗くすることによりコントラスト比を高めることができ、ホームシアターのように暗室で映像を見る場合に、高い表示品質を提供することができる。 In general, a liquid crystal display device is provided with one polarizing plate on each substrate, and maintains a contrast ratio. By making the black display darker, the contrast ratio can be increased, and a high display quality can be provided when an image is viewed in a dark room like a home theater.
例えば、偏光板の偏光度不足および偏光度分布により発生する表示の不均一性とコントラスト比を改善するため、液晶セルの視認側にある基板の外側に第1の偏光板を設け、視認側と反対の基板の外側に第2の偏光板を設け、視認側と反対の基板側に設けられた補助光源からの光を第2の偏光板を通して偏光させて液晶セルを通過する際、その偏光度を高めるために第3の偏光板を設ける構成が提案されている(特許文献1参照。)。
しかしながら、コントラスト比を高める要求は留まることなく、液晶表示装置においてさらなるコントラスト比向上が求められ、研究されている。また偏光度の高い偏光板は、その価格が高いことが問題となる。 However, the demand for increasing the contrast ratio is not limited, and further improvement in the contrast ratio is demanded and studied in liquid crystal display devices. In addition, there is a problem that a polarizing plate having a high degree of polarization is expensive.
上記課題を鑑み、本発明は、簡便な方法によって高いコントラスト比を有する表示装置を提供することを目的とする。また、このような高性能な表示装置を、低コストで作製することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a display device having a high contrast ratio by a simple method. Another object is to produce such a high-performance display device at low cost.
本発明は、互いに対向するように配置された透光性基板の一方に、積層された偏光子を有する層を設け、積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置されることを特徴とする。また、積層された偏光子を含む層と基板との間には波長板、又は位相差板を有してもよい。 In the present invention, a layer having a laminated polarizer is provided on one of translucent substrates arranged so as to face each other, and the laminated polarizers are arranged so that their transmission axes deviate from parallel Nicols. It is characterized by being. Moreover, you may have a wavelength plate or a phase difference plate between the board | substrate containing the laminated | stacked polarizer, and a board | substrate.
偏光子は透過軸を有しており、偏光子を積層する場合、その偏光子同士の透過軸同士が平行となる場合をパラレルニコルと呼び、偏光子同士の透過軸が直交となる場合をクロスニコルと呼ぶ。なお、偏光子の特性上、透過軸と直交方向には吸収軸がある。そのため、吸収軸同士が平行となる場合もパラレルニコルと呼ぶことができ、吸収軸同士が直交となる場合もクロスニコルと呼ぶことができる。 A polarizer has a transmission axis, and when laminating polarizers, the case where the transmission axes of the polarizers are parallel is called parallel Nicol, and the case where the transmission axes of the polarizers are orthogonal is crossed. Call it Nicole. Note that, due to the characteristics of the polarizer, there is an absorption axis in a direction orthogonal to the transmission axis. Therefore, the case where the absorption axes are parallel to each other can also be called parallel Nicol, and the case where the absorption axes are orthogonal to each other can also be called crossed Nicols.
また、偏光子は光に対して、固有の消衰係数を有している。これは偏光子の吸収特性の波長依存性が一定ではなく、ある特定の波長領域における吸収特性が他の波長領域の吸収特性に比べて低い、すなわちその波長領域だけ吸収しにくい特性を有していることによる。本発明において、積層された偏光子の吸収軸の消衰係数は同じである。 Further, the polarizer has an intrinsic extinction coefficient with respect to light. This is because the wavelength dependence of the absorption characteristic of the polarizer is not constant, and the absorption characteristic in a specific wavelength region is lower than the absorption characteristic in other wavelength regions, that is, it has a characteristic that it is difficult to absorb only that wavelength region. It depends on In the present invention, the extinction coefficient of the absorption axis of the laminated polarizer is the same.
本発明の表示装置の一形態は、互いに対向配置された第1の透光性基板及び第2の透光性基板と、第1の透光性基板及び第2の透光性基板の間に挟持された表示素子と、第1の透光性基板、又は第2の透光性基板の外側に、積層された偏光子を含む層とを有し、積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置される。 One embodiment of a display device of the present invention is provided between a first light-transmitting substrate and a second light-transmitting substrate which are arranged to face each other, and between the first light-transmitting substrate and the second light-transmitting substrate. The sandwiched display element has a layer including a stacked polarizer on the outside of the first light-transmitting substrate or the second light-transmitting substrate, and the stacked polarizers transmit each other. The shaft is arranged so as to deviate from parallel Nicols.
本発明の表示装置の一形態は、互いに対向配置された第1の透光性基板及び第2の透光性基板と、第1の透光性基板及び第2の透光性基板の間に挟持された表示素子と、第1の透光性基板、又は第2の透光性基板の外側に、積層された偏光子を含む層と、第1の透光性基板、又は第2の透光性基板及び積層された偏光子を含む層の間に位相差板とを有し、積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置される。 One embodiment of a display device of the present invention is provided between a first light-transmitting substrate and a second light-transmitting substrate which are arranged to face each other, and between the first light-transmitting substrate and the second light-transmitting substrate. The sandwiched display element, the first light-transmitting substrate, or the second light-transmitting substrate on the outer side, a layer including a stacked polarizer, the first light-transmitting substrate, or the second light-transmitting substrate. A retardation plate is provided between the optical substrate and the layer including the stacked polarizers, and the stacked polarizers are arranged such that their transmission axes deviate from parallel Nicols.
本発明の表示装置の一形態は、互いに対向配置された第1の透光性基板及び第2の透光性基板と、第1の透光性基板及び第2の透光性基板の間に挟持された表示素子と、第1の透光性基板の外側に第1の積層された偏光子を含む第1の層と、第2の透光性基板の外側に、第2の積層された偏光子を含む第2の層とを有し、第1の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置され、第2の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置される。 One embodiment of a display device of the present invention is provided between a first light-transmitting substrate and a second light-transmitting substrate which are arranged to face each other, and between the first light-transmitting substrate and the second light-transmitting substrate. A sandwiched display element, a first layer including a first stacked polarizer on the outside of the first light transmitting substrate, and a second stacked on the outside of the second light transmitting substrate. A second layer including a polarizer, the first stacked polarizers are arranged such that their transmission axes deviate from parallel Nicols, and the second stacked polarizers are transparent to each other The shaft is arranged so as to be parallel Nicols.
本発明の表示装置の一形態は、互いに対向配置された第1の透光性基板及び第2の透光性基板と、第1の透光性基板及び第2の透光性基板の間に挟持された表示素子と、第1の透光性基板の外側に、第1の積層された偏光子を含む第1の層と、第2の透光性基板の外側に、第2の積層された偏光子を含む第2の層と、第1の透光性基板及び第1の積層された偏光子を含む第1の層の間に第1の位相差板と、第2の透光性基板及び第2の積層された偏光子を含む第2の層の間に第2の位相差板とを有し、第1の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置され、第2の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置される。 One embodiment of a display device of the present invention is provided between a first light-transmitting substrate and a second light-transmitting substrate which are arranged to face each other, and between the first light-transmitting substrate and the second light-transmitting substrate. A sandwiched display element, a first layer including a first laminated polarizer on the outside of the first light-transmitting substrate, and a second layer on the outside of the second light-transmitting substrate. A second retardation layer including the first polarizer, a first retardation plate between the first transparent substrate and the first layer including the first stacked polarizer, and a second transparency. A second retardation plate is provided between the substrate and the second layer including the second laminated polarizer, and the first laminated polarizers have their transmission axes deviated from parallel Nicols. The second stacked polarizers are arranged so that their transmission axes are parallel Nicols.
本発明の表示装置の一形態は、互いに対向配置された第1の透光性基板及び第2の透光性基板と、第1の透光性基板及び第2の透光性基板の間に挟持された表示素子と、第1の透光性基板の外側に、第1の積層された偏光子を含む第1の層と、第2の透光性基板の外側に、第2の積層された偏光子を含む第2の層とを有し、第1の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置され、第2の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置され、第1の積層された偏光子は、第1の透光性基板側より第1の偏光子、第2の偏光子の順に積層され、第1の偏光子と第2の積層された偏光子は、互いの透過軸がクロスニコルになるように配置される。 One embodiment of a display device of the present invention is provided between a first light-transmitting substrate and a second light-transmitting substrate which are arranged to face each other, and between the first light-transmitting substrate and the second light-transmitting substrate. A sandwiched display element, a first layer including a first laminated polarizer on the outside of the first light-transmitting substrate, and a second layer on the outside of the second light-transmitting substrate. The first stacked polarizers are arranged such that their transmission axes deviate from parallel Nicols, and the second stacked polarizers are The first stacked polarizers are arranged so that the transmission axes are parallel Nicols, and the first polarizer and the second polarizer are stacked in this order from the first translucent substrate side. The polarizer and the second stacked polarizer are arranged so that their transmission axes are crossed Nicols.
本発明の表示装置の一形態は、互いに対向配置された第1の透光性基板及び第2の透光性基板と、第1の透光性基板及び第2の透光性基板の間に挟持された表示素子と、第1の透光性基板の外側に、第1の積層された偏光子を含む第1の層と、第2の透光性基板の外側に、第2の積層された偏光子を含む第2の層と、第1の透光性基板及び第1の積層された偏光子を含む第1の層の間に第1の位相差板と、第2の透光性基板及び第2の積層された偏光子を含む第2の層の間に第2の位相差板とを有し、第1の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルからずれるように配置され、第2の積層された偏光子は、互いの透過軸がパラレルニコルとなるように配置され、第1の積層された偏光子は、第1の透光性基板側より第1の偏光子、第2の偏光子の順に積層され、第1の偏光子と第2の積層された偏光子は、互いの透過軸がクロスニコルになるように配置される。 One embodiment of a display device of the present invention is provided between a first light-transmitting substrate and a second light-transmitting substrate which are arranged to face each other, and between the first light-transmitting substrate and the second light-transmitting substrate. A sandwiched display element, a first layer including a first laminated polarizer on the outside of the first light-transmitting substrate, and a second layer on the outside of the second light-transmitting substrate. A second retardation layer including the first polarizer, a first retardation plate between the first transparent substrate and the first layer including the first stacked polarizer, and a second transparency. A second retardation plate is provided between the substrate and the second layer including the second laminated polarizer, and the first laminated polarizers have their transmission axes deviated from parallel Nicols. The second laminated polarizers are arranged so that their transmission axes are parallel Nicols, and the first laminated polarizer is the first from the first translucent substrate side. Polarizer They are laminated in this order of the second polarizer, the first polarizer and the second stacked polarizers are arranged so that their transmission axes are in a cross nicol state.
本発明の表示装置において、バックライトなる光源を用いて視認側と反対側の積層された偏光子を含む層より光を表示素子に通過させ、視認側の積層する偏光子を含む層より取り出す場合、視認側と反対側(バックライト側)の積層された偏光子の互いの透過軸はパラレルニコルであると、バックライトからの光の透過率が高まるため好ましい。 In the display device of the present invention, when a light source serving as a backlight is used, light is allowed to pass through a display element from a layer including a stacked polarizer on the side opposite to the viewing side, and is extracted from the layer including a polarizer on the viewing side. It is preferable that the transmission axes of the stacked polarizers on the opposite side (backlight side) to the viewing side are parallel Nicols because the transmittance of light from the backlight is increased.
また、本発明の表示装置において、積層された偏光子を含む層において、複数の偏光子の積層を一対の保護層の間に設ける構造でもよく、それぞれの偏光子ごとに一対の保護層で挟んで設ける構造でもよい。積層された偏光子を含む層には視認側に反射防止膜や防眩膜などを設ける構造としてもよい。 In the display device of the present invention, in the layer including the stacked polarizers, a structure in which a stack of a plurality of polarizers is provided between a pair of protective layers, and each polarizer is sandwiched between a pair of protective layers. The structure provided in may be sufficient. The laminated layer including the polarizer may have a structure in which an antireflection film or an antiglare film is provided on the viewing side.
複数の異なる偏光子をずらして積層させるといった簡便な構造により、表示装置のコントラスト比を高めることができる。また、このような高性能な表示装置を、低コストで作製することができる。 The contrast ratio of the display device can be increased by a simple structure in which a plurality of different polarizers are stacked while being shifted. In addition, such a high-performance display device can be manufactured at low cost.
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明を用いた一対の積層された偏光子を含む層を設けた表示装置の概念について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a concept of a display device provided with a layer including a pair of stacked polarizers using the present invention will be described.
図1(A)には、一対の積層された偏光子を含む層を有し、少なくとも一方の積層された偏光子を含む層においてパラレルニコルからずらして配置された構成を有する表示装置の断面図、図1(B)には当該表示装置の斜視図を示す。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置を例にして説明する。 FIG. 1A is a cross-sectional view of a display device having a structure including a pair of stacked polarizers, and at least one of the stacked polarizers including a layer shifted from parallel Nicols. FIG. 1B is a perspective view of the display device. In this embodiment, a liquid crystal display device including a liquid crystal element as a display element is described as an example.
本実施の形態では、基板の外側、つまり液晶素子を有する層と接しない側には、積層された偏光子を含む層が設けられている。具体的には、図1(A)に示すように、第1の基板101側には、第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104が設けられている。また、第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が設けられている。本実施の形態において、一対の積層された偏光子を含む層において、少なくとも一方の積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずらすことを特徴とする。具体的には、図1(B)に示すように、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)を平行状態からずらして積層する。そして、第3の偏光子を含む層105の透過軸(C)と、第4の偏光子を含む層106の透過軸(D)とを平行状態となるように、つまりパラレルニコルとなるように積層する。本実施の形態において、第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の吸収軸の消衰係数は同じであり、本実施の形態において、第3の偏光子を含む層105及び第4の偏光子を含む層106の吸収軸の消衰係数は同じである。
In this embodiment mode, a layer including a stacked polarizer is provided on the outside of the substrate, that is, the side not in contact with the layer having a liquid crystal element. Specifically, as illustrated in FIG. 1A, a
当該基板は、透光性を有する絶縁性基板(以下、透光性基板とも記す)とする。特に可視光の波長領域において透光性を有する。例えば、バリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板等を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板を適用することができる。また、フィルム(ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる)、基材フィルム(ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム等)などを用いることもできる。 The substrate is an insulating substrate having a light-transmitting property (hereinafter also referred to as a light-transmitting substrate). In particular, it has translucency in the wavelength region of visible light. For example, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, or the like can be used. In addition, a substrate formed of a plastic typified by polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or polyethersulfone (PES), or a flexible synthetic resin such as acrylic can be used. In addition, a film (made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, or the like), a base film (polyester, polyamide, inorganic vapor deposition film, or the like) can also be used.
また図1には図示しないが、バックライト等の照射手段は、第4の偏光子を含む層106の下方に配置される。
Although not illustrated in FIG. 1, irradiation means such as a backlight is disposed below the
なお本実施の形態において、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。所定の黒表示を得る範囲内で、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルの状態から、ずれることがあっても構わない。
Note that in this embodiment, the
図5には、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)と、第3の偏光子を含む層105の透過軸(C)と、第4の偏光子を含む層106の透過軸(D)とのなす角を上面から見た図を示す。第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とは、ずれ角θで積層される。なお、本実施の形態において、透過軸(C)と透過軸(D)はパラレルニコルとなるように配置される。
FIG. 5 shows the transmission axis (A) of the
なお、図1では偏光子を含む層の積層は2層であったが、本発明はこれに限定されずより多層構造でもよい。第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の上にさらに第5の偏光子を含む層121を積層した例を図7に示す。図7において、第5の偏光子を含む層121の偏光子は透過軸(G)を有しており、その透過軸(G)は第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)と平行であり、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)とずれている。つまり、図6(A)で示すように、第5の偏光子を含む層121は、第2の偏光子を含む層104と互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層される。
In FIG. 1, the number of layers including the polarizer is two, but the present invention is not limited to this and may have a multilayer structure. FIG. 7 illustrates an example in which a
また、第1の偏光子を含む層103とパラレルニコルとなるように第5の偏光子を含む層を第2の偏光子を含む層104との間に設けてもよい。第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の間にさらに第5の偏光子を含む層122を積層した例を図8に示す。図8において、第5の偏光子を含む層122の偏光子は透過軸(H)を有しており、その透過軸(H)は第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と平行であり、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とずれている。つまり、図6(B)で示すように、第5の偏光子を含む層122は、第1の偏光子を含む層103と互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、第2の偏光子を含む層104と互いの透過軸がずれ角θずれるように積層される。
Further, a layer including a fifth polarizer may be provided between the
本実施の形態のように、一対の積層された偏光子を含む層は、基板の両側から光を取り出すことができる表示装置に適用することができる。 As in this embodiment mode, a layer including a pair of stacked polarizers can be applied to a display device that can extract light from both sides of a substrate.
このように一対の積層された偏光子を含む層において、少なくとも一方、好ましくは視認側における積層された偏光子の透過軸がパラレルニコルからずれるように積層することにより、透過軸方向の光漏れを低減することができる。このため表示装置のコントラスト比を高めることができる。 In such a layer including a pair of stacked polarizers, at least one of the layers is preferably stacked so that the transmission axis of the stacked polarizer on the viewing side is deviated from parallel Nicols, thereby preventing light leakage in the transmission axis direction. Can be reduced. For this reason, the contrast ratio of the display device can be increased.
(実施の形態2)
本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、一対の積層された偏光子を含む層に加えて位相差板を設けた表示装置の概念について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment mode, a concept of a display device in which a retardation plate is provided in addition to a layer including a pair of stacked polarizers will be described, unlike the above embodiment mode.
図2(A)には、一対の積層された偏光子を含む層のうち一方は、パラレルニコルからずらして積層され、該一対の偏光子を含む層と基板との間にそれぞれ位相差板が設けられた表示装置の断面図、図2(B)には該表示装置の斜視図を示す。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置を例にして説明する。 In FIG. 2A, one of the layers including a pair of stacked polarizers is stacked shifted from parallel Nicols, and a retardation plate is provided between the layer including the pair of polarizers and the substrate. A cross-sectional view of the provided display device, and FIG. 2B is a perspective view of the display device. In this embodiment, a liquid crystal display device including a liquid crystal element as a display element is described as an example.
図2(A)に示すように、第1の基板101側には、第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104が設けられている。第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が設けられている。本実施の形態において、第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の吸収軸の消衰係数は同じであり、本実施の形態において、第3の偏光子を含む層105及び第4の偏光子を含む層106の吸収軸の消衰係数は同じである。
As shown in FIG. 2A, a
図2(B)に示すように、第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。さらにこれら積層された偏光子を含む層と、第1の基板101との間には、位相差板113が設けられている。
As shown in FIG. 2B, the
また図2(B)に示すように、第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が設けられている。第3の偏光子を含む層105と、第4の偏光子を含む層106とはパラレルニコルとなるように配置される。さらにこれら積層された偏光子を含む層と、第2の基板102との間には、位相差板114が設けられている。
As shown in FIG. 2B, a
また図2には図示しないが、バックライト等の照射手段は、第4の偏光子を含む層106の下方に配置される。
Although not shown in FIG. 2, the irradiation means such as a backlight is arranged below the
位相差板は、液晶をハイブリット配向させたフィルム、液晶を捻れ配向させたフィルム、1軸性位相差板、又は2軸性位相差板が挙げられる。このような位相差板は表示装置の広視野角化を図ることができる。液晶をハイブリット配向させたフィルムは、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムを支持体とし、負の1軸性をもつディスコティック液晶をハイブリット配向させ光学異方性をもうけた複合フィルムである。 Examples of the retardation plate include a film in which liquid crystal is hybrid-aligned, a film in which liquid crystal is twisted and aligned, a uniaxial retardation plate, or a biaxial retardation plate. Such a retardation plate can achieve a wide viewing angle of the display device. The film in which the liquid crystal is hybrid-aligned is a composite film in which a triacetyl cellulose (TAC) film is used as a support and a discotic liquid crystal having negative uniaxial property is hybrid-aligned to provide optical anisotropy.
1軸性位相差板は、樹脂を一方向に延伸させて形成される。また2軸性位相差板は、樹脂を横方向に1軸延伸させた後、縦方向に弱く1軸延伸させて形成される。ここで用いられる樹脂にはシクロオレフィンポリマー(COE)やポリカーボネイト(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチレン(PS)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリプロピレン(PP)、ポリオフェニレンオキサイド(PPO)、ポリアリレート(PAR)、ポリイミド(PI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられる。 The uniaxial retardation plate is formed by stretching a resin in one direction. The biaxial retardation plate is formed by uniaxially stretching the resin in the lateral direction and then weakly uniaxially stretching in the longitudinal direction. The resin used here is cycloolefin polymer (COE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene terephthalate (PET). , Polyethylene naphthalate (PEN), polypropylene (PP), polyphenylene oxide (PPO), polyarylate (PAR), polyimide (PI), polytetrafluoroethylene (PTFE) and the like.
なお液晶をハイブリット配向させたフィルムは、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムを支持体としディスコティック液晶、またはネマティック液晶をハイブリット配向させて形成させたフィルムである。位相差板は、偏光子を含む層と貼り合わせた状態で、透光性基板に貼り付けることができる。 The film in which the liquid crystal is hybrid-aligned is a film formed by hybrid alignment of discotic liquid crystal or nematic liquid crystal with a triacetyl cellulose (TAC) film as a support. The retardation plate can be attached to the light-transmitting substrate in a state of being attached to a layer containing a polarizer.
位相差板と、積層された偏光子とを組み合わすことによって、円偏光や楕円偏光などを行うことができる。また、位相差板は複数枚用いられる場合がある。なお、位相差板の特性上、遅相軸と直交方向には進相軸がある。そのため、遅相軸の代わりに、進相軸に基づき配置を決定することができる。 By combining the retardation plate and the laminated polarizer, circularly polarized light, elliptically polarized light, or the like can be performed. In addition, a plurality of retardation plates may be used. Note that there is a fast axis in the direction orthogonal to the slow axis due to the characteristics of the retardation plate. Therefore, the arrangement can be determined based on the fast axis instead of the slow axis.
なお本実施の形態において、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。所定の黒表示を得る範囲内で、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルの状態から、ずれることがあっても構わない。
Note that in this embodiment, the
なお、図2では偏光子を含む層の積層は2層であったが、本発明はこれに限定されずより多層構造でもよい。第1の偏光子を含む層103とパラレルニコルとなるように第5の偏光子を含む層を第2の偏光子を含む層104との間に設けてもよい。第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の間にさらに第5の偏光子を含む層122を積層した例を図11に示す。図11において、第5の偏光子を含む層122の偏光子は透過軸(H)を有しており、その透過軸(H)は第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と平行であり、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とずれている。つまり、第5の偏光子を含む層122は、第1の偏光子を含む層103と互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、第2の偏光子を含む層104と互いの透過軸がずれ角θずれるように積層される。
In FIG. 2, the number of layers including the polarizer is two, but the present invention is not limited to this and may have a multilayer structure. A layer including a fifth polarizer may be provided between the
本実施の形態のように、一対の積層された偏光子を含む層は、基板の両側から光を取り出すことができる表示装置に適用することができる。 As in this embodiment mode, a layer including a pair of stacked polarizers can be applied to a display device that can extract light from both sides of a substrate.
このように一対の積層された偏光子を含む層と、位相差板を有する構成において、少なくとも一方、好ましくは視認側において、積層された偏光子がパラレルニコルからずれるように積層することにより、透過軸方向の光漏れを低減することができる。このため表示装置のコントラスト比を高めることができる。 Thus a layer including a polarizer of the pair laminated, in a configuration having a phase difference plate, at least one, preferably at viewing side, by a polarizer laminated are stacked as displaced from a parallel nicol state, transmission Axial light leakage can be reduced. For this reason, the contrast ratio of the display device can be increased.
(実施の形態3)
本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、視認側に積層された偏光子を含む層を設けた表示装置の概念について説明する。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(Embodiment 3)
In this embodiment mode, a concept of a display device provided with a layer including a polarizer stacked on the viewing side will be described, unlike the above embodiment mode. Accordingly, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
図3(A)には、積層された偏光子を含む層であって、偏光子同士がパラレルニコルからずらして配置された構成を有する表示装置の断面図、図3(B)には該表示装置の斜視図を示す。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置を例にして説明する。 3A is a cross-sectional view of a display device having a structure including stacked polarizers, in which the polarizers are shifted from parallel Nicols, and FIG. 3B shows the display. Figure 3 shows a perspective view of the device. In this embodiment, a liquid crystal display device including a liquid crystal element as a display element is described as an example.
図3(A)に示すように、互いに対向するように配置された第1の基板101及び第2の基板102に、液晶素子を有する層100が挟持されている。
As shown in FIG. 3A, a
基板の外側、つまり液晶素子を有する層と接しない側には、積層された偏光子を含む層が設けられている。第1の基板101側には、第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104が設けられている。このとき第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の透過軸がパラレルニコルからずらして配置される。本実施の形態において、第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の吸収軸の消衰係数は同じである。
On the outside of the substrate, that is, the side not in contact with the layer having the liquid crystal element, a layer including a stacked polarizer is provided. On the
本実施の形態において、さらに反射板を有する構成としてもよい。反射板は、第2の基板102の外側に設けたり、画素電極を反射性の高い材料から形成することにより、具備することができる。
In the present embodiment, it may be configured to further include a reflector. The reflecting plate can be provided by being provided outside the
図3(B)に示すように、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とはずらして積層される。このように偏光子を含む層の透過軸をずらして積層することにより、コントラスト比を高めることができる。
As shown in FIG. 3B, the transmission axis (A) of the
図3(C)には、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とのなす角を上面から見た図を示す。第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とは、ずれ角θで積層される。
In FIG. 3C, an angle formed by the transmission axis (A) of the
なお、図3では偏光子を含む層の積層は2層であったが、本発明はこれに限定されずより多層構造でもよい。第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の上にさらに第5の偏光子を含む層121を積層した例を図9に示す。図9において、第5の偏光子を含む層121の偏光子は透過軸(G)を有しており、その透過軸(G)は第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)と平行であり、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)とずれている。つまり、図9(C)で示すように、第5の偏光子を含む層121は、第2の偏光子を含む層104と互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層される。
In FIG. 3, the number of layers including the polarizer is two, but the present invention is not limited to this and may have a multilayer structure. FIG. 9 illustrates an example in which a
また、第1の偏光子を含む層103とパラレルニコルとなるように第5の偏光子を含む層を第2の偏光子を含む層104との間に設けてもよい。第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の間にさらに第5の偏光子を含む層122を積層した例を図10に示す。図10において、第5の偏光子を含む層122の偏光子は透過軸(H)を有しており、その透過軸(H)は第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と平行であり、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とずれている。つまり、図10(C)で示すように、第5の偏光子を含む層122は、第1の偏光子を含む層103と互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層され、第2の偏光子を含む層104と互いの透過軸がずれ角θずれるように積層される。
Further, a layer including a fifth polarizer may be provided between the
本実施の形態のように、基板の一方側に積層された偏光子を含む層を有する構成は、基板の片側から光を取り出すことができる表示装置に適用することができる。 A structure having a layer including a polarizer stacked on one side of a substrate as in this embodiment mode can be applied to a display device that can extract light from one side of a substrate.
このように偏光子の透過軸同士がパラレルニコルからずれるように偏光子を含む層を積層することにより、透過軸方向の光漏れを低減することができる。このため表示装置のコントラスト比を高めることができる。 Thus, by laminating the layers including the polarizer so that the transmission axes of the polarizers deviate from parallel Nicols, light leakage in the transmission axis direction can be reduced. For this reason, the contrast ratio of the display device can be increased.
(実施の形態4)
本実施の形態では、上記実施の形態と異なり、視認側に積層された偏光子に加えて位相差板を設けた表示装置の概念について説明する。よって、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
(Embodiment 4)
In this embodiment mode, unlike the above embodiment mode, a concept of a display device provided with a retardation plate in addition to a polarizer stacked on the viewing side will be described. Accordingly, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
図4(A)には、パラレルニコルからずらして積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差板が設けられた表示装置の断面図、図4(B)には該表示装置の斜視図を示す。本実施の形態では、表示素子として液晶素子を有する液晶表示装置を例にして説明する。 4A is a cross-sectional view of a display device in which a retardation plate is provided between a substrate including a polarizer and a layer that is stacked with being shifted from parallel Nicols, and FIG. 4B illustrates the display. Figure 3 shows a perspective view of the device. In this embodiment, a liquid crystal display device including a liquid crystal element as a display element is described as an example.
図4(A)に示すように、第1の基板101側には、第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104が設けられている。このとき第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。さらにこれら積層された偏光子を含む層と、第1の基板101との間には、位相差板113が設けられている。本実施の形態において、第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の吸収軸の消衰係数は同じである。
As shown in FIG. 4A, a
本実施の形態において、さらに反射板を有する構成としてもよい。反射板は、第2の基板102の外側に設けたり、画素電極を反射性の高い材料から形成することにより、具備することができる。
In the present embodiment, it may be configured to further include a reflector. The reflecting plate can be provided by being provided outside the
図4(B)に示すように、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)とはずれて積層される。さらに、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)と、位相差板113の遅相軸とは、45°ずれるように配置するとよい。このように偏光子を含む層の透過軸をずらして積層し、且つ位相差板を設けたことにより、コントラスト比を高めることができる。
As shown in FIG. 4B, the transmission axis (A) of the
なお、図4では偏光子を含む層の積層は2層であったが、本発明はこれに限定されずより多層構造でもよい。第1の偏光子を含む層103及び第2の偏光子を含む層104の上にさらに第5の偏光子を含む層121を積層した例を図12に示す。図12において、第5の偏光子を含む層121の偏光子は透過軸(G)を有しており、その透過軸(G)は第2の偏光子を含む層104の透過軸(B)と平行であり、第1の偏光子を含む層103の透過軸(A)とずれている。つまり第5の偏光子を含む層121は、第2の偏光子を含む層104と互いの透過軸がパラレルニコルとなるように積層される。
In FIG. 4, the number of layers including the polarizer is two, but the present invention is not limited to this and may have a multilayer structure. FIG. 12 illustrates an example in which a
本実施の形態のように、基板の一方側に積層された偏光子を含む層を有する構成は、基板の片側から光を取り出すことができる表示装置に適用することができる。 A structure having a layer including a polarizer stacked on one side of a substrate as in this embodiment mode can be applied to a display device that can extract light from one side of a substrate.
このように偏光子同士の透過軸がパラレルニコルからずれるように偏光子を含む層を積層し、さらに位相差板を設けることにより、透過軸方向の光漏れを低減することができる。このため表示装置のコントラスト比を高めることができる。 Thus, by laminating a layer including a polarizer so that the transmission axes of the polarizers deviate from parallel Nicols, and further providing a retardation plate, light leakage in the transmission axis direction can be reduced. For this reason, the contrast ratio of the display device can be increased.
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明で用いることのできる積層された偏光子の構造を、図13を用いて説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment mode, a structure of a stacked polarizer that can be used in the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明において、偏光子を含む層とは、少なくとも固有の透過軸を有する偏光子を含んでおればよく、偏光子単層であってもよいし、偏光子を挟むように保護層が設けられる構造であってもよい。図13に本発明における偏光子を含む層の積層構造の例を示す。図13(A)は、保護層50a、第1の偏光子51、保護層50bよりなる偏光子を含む層と、保護層50c、第2の偏光子52、保護層50dよりなる偏光子を含む層とが積層しており、積層された偏光子を含む層である。このように、本発明において、積層された偏光子とは、偏光子同士を直接接して積層せず、保護層を介して積層するものも含む。よって、積層された偏光子を含む層とは、保護層50a、第1の偏光子51、保護層50bよりなる偏光子を含む層と、保護層50c、第2の偏光子52、保護層50dよりなる偏光子を含む層との積層全体をも意味する。また、本明細書では、保護層50a、第1の偏光子51、保護層50bよりなる偏光子を含む層を偏光板ともいう。よって図13(A)は偏光板の積層とも言うことができる。図13(A)において、第1の偏光子51及び第2の偏光子52の透過軸はお互いずらした状態で積層されている。また、第1の偏光子51と第2の偏光子52の消衰係数の値は等しい。
In the present invention, the layer containing a polarizer only needs to include a polarizer having at least a specific transmission axis, and may be a single polarizer layer, or a protective layer is provided so as to sandwich the polarizer. It may be a structure. FIG. 13 shows an example of a laminated structure of layers including a polarizer in the present invention. FIG. 13A includes a layer including a polarizer including a
図13(B)は、保護層56a、第1の偏光子57、第2の偏光子58、及び保護層56bの積層よりなる積層された偏光子を含む層である。図13(B)の場合、第1の偏光子57及び第2の偏光子58の偏光子の積層を間に挟むように一対の保護層56a及び保護層56bが設けられているとも言えるし、保護層56a及び偏光子57よりなる偏光子を含む層と、偏光子58及び保護層56bよりなる偏光子を含む層との積層であるとも言える。図13(B)は、図13(A)において積層された偏光子同士が保護層を介さず、直接接して形成されている例であり、偏光手段である積層された偏光子を含む層を薄型化できる利点があり、また保護層の積層数が少なくてよいので低コストで工程が簡略化する。図13(B)において、第1の偏光子57及び第2の偏光子58の透過軸はお互いずらした状態で積層されている。また、第1の偏光子57と第2の偏光子58の消衰係数の値は等しい。
FIG. 13B illustrates a layer including a stacked polarizer formed by stacking a
図13(C)は、偏光子同士が一層の保護層を介して積層する例であり、図13(A)と図13(B)の中間に位置するような構造である。図13(C)は保護層60a、第1の偏光子61、保護層60b、第2の偏光子62、及び保護層60cの積層よりなる積層された偏光子を含む層である。このように、保護層と偏光子とを互い違いに積層する構造でもよい。また本発明において偏光子は膜状であり、偏光膜、偏光層とも言える。図13(C)において、第1の偏光子61及び第2の偏光子62の透過軸はお互いずらした状態で積層されている。また、第1の偏光子61と第2の偏光子62の消衰係数の値は等しい。
FIG. 13C illustrates an example in which polarizers are stacked with one protective layer interposed therebetween, and has a structure located between FIG. 13A and FIG. 13B. FIG. 13C illustrates a layer including a stacked polarizer including a
図13においては偏光子を2層積層する例を示すが、偏光子の積層は3層、より複数層でもよく、保護層の設け方も図13に限定されない。また、図13(A)の積層された偏光子を含む層に図13(B)の積層された偏光子を含む層を積層するといった構造でもよい。偏光子の材料によって、水分や温度変化によってより劣化しやすい偏光子の場合、図13(A)のように偏光子を保護層で覆うとより偏光子を保護することができ、信頼性を向上させることができる。図1のように、表示素子を含む層を挟んで偏光子を設ける場合、視認側の偏光子の積層構造と、表示素子を挟んで反対側の偏光子の積層構造とは同様でもよいし、異なっていても良い。このように、積層される偏光子の積層構造は、偏光子の特性や、表示装置に求められる機能によって適宜設定することができる。例えば、実施の形態1では偏光子を含む層103と104、偏光子を含む層105と106でそれぞれ積層された偏光子を含む層を構成しているが、その構造は図13(A)乃至(C)のいずれでもよく、また一方が図13(A)、他方が図13(B)というように異なった積層構造であってもよい。
FIG. 13 shows an example in which two layers of polarizers are stacked. However, the polarizers may be stacked in three layers or more, and the method of providing a protective layer is not limited to that in FIG. Alternatively, a structure in which the layer including the stacked polarizers illustrated in FIG. 13B is stacked on the layer including the stacked polarizers illustrated in FIG. In the case of a polarizer that is more likely to deteriorate due to moisture or temperature changes depending on the material of the polarizer, the polarizer can be further protected by covering the polarizer with a protective layer as shown in FIG. 13A, improving reliability. Can be made. As shown in FIG. 1, when a polarizer is provided with a layer including a display element interposed therebetween, the laminated structure of the polarizer on the viewing side and the laminated structure of the polarizer on the opposite side with the display element interposed therebetween may be the same, It may be different. Thus, the laminated structure of the laminated polarizers can be set as appropriate depending on the characteristics of the polarizer and the functions required of the display device. For example, in
また、積層された偏光子を含む層として、保護層同士、偏光子同士、及び保護層と偏光子を接着するために接着層(粘着層)を設け、接着層を介して積層する構造としてもよい。この場合、接着層は保護層同様透光性を有する必要がある。偏光子と積層して位相差板を設けても良い。位相差板も位相差膜を一対の保護層の間に設ける構造として複数または単数の保護層を介して偏光子と積層する構造としてもよいし、直接偏光子と積層し、保護層、位相差膜、偏光子、及び保護層という順に積層する構造でもよい。例えば図13(B)において透光性基板側は保護層56aとすると、保護層56aと偏光子57との間に位相差膜を設け、透光性基板と偏光子との間に位相差膜を設ける構造としてもよい。さらに保護層50dの上、例えば表面保護層としてさらにより丈夫な保護フィルム等を設けても良いし、画面表面での外光による反射を防止する反射防止膜や画面のぎらつき、眩しさを防止する防眩膜を設けてもよい。また、偏光子を含む層(偏光板)を基板に貼合する際、アクリル系などの粘着層を用いることができる。
In addition, as a layer including the laminated polarizer, an adhesive layer (adhesive layer) may be provided to adhere the protective layers, the polarizers, and the protective layer to the polarizer, and the layers may be laminated via the adhesive layer. Good. In this case, the adhesive layer needs to have translucency like the protective layer. A retardation plate may be provided by laminating with a polarizer. The retardation plate may be a structure in which a retardation film is provided between a pair of protective layers, and may be laminated with a polarizer through a plurality or a single protective layer, or may be laminated directly with a polarizer to form a protective layer, a retardation A structure in which a film, a polarizer, and a protective layer are stacked in that order may be used. For example, in FIG. 13B, when the light transmitting substrate side is the
偏光子は一定方向に振動する光のみを通し、それ以外の光は吸収する役割を担う。一軸延伸された樹脂フィルムに二色性色素を吸着配向させて用いることができる。樹脂はPVA(ポリビニルアルコール)を用いることができ、PVAは、透明性も強度も高く、保護層(その形状から保護フィルムと呼ぶこともある)として用いられるTAC(トリアセチルセルロース)との貼り合わせも容易である。色素としては、ヨウ素系と染料系を用いることができる。例えば、ヨウ素系色素は、PVA樹脂膜に二色性の強いヨウ素を高次のイオンとして吸着させ、ホウ酸水溶液中で延伸するとヨウ素は鎖状の重合体として配列し、偏光子は高い偏光特性を示す。一方染料系色素は、ヨウ素の代わりに二色性の高い染料を用いており、耐熱性、耐久性に優れている。 The polarizer passes only light that vibrates in a certain direction and absorbs other light. A dichroic dye can be adsorbed and oriented on a uniaxially stretched resin film. PVA (polyvinyl alcohol) can be used as the resin. PVA has high transparency and strength, and is bonded to TAC (triacetyl cellulose) used as a protective layer (sometimes called a protective film because of its shape). Is also easy. As the pigment, iodine type and dye type can be used. For example, iodine-based dyes adsorb strong dichroic iodine as higher-order ions on a PVA resin film, and when stretched in an aqueous boric acid solution, iodine is arranged as a chain polymer, and the polarizer has high polarization characteristics. Indicates. On the other hand, dye-based pigments use high dichroic dyes instead of iodine, and are excellent in heat resistance and durability.
保護層は偏光子を強度的に補強し、温度や湿度による劣化を防ぐ。保護層としては、TAC(トリアセチルセルロース)、COP(環状オレフィンポリマー系、PC(ポリカーボネート)などのフィルムを用いることができる。TACは透明性、低複屈折率であり、偏光子に用いられるPVAとの接着性も優れている。COPは耐熱、防湿、耐久性の優れた樹脂フィルムである。また、ヨウ素系色素と染料系色素を混合して用いてもよい。 The protective layer reinforces the polarizer to prevent deterioration due to temperature and humidity. As the protective layer, a film such as TAC (triacetyl cellulose), COP (cyclic olefin polymer, PC (polycarbonate), etc. can be used.TAC is transparent, has a low birefringence, and is a PVA used for a polarizer. COP is a resin film having excellent heat resistance, moisture proofing and durability, and iodine dyes and dye dyes may be used in combination.
例えば、偏光子を含む層として、基板側から接着面、保護層であるTAC(トリアセチルセルロース)、偏光子であるPVA(ポリビニルアルコール)とヨウ素の混合層、保護層であるTACが順に積層された構成を用いることができる。PVA(ポリビニルアルコール)とヨウ素の混合層により、偏光度を制御することができる。また偏光子を含む層(偏光板)とは、その形状から偏光フィルムと呼ぶこともある。 For example, as a layer containing a polarizer, an adhesive surface, TAC (triacetyl cellulose) as a protective layer, a mixed layer of PVA (polyvinyl alcohol) and iodine as a polarizer, and TAC as a protective layer are sequentially laminated from the substrate side. Other configurations can be used. The degree of polarization can be controlled by a mixed layer of PVA (polyvinyl alcohol) and iodine. Moreover, the layer (polarizing plate) containing a polarizer may be called a polarizing film from the shape.
本実施の形態は、上記実施の形態とそれぞれ組み合わせて用いることができる。 This embodiment can be used in combination with any of the above embodiments.
(実施の形態6)
本実施の形態では、一対の積層された偏光子を含む層を有し、少なくとも一方の積層された偏光子を含む層において、透過軸をずらして配置した構成を有する液晶表示装置の構成について説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment mode, a structure of a liquid crystal display device having a structure including a pair of stacked polarizers and having a configuration in which the transmission axis is shifted in at least one of the stacked polarizer layers is described. To do.
図16(A)は本発明に係る表示パネルの構成を示す上面図であり、絶縁表面を有する基板2700上に画素2702をマトリクス上に配列させた画素部2701、走査線側入力端子2703、信号線側入力端子2704が形成されている。画素数は種々の規格に従って設ければ良く、XGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1024×768×3(RGB)、UXGAであってRGBを用いたフルカラー表示であれば1600×1200×3(RGB)、フルスペックハイビジョンに対応させ、RGBを用いたフルカラー表示であれば1920×1080×3(RGB)とすれば良い。
FIG. 16A is a top view illustrating a structure of a display panel according to the present invention. A
画素2702は、走査線側入力端子2703から延在する走査線と、信号線側入力端子2704から延在する信号線とが交差することで、マトリクス状に配設される。画素2702のそれぞれには、スイッチング素子とそれに接続する画素電極層が備えられている。スイッチング素子の代表的な一例はTFTであり、TFTのゲート電極層側が走査線と、ソース若しくはドレイン側が信号線と接続されることにより、個々の画素を外部から入力する信号によって独立して制御可能としている。
The
図16(A)は、走査線及び信号線へ入力する信号を、外付けの駆動回路により制御する表示パネルの構成を示しているが、図17(A)に示すように、COG(Chip on Glass)方式によりドライバIC2751を基板2700上に実装しても良い。また他の実装形態として、図17(B)に示すようなTAB(Tape Automated Bonding)方式を用いてもよい。ドライバICは単結晶半導体基板に形成されたものでも良いし、ガラス基板上にTFTで回路を形成したものであっても良い。図17において、ドライバIC2751は、FPC(Flexible printed circuit)2750と接続している。
FIG. 16A illustrates a structure of a display panel in which signals input to the scan lines and the signal lines are controlled by an external driver circuit. As illustrated in FIG. 17A, COG (Chip on The
また、画素に設けるTFTを結晶性を有する半導体で形成する場合には、図16(B)に示すように走査線側駆動回路3702を基板3700上に形成することもできる。図16(B)において、画素部3701は、信号線側入力端子3704と接続した図16(A)と同様に外付けの駆動回路により制御する。画素に設けるTFTを移動度の高い、多結晶(微結晶)半導体、単結晶半導体などで形成する場合は、図16(C)は、画素部4701、走査線駆動回路4702と、信号線駆動回路4704を基板4700上に一体形成することもできる。
In the case where the TFT provided for the pixel is formed using a crystalline semiconductor, the scan
図14(A)は、積層された偏光子を含む層を有する液晶表示装置の上面図であり、図14(B)は図14(A)線C−Dにおける断面図である。 14A is a top view of a liquid crystal display device having a layer including stacked polarizers, and FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line CD in FIG. 14A.
図14(A)で示すように、画素領域606、駆動回路領域608a、駆動回路領域608bが、シール材692によって、基板600と対向基板695との間に封止され、基板600上にICドライバによって形成された信号線駆動回路607が設けられている。画素領域606にはトランジスタ622及び容量素子623が設けられ、駆動回路領域608bにはトランジスタ620及びトランジスタ621を有する駆動回路が設けられている。基板600には、上記実施の形態と同様の絶縁基板を適用することができる。また一般的に合成樹脂からなる基板は、他の基板と比較して耐熱温度が低いことが懸念されるが、耐熱性の高い基板を用いた作製工程の後、転置することによっても採用することが可能となる。
As shown in FIG. 14A, a
画素領域606には、下地膜604a、下地膜604bを介してスイッチング素子となるトランジスタ622が設けられている。本実施の形態では、トランジスタ622にマルチゲート型薄膜トランジスタ(TFT)を用い、ソース領域及びドレイン領域として機能する不純物領域を有する半導体層、ゲート絶縁層、2層の積層構造であるゲート電極層、ソース電極層及びドレイン電極層を有し、ソース電極層又はドレイン電極層は、半導体層の不純物領域と画素電極層630に接して電気的に接続している。薄膜トランジスタは、多くの方法で作製することができる。例えば、活性層として、結晶性半導体膜を適用する。結晶性半導体膜上には、ゲート絶縁膜を介してゲート電極が設けられる。該ゲート電極を用いて該活性層へ不純物元素を添加することができる。このようにゲート電極を用いた不純物元素の添加により、不純物元素添加のためのマスクを形成する必要はない。ゲート電極は、単層構造、又は積層構造を有することができる。不純物領域は、その濃度を制御することにより高濃度不純物領域及び低濃度不純物領域とすることができる。このように低濃度不純物領域を有する薄膜トランジスタを、LDD(Lightly doped drain)構造と呼ぶ。また低濃度不純物領域は、ゲート電極と重なるように形成することができ、このような薄膜トランジスタを、GOLD(Gate Overlaped LDD)構造と呼ぶ。また薄膜トランジスタの極性は、不純物領域にリン(P)等を用いることによりn型とする。p型とする場合は、ボロン(B)等を添加すればよい。その後、ゲート電極等を覆う絶縁膜611及び絶縁膜612を形成する。絶縁膜611(及び絶縁膜612)に混入された水素元素により、結晶性半導体膜のダングリングボンドを終端することができる。
In the
さらに平坦性を高めるため、層間絶縁膜として絶縁膜615、絶縁膜616を形成してもよい。絶縁膜615、絶縁膜616には、有機材料、又は無機材料、若しくはそれらの積層構造を用いることができる。例えば酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン(DLC)、ポリシラザン、窒素含有炭素(CN)、PSG(リンガラス)、BPSG(リンボロンガラス)、アルミナ、その他の無機絶縁性材料を含む物質から選ばれた材料で形成することができる。また、有機絶縁性材料を用いてもよく、有機材料としては、感光性、非感光性どちらでも良く、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン樹脂などを用いることができる。なお、シロキサン樹脂とは、Si−O−Si結合を含む樹脂に相当する。シロキサンは、シリコン(Si)と酸素(O)との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基(例えばアルキル基、芳香族炭化水素)が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
る。
In order to further improve flatness, an insulating
The
また結晶性半導体膜を用いることにより、画素領域と駆動回路領域を同一基板上に一体形成することができる。その場合、画素領域のトランジスタと、駆動回路領域608bのトランジスタとは同時に形成される。駆動回路領域608bに用いるトランジスタは、CMOS回路を構成する。CMOS回路を構成する薄膜トランジスタは、GOLD構造であるが、トランジスタ622のようなLDD構造を用いることもできる。
In addition, by using a crystalline semiconductor film, the pixel region and the driver circuit region can be formed over the same substrate. In that case, the transistor in the pixel region and the transistor in the
本実施の形態に限定されず、画素領域の薄膜トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域の薄膜トランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。 Without being limited to this embodiment mode, the thin film transistor in the pixel region may have a single gate structure in which one channel formation region is formed, a double gate structure in which two channel formation regions are formed, or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed. . The thin film transistor in the peripheral driver circuit region may have a single gate structure, a double gate structure, or a triple gate structure.
なお、本実施の形態で示した薄膜トランジスタの作製方法に限らず、トップゲート型(例えば順スタガ型)、ボトムゲート型(例えば、逆スタガ型)、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された2つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。 Note that not only the method for manufacturing the thin film transistor described in this embodiment mode, but a top gate type (for example, a forward staggered type), a bottom gate type (for example, an inverted staggered type), or a gate insulating film above and below a channel region is used. The present invention can also be applied to a dual gate type or other structure having two gate electrode layers arranged.
次に、画素電極層630及び絶縁膜616を覆うように、印刷法やスピンコート法により、配向膜と呼ばれる絶縁層631を形成する。なお、絶縁層631は、スクリーン印刷法やオフセット印刷法を用いれば、選択的に形成することができる。その後、ラビング処理を行う。このラビング処理は液晶のモード、例えばVAモードのときには処理を行わないときがある。配向膜として機能する絶縁層633も絶縁層631と同様である。続いて、シール材692を液滴吐出法により画素を形成した周辺の領域に形成する。
Next, an insulating
その後、配向膜として機能する絶縁層633、対向電極として機能する導電層634、カラーフィルタとして機能する着色層635が設けられた対向基板695と、TFT基板である基板600とをスペーサ637を介して貼り合わせ、その空隙に液晶層632を設ける。その後、対向基板695の外側に第1の偏光子を含む層641及び第2の偏光子を含む層642の積層を設け、基板600の素子を有する面と反対側にも第3の偏光子を含む層643及び第4の偏光子を含む層644が設ける。偏光子を含む層は、接着層によって基板に設けることができる。シール材にはフィラーが混入されていても良く、さらに対向基板695には、遮蔽膜(ブラックマトリクス)などが形成されていても良い。なお、カラーフィルター等は、液晶表示装置をフルカラー表示とする場合、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)を呈する材料から形成すればよく、モノカラー表示とする場合、少なくとも一つの色を呈する材料から形成すればよい。
After that, a
なお、バックライトにRGBの発光ダイオード(LED)等を配置し、時分割によりカラー表示する継時加法混色法(フィールドシーケンシャル法)を採用するときには、カラーフィルターを設けない場合がある。ブラックマトリクスは、トランジスタやCMOS回路の配線による外光の反射を低減するため、トランジスタやCMOS回路と重なるように設けるとよい。なお、ブラックマトリクスは、容量素子に重なるように形成してもよい。容量素子を構成する金属膜による反射を防止することができるからである。 Note that a color filter may not be provided when an RGB light emitting diode (LED) or the like is disposed in the backlight and a continuous additive color mixing method (field sequential method) in which color display is performed by time division is employed. The black matrix is preferably provided so as to overlap with the transistor or the CMOS circuit in order to reduce reflection of external light due to the wiring of the transistor or the CMOS circuit. Note that the black matrix may be formed so as to overlap with the capacitor. This is because reflection by the metal film constituting the capacitor element can be prevented.
液晶層を形成する方法として、ディスペンサ式(滴下式)や、素子を有する基板600と対向基板695とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入するディップ式(汲み上げ式)を用いることができる。滴下法は、注入法を適用しづらい大型基板を扱うときに適用するとよい。
As a method for forming the liquid crystal layer, a dispenser type (dropping type) or a dip type (pumping type) in which liquid crystal is injected using a capillary phenomenon after the
スペーサは数μmの粒子を散布して設ける方法でも良いが、本実施の形態では基板全面に樹脂膜を形成した後これをエッチング加工して形成する方法を採用した。このようなスペーサの材料を、スピナーで塗布した後、露光と現像処理によって所定のパターンに形成する。さらにクリーンオーブンなどで150〜200℃で加熱して硬化させる。このようにして作製されるスペーサは露光と現像処理の条件によって形状を異ならせることができるが、好ましくは、スペーサの形状は柱状で頂部が平坦な形状となるようにすると、対向側の基板を合わせたときに液晶表示装置としての機械的な強度を確保することができる。形状は円錐状、角錐状などを用いることができ、特別な限定はない。 The spacer may be provided by spraying particles of several μm, but in this embodiment, a method of forming a resin film on the entire surface of the substrate and then etching it is employed. After applying such a spacer material with a spinner, it is formed into a predetermined pattern by exposure and development processing. Further, it is cured by heating at 150 to 200 ° C. in a clean oven or the like. The spacers produced in this way can have different shapes depending on the conditions of exposure and development processing, but preferably, the spacers are columnar and the top is flat, so that the opposite substrate is When combined, the mechanical strength of the liquid crystal display device can be ensured. The shape can be a conical shape, a pyramid shape, or the like, and there is no particular limitation.
以上の工程で形成された表示装置内部と外部の配線基板を接続するために接続部を形成する。大気圧又は大気圧近傍下で、酸素ガスを用いたアッシング処理により、接続部の絶縁体層を除去する。この処理は、酸素ガスと、水素、CF4、NF3、H2O、CHF3から選択された一つ又は複数のガスを用いて行う。本工程では、静電気による損傷や破壊を防止するために、対向基板を用いて封止した後に、アッシング処理を行っているが、静電気による影響が少ない場合には、どのタイミングで行っても構わない。 A connection portion is formed to connect the inside of the display device formed by the above steps and an external wiring board. The insulator layer in the connection portion is removed by ashing using oxygen gas at or near atmospheric pressure. This treatment is performed using oxygen gas and one or more gases selected from hydrogen, CF 4 , NF 3 , H 2 O, and CHF 3 . In this step, in order to prevent damage and destruction due to static electricity, ashing is performed after sealing using the counter substrate. .
続いて、画素領域と電気的に接続されている端子電極層678に、異方性導電体層696を介して、接続用の配線基板であるFPC694を設ける。FPC694は、外部からの信号や電位を伝達する役目を担う。上記工程を経て、表示機能を有する液晶表示装置を作製することができる。
Subsequently, an
なおトランジスタが有する配線、ゲート電極層、画素電極層630、対向電極である導電層634は、インジウム錫酸化物(ITO)、酸化インジウムに酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(indium zinc oxide)、酸化インジウムに酸化珪素(SiO2)を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、又はタングステン(W)、モリブデン(Mo)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、白金(Pt)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物から選ぶことができる。
Note that a wiring included in the transistor, a gate electrode layer, a
また、基板600には第3の偏光子を含む層643及び第4の偏光子を含む層644が積層して設けられ、対向基板695にも第1の偏光子を含む層641及び第2の偏光子を含む層642が積層して設けられている。バックライト側に設けられた第3の偏光子を含む層643及び第4の偏光子を含む層644はパラレルニコルとなるように配置され、視認側に設けられた第1の偏光子を含む層641及び第2の偏光子を含む層642はパラレルニコルからずれるように配置される。本発明において、一対の積層された偏光子を含む層のうち、いずれか一方、好ましくは視認側における積層された偏光子の透過軸がずれていることを特徴とする。その結果、コントラスト比を高めることができる。なお、本実施の形態において、第1の偏光子を含む層641及び第2の偏光子を含む層642の吸収軸の消衰係数は同じである。同様に第3の偏光子を含む層643及び第4の偏光子を含む層644の吸収軸の消衰係数は同じである。
The
積層された第3の偏光子を含む層643及び第4の偏光子を含む層644や積層された第1の偏光子を含む層641及び第2の偏光子を含む層642は、基板600、対向基板695に接着されている。また積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
The
このような液晶表示装置に対して、積層された偏光子を設け、透過軸をずらして配置したことにより、コントラスト比を高めることができる。また本発明において複数の偏光子は、積層構造を有する偏光子とすることができ、単純に偏光子の膜厚を厚くした構造とは異なる。積層された偏光子をずらすことにより、単純に膜厚を厚くした構造に比べてコントラスト比を高くすることができる。 A contrast ratio can be increased by providing a stacked polarizer and shifting the transmission axis for such a liquid crystal display device. In the present invention, the plurality of polarizers can be a polarizer having a laminated structure, which is different from a structure in which the thickness of the polarizer is simply increased. By shifting the stacked polarizers, the contrast ratio can be increased as compared with a structure in which the film thickness is simply increased.
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.
(実施の形態7)
本実施の形態では、積層構造を有する偏光子を含む層を有するが、上記実施の形態と異なり、非晶質半導体膜を有する薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a liquid crystal display device including a thin film transistor including an amorphous semiconductor film, which is different from the above embodiment, includes a layer including a polarizer having a stacked structure.
図15に示す表示装置は、基板200上に、画素領域に逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ220、画素電極層201、絶縁層203、液晶層204、スペーサ281、絶縁層205、対向電極層206、カラーフィルタ208、ブラックマトリクス207、対向基板210、第1の偏光子を含む層231、第2の偏光子を含む層232、第3の偏光子を含む層233、第4の偏光子を含む層234、封止領域にシール材282、端子電極層287、異方性導電層285、FPC286が設けられている。
15 includes a
本実施の形態で作製される逆スタガ型薄膜トランジスタであるトランジスタ220のゲート電極層、ソース電極層、及びドレイン電極層は液滴吐出法によって形成されている。液滴吐出法は、液状の導電性材料を有する組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化し、導電層や電極層を形成する方法である。絶縁性材料を含む組成物を吐出し、乾燥や焼成によって固化すれば絶縁層も形成することができる。選択的に導電層や絶縁層などの表示装置の構成物を形成することができるので、工程が簡略化し、材料のロスが防げるので、低コストで生産性良く表示装置を作製することができる。
A gate electrode layer, a source electrode layer, and a drain electrode layer of the
本実施の形態では、半導体層として非晶質半導体を用いており、一導電性型を有する半導体層は必要に応じて形成すればよい。本実施の形態では、半導体層と一導電型を有する半導体層として非晶質n型半導体層を積層する。またn型半導体層を形成し、nチャネル型薄膜トランジスタのNMOS構造、p型半導体層を形成したpチャネル型薄膜トランジスタのPMOS構造、nチャネル型薄膜トランジスタとpチャネル型薄膜トランジスタとのCMOS構造を作製することができる。本実施の形態では、トランジスタ220はnチャネル型の逆スタガ型薄膜トランジスタとなっている。また、半導体層のチャネル領域上に保護層を設けたチャネル保護型の逆スタガ型薄膜トランジスタを用いることもできる。
In this embodiment mode, an amorphous semiconductor is used as a semiconductor layer, and a semiconductor layer having one conductivity type may be formed as needed. In this embodiment mode, an amorphous n-type semiconductor layer is stacked as a semiconductor layer and a semiconductor layer having one conductivity type. In addition, an n-type semiconductor layer is formed, an NMOS structure of an n-channel thin film transistor, a PMOS structure of a p-channel thin film transistor in which a p-type semiconductor layer is formed, and a CMOS structure of an n-channel thin film transistor and a p-channel thin film transistor. it can. In this embodiment, the
また、導電性を付与するために、導電性を付与する元素をドーピングによって添加し、不純物領域を半導体層に形成することで、nチャネル型薄膜トランジスタ、Pチャネル型薄膜トランジスタを形成することもできる。n型半導体層を形成するかわりに、PH3ガスによるプラズマ処理を行うことによって、半導体層に導電性を付与してもよい。 In order to impart conductivity, an element imparting conductivity is added by doping, and an impurity region is formed in the semiconductor layer, whereby an n-channel thin film transistor or a P-channel thin film transistor can be formed. Instead of forming the n-type semiconductor layer, conductivity may be imparted to the semiconductor layer by performing plasma treatment with PH 3 gas.
また、半導体として、有機半導体材料を用い、印刷法、スプレー法、スピン塗布法、液滴吐出法、ディスペンサ法などで形成することができる。この場合、上記エッチング工程が必要ないため、工程数を削減することが可能である。有機半導体としては、低分子材料、高分子材料などが用いられ、有機色素、導電性高分子材料などの材料も用いることができる。本発明に用いる有機半導体材料としては、その骨格が共役二重結合から構成されるπ電子共役系の高分子材料が望ましい。代表的には、ポリチオフェン、ポリフルオレン、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリチオフェン誘導体、ペンタセン等の可溶性の高分子材料を用いることができる。 Alternatively, an organic semiconductor material can be used as a semiconductor and can be formed by a printing method, a spray method, a spin coating method, a droplet discharge method, a dispenser method, or the like. In this case, the number of processes can be reduced because the etching process is not necessary. As the organic semiconductor, a low molecular material, a polymer material, or the like is used, and materials such as an organic dye or a conductive polymer material can also be used. The organic semiconductor material used in the present invention is preferably a π-electron conjugated polymer material whose skeleton is composed of conjugated double bonds. Typically, a soluble polymer material such as polythiophene, polyfluorene, poly (3-alkylthiophene), a polythiophene derivative, or pentacene can be used.
次いで、バックライトユニット352の構成について説明する。バックライトユニット352は、蛍光を発する光源331として冷陰極管、熱陰極管、発光ダイオード、無機EL、有機ELが、蛍光を効率よく導光板335に導くためのランプリフレクタ332、蛍光が全反射しながら表示パネル全面に光を導くための導光板335、明度のムラを低減するための拡散板336、導光板335の下に漏れた光を再利用するための反射板334を有するように構成されている。
Next, the configuration of the
バックライトユニット352には、光源331の輝度を調整するための制御回路が接続されている。制御回路からの信号供給により、光源331の輝度を制御することができる。
A control circuit for adjusting the luminance of the
基板200とバックライトユニット352の間には第3の偏光子を含む層233及び第4の偏光子を含む層234が積層して設けられ、対向基板210にも第1の偏光子を含む層231及び第2の偏光子を含む層232が積層して設けられている。バックライト側に設けられた第3の偏光子を含む層233及び第4の偏光子を含む層234はパラレルニコルとなるように配置され、視認側に設けられた第1の偏光子を含む層231及び第2の偏光子を含む層232はパラレルニコルからずれるように配置される本発明において、一対の積層された偏光子を含む層のうち、いずれか一方、好ましくは視認側において積層された偏光子の透過軸同士がパラレルニコルからずれていることを特徴とする。その結果、コントラスト比を高めることができる。なお、本実施の形態において、第1の偏光子を含む層231及び第2の偏光子を含む層232の吸収軸の消衰係数は同じである。同様に第3の偏光子を含む層233及び第4の偏光子を含む層234の吸収軸の消衰係数は同じである。
A
積層された第3の偏光子を含む層233及び第4の偏光子を含む層234や積層された第1の偏光子を含む層231及び第2の偏光子を含む層232は、基板200、対向基板210に接着されている。また積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
The
このような液晶表示装置に対して、積層された偏光子を設け、透過軸をずらして配置したことにより、コントラスト比を高めることができる。また本発明において複数の偏光子は、積層構造を有する偏光子を含む層とすることができ、単純に偏光子の膜厚を厚くした構造とは異なる。積層された偏光子をずらすことにより、単純に膜厚を厚くした構造に比べてコントラスト比を高くすることができる。 A contrast ratio can be increased by providing a stacked polarizer and shifting the transmission axis for such a liquid crystal display device. In the present invention, the plurality of polarizers can be a layer including a polarizer having a laminated structure, which is different from a structure in which the thickness of the polarizer is simply increased. By shifting the stacked polarizers, the contrast ratio can be increased as compared with a structure in which the film thickness is simply increased.
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.
(実施の形態8)
本実施の形態では、表示装置が有する各回路等の動作について説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment mode, operations of circuits and the like included in the display device are described.
図24には、表示装置の画素部505及び駆動回路部508のシステムブロック図を示す。
FIG. 24 is a system block diagram of the
画素部505は、複数の画素を有し、各画素となる信号線512と、走査線510との交差領域には、スイッチング素子が設けられている。スイッチング素子により液晶分子の傾きを制御するための電圧の印加を制御することができる。このように各交差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブ型と呼ぶ。本発明の画素部は、このようなアクティブ型に限定されず、パッシブ型の構成を有してもよい。パッシブ型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。
The
駆動回路部508は、制御回路502、信号線駆動回路503、走査線駆動回路504を有する。映像信号501が入力される制御回路502は、画素部505の表示内容に応じて、階調制御を行う機能を有する。そのため、制御回路502は、生成された信号を信号線駆動回路503、及び走査線駆動回路504に入力する。そして、走査線駆動回路504に基づき、走査線510を介してスイッチング素子が選択されると、選択された交差領域の画素電極に電圧が印加される。この電圧の値は、信号線駆動回路503から信号線を介して入力される信号に基づき決定される。
The driver circuit portion 508 includes a
さらに、制御回路502では、照明手段506へ供給する電力を制御する信号が生成され、該信号は、照明手段506の電源507に入力される。照明手段には、上記実施の形態で示したバックライトユニットを用いることができる。なお照明手段はバックライト以外にフロントライトもある。フロントライトとは、画素部の前面側に取りつけ、全体を照らす発光体および導光体で構成された板状のライトユニットである。このような照明手段により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。
Further, the
図24(B)に示すように走査線駆動回路504は、シフトレジスタ541、レベルシフタ542、バッファ543として機能する回路を有する。シフトレジスタ541にはゲートスタートパルス(GSP)、ゲートクロック信号(GCK)等の信号が入力される。なお、本発明の走査線駆動回路は、図24(B)に示す構成に限定されない。
As illustrated in FIG. 24B, the scan
また図24(C)に示すように信号線駆動回路503は、シフトレジスタ531、第1のラッチ532、第2のラッチ533、レベルシフタ534、バッファ535として機能する回路を有する。バッファ535として機能する回路とは、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。レベルシフタ534には、スタートパルス(SSP)等の信号が、第1のラッチ532にはビデオ信号等のデータ(DATA)が入力される。第2のラッチ533にはラッチ(LAT)信号を一時保持することができ、一斉に画素部505へ入力させる。これを線順次駆動と呼ぶ。そのため、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う画素であれば、第2のラッチは不要とすることができる。このように、本発明の信号線駆動回路は図24(C)に示す構成に限定されない。
As shown in FIG. 24C, the signal
このような信号線駆動回路503、走査線駆動回路504、画素部505は、同一基板状に設けられた半導体素子によって形成することができる。半導体素子は、ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。この場合、半導体素子には結晶性半導体膜を適用するとよい(上記実施の形態5参照)。結晶性半導体膜は、電気特性、特に移動度が高いため、駆動回路部が有する回路を構成することができる。また、信号線駆動回路503や走査線駆動回路504は、IC(Integrated Circuit)チップを用いて、基板上に実装することもできる。この場合、画素部の半導体素子には非晶質半導体膜を適用することができる(上記実施の形態7参照)。
The signal
このような表示装置において、積層された偏光子を設け、透過軸をずらして配置したことにより、コントラスト比を高めることができる。すなわち、制御回路により制御される照明手段からの光のコントラスト比を高めることができる。 In such a display device, the contrast ratio can be increased by providing stacked polarizers and shifting the transmission axis. That is, the contrast ratio of light from the illumination means controlled by the control circuit can be increased.
(実施の形態9)
本実施の形態では、バックライトの構成について説明する。バックライトは光源を有するバックライトユニットとして表示装置に設けられ、バックライトユニットは効率よく光を散乱させるため、光源は反射板により囲まれている。
(Embodiment 9)
In this embodiment, a structure of a backlight is described. The backlight is provided in the display device as a backlight unit having a light source, and the light source is surrounded by a reflector so that the backlight unit efficiently scatters light.
図19(A)に示すように、バックライトユニット352は、光源として冷陰極管401を用いることができる。また、冷陰極管401からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ332を設けることができる。冷陰極管401は、大型表示装置に用いることが多い。これは冷陰極管からの輝度の強度のためである。そのため、冷陰極管を有するバックライトユニットは、パーソナルコンピュータのディスプレイに用いることができる。
As shown in FIG. 19A, the
図19(B)に示すように、バックライトユニット352は、光源として発光ダイオード(LED)402を用いることができる。例えば、白色に発する発光ダイオード(W)402を所定の間隔に配置する。また、発光ダイオード(W)402からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ332を設けることができる。
As shown in FIG. 19B, the
また図19(C)に示すように、バックライトユニット352は、光源として各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405を用いることができる。各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405を用いることにより、白色を発する発光ダイオード(W)402のみと比較して、色再現性を高くすることができる。また、発光ダイオード(W)402からの光を効率よく反射させるため、ランプリフレクタ332を設けることができる。
As shown in FIG. 19C, the
またさらに図19(D)に示すように、光源として各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405を用いる場合、それらの数や配置を同じとする必要はない。例えば、発光強度の低い色(例えば緑)を複数配置してもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 19D, when light-emitting diodes (LEDs) 403, 404, and 405 of each color RGB are used as the light source, it is not necessary to make the number and arrangement thereof the same. For example, a plurality of colors with low emission intensity (for example, green) may be arranged.
さらに白色を発する発光ダイオード402と、各色RGBの発光ダイオード(LED)403、404、405とを組み合わせて用いてもよい。
Further, a
なおRGBの発光ダイオードを有する場合、フィールドシーケンシャルモードを適用すると、時間に応じてRGBの発光ダイオードを順次点灯させることによりカラー表示を行うことができる。 In the case of having RGB light emitting diodes, when the field sequential mode is applied, color display can be performed by sequentially lighting the RGB light emitting diodes according to time.
発光ダイオードを用いると、輝度が高いため、大型表示装置に適する。また、RGB各色の色純度が良いため冷陰極管と比べて色再現性に優れており、配置面積を小さくすることができるため、小型表示装置に適応すると、狭額縁化を図ることができる。 When a light-emitting diode is used, it has high luminance and is suitable for a large display device. Further, since the color purity of each of the RGB colors is good, the color reproducibility is superior to that of the cold cathode tube, and the arrangement area can be reduced. Therefore, when the display is adapted to a small display device, the frame can be narrowed.
また、光源を必ずしも図19に示すバックライトユニットとして配置する必要はない。例えば、大型表示装置に発光ダイオードを有するバックライトを搭載する場合、発光ダイオードは該基板の背面に配置することができる。このとき発光ダイオードは、所定の間隔を維持し、各色の発光ダイオードを順に配置させることができる。発光ダイオードの配置により、色再現性を高めることができる。 Further, it is not always necessary to arrange the light source as the backlight unit shown in FIG. For example, when a backlight having a light emitting diode is mounted on a large display device, the light emitting diode can be disposed on the back surface of the substrate. At this time, the light emitting diodes can maintain predetermined intervals, and the light emitting diodes of the respective colors can be arranged in order. The color reproducibility can be improved by the arrangement of the light emitting diodes.
このようなバックライトを用いた表示装置に対し、積層された偏光子を含む層を設け、互いの偏光子の透過軸をずらして配置したことにより、コントラスト比の高い映像を提供することができる。特に、発光ダイオードを有するバックライトは、大型表示装置に適しており、大型表示装置のコントラスト比を高めることにより、暗所でも質の高い映像を提供することができる。 A display device using such a backlight is provided with a layer including stacked polarizers, and the transmission axes of the polarizers are shifted from each other, so that an image with a high contrast ratio can be provided. . In particular, a backlight including a light-emitting diode is suitable for a large display device, and a high-quality image can be provided even in a dark place by increasing the contrast ratio of the large display device.
(実施の形態10)
液晶表示装置には、液晶の駆動方法に、基板に対して直交に電圧を印加する縦電界方式、基板に対して平行に電圧を印加する横電界方式がある。積層され、透過軸をずらして配置した偏光子を含む層を設ける構成は、縦電界方式であっても、横電界方式であっても適用することができる。そこで、本実施の形態では、積層され、透過軸をずらして配置した偏光子を含む層を適用しうる各種液晶モードについて説明する。
(Embodiment 10)
In the liquid crystal display device, there are a vertical electric field method in which a voltage is applied perpendicular to the substrate and a horizontal electric field method in which a voltage is applied in parallel to the substrate. A structure in which a layer including a polarizer that is stacked and arranged with a transmission axis shifted is applicable to either a vertical electric field method or a horizontal electric field method. Therefore, in this embodiment mode, various liquid crystal modes to which a layer including a polarizer that is stacked and arranged with a transmission axis shifted may be applied.
まず図27(A1)(A2)にはTNモードの液晶表示装置の模式図を示す。 First, FIGS. 27A1 and 27A2 are schematic views of a TN mode liquid crystal display device.
上記実施の形態と同様に、互いに対向するように配置された第1の基板101及び第2の基板102に、表示素子を有する層100が挟持されている。そして第1の基板101側には、第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。また第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。
Similarly to the above embodiment mode, a
なお図示しないが、バックライト等は、第4の偏光子を含む層106の外側に配置される。第1の基板101、及び第2の基板102上には、それぞれ第1の電極108、第2の電極109が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。
Although not illustrated, the backlight or the like is disposed outside the
このような構成を有する液晶表示装置において、ノーマリホワイトモードの場合、第1の電極108及び第2の電極109に電圧が印加(縦電界方式と呼ぶ)されると、図27(A1)に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。
In the liquid crystal display device having such a structure, in the normally white mode, when voltage is applied to the
そして図27(A2)に示すように、第1の電極108及び第2の電極109の間に電圧が印加されていないときは白色表示となる。このとき、液晶分子は横に並び、平面内で回転している状態となる。その結果、バックライトからの光は、一対の積層された偏光子を含む層であって、視認側における積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずらして配置された基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
As shown in FIG. 27A2, when a voltage is not applied between the
このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
At this time, a full color display can be performed by providing a color filter. The color filter can be provided on either the
TNモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。 A known liquid crystal material may be used for the TN mode.
図27(B1)にはVAモードの液晶表示装置の模式図を示す。VAモードは、無電界の時に液晶分子が基板に垂直となるように配向されているモードである。 FIG. 27B1 is a schematic view of a VA mode liquid crystal display device. The VA mode is a mode in which liquid crystal molecules are aligned so as to be perpendicular to the substrate when there is no electric field.
図27(A1)(A2)と同様に、第1の基板101、及び第2の基板102上には、それぞれ第1の電極108、第2の電極109が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。また第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。
As in FIGS. 27A1 and 27A2, the
このような構成を有する液晶表示装置において、第1の電極108及び第2の電極109に電圧が印加される(縦電界方式)と、図27(B1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、パラレルニコルからずれて積層された偏光子を含む層が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
In a liquid crystal display device having such a structure, when voltage is applied to the
そして図27(B2)に示すように、第1の電極108及び第2の電極109の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
As shown in FIG. 27B2, when no voltage is applied between the
このようにオフ状態では、液晶分子が基板に対して垂直に立ち上がって、黒表示となり、オン状態では液晶分子が基板に対して水平に倒れて白表示となる。オフ状態では液晶分子が立ち上がっているため、偏光されたバックライトからの光は、液晶分子の影響を受けることなくセル内を通過し、対向基板側の偏光子を含む層で完全に遮断することができる。そのため、一対の積層された偏光子を含む層であって、少なくとも一方の積層された偏光子を含む層においてパラレルニコルからずらして配置したことにより、さらなるコントラスト比の向上が見込まれる。 Thus, in the off state, the liquid crystal molecules rise perpendicularly to the substrate and display black, and in the on state, the liquid crystal molecules tilt horizontally with respect to the substrate and display white. Since the liquid crystal molecules are standing up in the off state, the light from the polarized backlight passes through the cell without being affected by the liquid crystal molecules, and is completely blocked by the layer containing the polarizer on the counter substrate side. Can do. For this reason, the contrast ratio is expected to be further improved by disposing at least one of the stacked polarizer layers including the stacked polarizers from the parallel Nicols.
また液晶の配向が分割されたMVAモードに、本発明の積層された偏光子を含む層を適用する例を図27(C1)(C2)に示す。MVAモードは一画素を複数に分割し、それぞれの部分の視野角依存性を互いに補償する方法である。図27(C1)に示すように、MVAモードでは、第1の電極108及び第2の電極109上に配向制御用に断面が三角の突起物158及び159が設けられている。第1の電極108及び第2の電極109に電圧が印加される(縦電界方式)と、図27(C1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。このとき液晶分子は突起物158及び159に対して倒れて並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、パラレルニコルからずれて積層された偏光子を含む層が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
FIGS. 27C1 and 27C2 illustrate examples in which the layer including the stacked polarizer of the present invention is applied to the MVA mode in which the alignment of the liquid crystal is divided. The MVA mode is a method in which one pixel is divided into a plurality of parts and the viewing angle dependence of each part is compensated for each other. As shown in FIG. 27C1, in the MVA mode,
そして図27(C2)に示すように、第1の電極108及び第2の電極109の間に電圧が印加されていないときは黒色表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は縦に並んだ状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
Then, as shown in FIG. 27C2, when no voltage is applied between the
MVAモードの他の例の上面図及び断面図を図30に示す。図30(A)において、第2の電極は、くの字型のように屈曲したパターンに形成されており、第2の電極109a、109b、109cとなっている。第2の電極109a、109b、109c上に配向膜である絶縁層162が形成されている。図30(B)で示すように第1の電極108上には突起物158が第2の電極109a、109b、109cと対応するような形状に形成されている。第2の電極109a、109b、109cの開口部が、突起物のように機能し、液晶分子を動かすことができる。
A top view and a cross-sectional view of another example of the MVA mode are shown in FIG. In FIG. 30A, the second electrode is formed in a bent pattern like a dogleg shape and becomes the
図28(A1)(A2)にはOCBモードの液晶表示装置の模式図を示す。OCBモードは、液晶層内で液晶分子の配列が光学的に補償状態を形成しており、これはベンド配向と呼ばれる。 28A1 and 28A2 are schematic views of an OCB mode liquid crystal display device. In the OCB mode, the alignment of liquid crystal molecules forms an optically compensated state in the liquid crystal layer, which is called bend alignment.
図27と同様に、第1の基板101、及び第2の基板102上には、それぞれ第1の電極108、第2の電極109が設けられている。また図示しないが、バックライト等は第4の偏光子を含む層106の外側に配置される。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。また第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。
As in FIG. 27, a
このような構成を有する液晶表示装置において、第1の電極108及び第2の電極109に一定のオン電圧が印加される(縦電界方式)と、図28(A1)に示すように黒色表示が行われる。このとき液晶分子は縦に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず、黒色表示となる。
In the liquid crystal display device having such a structure, when a certain on-voltage is applied to the
そして図28(A2)に示すように、第1の電極108及び第2の電極109の間に一定のオフ電圧が印加されているときは白色表示となる。このとき、液晶分子はベンド配向の状態となる。その結果、バックライトからの光は積層された偏光子を含む層が設けられた基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
Then, as shown in FIG. 28A2, when a constant off voltage is applied between the
このようなOCBモードでは、液晶層で生じる複屈折を、一対の積層された偏光子を含む層であって、視認側において、積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずれて配置したことにより、補償することができる。その結果、広視野角化に加えて、コントラスト比を高めることができる。 In such an OCB mode, the birefringence generated in the liquid crystal layer is a layer including a pair of stacked polarizers, and the layer including the stacked polarizers is shifted from parallel Nicols on the viewing side. Can be compensated. As a result, the contrast ratio can be increased in addition to the wide viewing angle.
図28(B1)(B2)には、FLCモード及びAFLCモードの液晶の模式図を示す。 FIGS. 28B1 and 28B2 are schematic diagrams of liquid crystals in the FLC mode and the AFLC mode.
図27と同様に、第1の基板101、及び第2の基板102上には、それぞれ第1の電極108、第2の電極109が設けられている。そして、バックライトと反対側、つまり視認側の電極である第1の電極108は、少なくとも透光性を有するように形成する。第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。また第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。
As in FIG. 27, a
このような構成を有する液晶表示装置において、第1の電極108及び第2の電極109に電圧が印加(縦電界方式と呼ぶ)されると、図28(B1)に示すように、白色表示となる。このとき、液晶分子は横に並び、平面内で回転している状態となる。その結果、バックライトからの光は、一対の積層された偏光子を含む層であって、視認側において積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずれて配置された基板を、通過することができ、所定の映像表示が行われる。
In the liquid crystal display device having such a structure, when voltage is applied to the
そして図28(B2)に示すように、第1の電極108及び第2の電極109の間に電圧が印加されていないときは、黒色表示が行われる。このとき液晶分子は横に並んだ状態となる。すると、バックライトからの光は、基板を通過することができず黒色表示となる。
Then, as shown in FIG. 28B2, when no voltage is applied between the
このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
At this time, a full color display can be performed by providing a color filter. The color filter can be provided on either the
FLCモード及びAFLCモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。 As the liquid crystal material used in the FLC mode and the AFLC mode, a known material may be used.
図29(A1)(A2)にはIPSモードの液晶表示装置の模式図を示す。IPSモードは、液晶分子を基板に対して常に平面内で回転させるモードであり、電極は一方の基板側のみに設けた横電界方式をとる。 29A1 and 29A2 are schematic views of an IPS mode liquid crystal display device. The IPS mode is a mode in which liquid crystal molecules are always rotated in a plane with respect to a substrate, and an electrode adopts a horizontal electric field method provided only on one substrate side.
IPSモードは一方の基板に設けられた一対の電極により液晶を制御することを特徴とする。そのため、第2の基板102上に一対の電極150、151が設けられている。一対の電極150、151は、それぞれ透光性を有するとよい。第1の偏光子を含む層103、第2の偏光子を含む層104がパラレルニコルからずらして配置される。また第2の基板102側には、第3の偏光子を含む層105、第4の偏光子を含む層106が、パラレルニコルとなるように配置されている。なお、第1の偏光子を含む層103と第3の偏光子を含む層105はクロスニコルとなるように配置されている。また図示しないが、バックライト等は第4の偏光子を含む層106の外側に配置される。
The IPS mode is characterized in that the liquid crystal is controlled by a pair of electrodes provided on one substrate. Therefore, a pair of
このような構成を有する液晶表示装置において、一対の電極150、151に電圧が印加されると、図29(A1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、一対の積層された偏光子を含む層であって、視認側において積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずれて配置した基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
In the liquid crystal display device having such a structure, when voltage is applied to the pair of
このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
At this time, a full color display can be performed by providing a color filter. The color filter can be provided on either the
そして図29(A2)に示すように、一対の電極150、151の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、横に並び、且つ平面内で回転した状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
Then, as shown in FIG. 29A2, when no voltage is applied between the pair of
IPSモードで用いることのできる一対の電極150及び151の例を図25に示す。図25(A)乃至(D)の上面図に示すように、一対の電極150及び151が互い違いとなるように形成されており、図25(A)では電極150a及び電極151aはうねりを有する波状形状であり、図25(B)では電極150b及び電極151bは同心円状の開口部を有する形状であり、図25(C)では電極150c及び電極151cは櫛歯状であり一部重なっている形状であり、図25(D)では電極150d及び電極151dは櫛歯状であり電極同士がかみ合うような形状である。
An example of a pair of
IPSモードのほかにFFSモードも用いることができる。FFSモードはIPSモードにおいて、一対の電極が同一面に形成されているのに対し、一対の電極を同レイヤーに形成せず、図29(B1)(B2)に示すように電極152上に絶縁膜を介して電極153が形成される構造である。
In addition to the IPS mode, an FFS mode can also be used. In the IPS mode, the pair of electrodes are formed on the same surface in the IPS mode, whereas the pair of electrodes are not formed on the same layer, and are insulated on the
このような構成を有する液晶表示装置において、一対の電極152、153に電圧が印加されると、図29(B1)に示すように白色表示が行われるオン状態となる。すると、バックライトからの光は、一対の積層された偏光子を含む層であって、視認側において積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずれて配置した基板を通過することができ、所定の映像表示が行われる。
In the liquid crystal display device having such a structure, when voltage is applied to the pair of
このとき、カラーフィルターを設けることにより、フルカラー表示を行うことができる。カラーフィルターは、第1の基板101側、又は第2の基板102側のいずれかに設けることができる。
At this time, a full color display can be performed by providing a color filter. The color filter can be provided on either the
そして図29(B2)に示すように、一対の電極152、153の間に電圧が印加されていないとき黒表示、つまりオフ状態とする。このとき、液晶分子は、横に並び、且つ平面内で回転した状態となる。その結果、バックライトからの光は基板を通過することができず、黒色表示となる。
Then, as shown in FIG. 29B2, when no voltage is applied between the pair of
FFSモードで用いることできる一対の電極152及び153の例を図26に示す。図26(A)乃至(D)の上面図に示すように、電極152上に様々なパターンに形成された電極153が形成されており、図26(A)では電極152a上の電極153aは屈曲したくの字形状であり、図26(B)では電極152b上の電極153bは同心円状の形状であり、図26(C)では電極152c上の電極153cは櫛歯状で電極同士がかみ合うような形状であり、図26(D)では電極152d上の電極153dは櫛歯状の形状である。
An example of a pair of
IPSモード及びFFSモードに使用される液晶材料は、公知のものを使用すればよい。 As the liquid crystal material used for the IPS mode and the FFS mode, a known material may be used.
本発明の一対の積層された偏光子を含む層であって、視認側において積層された偏光子を含む層をパラレルニコルからずれて配置した構成を、縦電界方式の液晶表示装置に適用すると、さらなる高コントラスト比の表示を行うことができる。このような縦電界方式は、室内で用いるコンピュータ用表示装置や大型テレビとして好適である。 When a configuration including a pair of laminated polarizers according to the present invention, in which the layer containing the polarizers laminated on the viewing side is shifted from parallel Nicols, is applied to a vertical electric field type liquid crystal display device, Further high contrast ratio display can be performed. Such a vertical electric field method is suitable for a computer display device or a large television used indoors.
また本発明を横電界方式の液晶表示装置に適用すると、広視野角に加えて、高コントラスト比の表示とすることができる。このような横電界方式は、携帯用の表示装置に好適である。 Further, when the present invention is applied to a horizontal electric field type liquid crystal display device, a display with a high contrast ratio can be achieved in addition to a wide viewing angle. Such a horizontal electric field method is suitable for a portable display device.
その他、本発明は旋光モード、散乱モード、複屈折モードの液晶表示装置、偏光子を含む層を基板の両側に配置する表示装置において適用できる。 In addition, the present invention can be applied to a liquid crystal display device in an optical rotation mode, a scattering mode, and a birefringence mode, and a display device in which layers including a polarizer are arranged on both sides of a substrate.
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。 This embodiment mode can be freely combined with the above embodiment modes.
(実施の形態11)
本実施の形態を図18(A)及び図18(B)を用いて説明する。図18(A)、図18(B)は、本発明を適用して作製されるTFT基板2600を用いて表示装置(液晶表示モジュール)を構成する一例を示している。
(Embodiment 11)
This embodiment will be described with reference to FIGS. 18A and 18B. FIG. 18A and FIG. 18B illustrate an example in which a display device (a liquid crystal display module) is formed using a
図18(A)は液晶表示モジュールの一例であり、TFT基板2600と対向基板2601がシール材2602により固着され、その間にTFT等を含む画素部2603と液晶層2604が設けられ表示領域を形成している。着色層2605はカラー表示を行う場合に必要であり、RGB方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。TFT基板2600と対向基板2601の外側には第1の偏光子を含む層2606、第2の偏光子を含む層2626、第3の偏光子を含む層2607、第4の偏光子を含む層2627、レンズフィルム2613が配設されている。光源は冷陰極管2610と反射板2611により構成され、回路基板2612は、フレキシブル配線基板2609によりTFT基板2600と接続され、コントロール回路や電源回路などの外部回路が組みこまれている。
FIG. 18A illustrates an example of a liquid crystal display module. A
TFT基板2600と光源であるバックライトの間には第3の偏光子を含む層2607及び第4の偏光子を含む層2627が積層して設けられ、対向基板2601にも第1の偏光子を含む層2606及び第2の偏光子を含む層2626が積層して設けられている。バックライト側に設けられた第3の偏光子を含む層2607及び第4の偏光子を含む層2627はパラレルニコルとなるように配置され、視認側に設けられた第1の偏光子を含む層2606及び第2の偏光子を含む層2626はパラレルニコルからずれるように配置される本発明において、一対の積層された偏光子を含む層のうち、いずれか一方、好ましくは視認側において積層された偏光子の透過軸がずれていることを特徴とする。その結果、コントラスト比を高めることができる。
A
積層された第3の偏光子を含む層2607及び第4の偏光子を含む層2627や積層された第1の偏光子を含む層2606及び第2の偏光子を含む層2626は、TFT基板2600、対向基板2601に接着されている。また積層された偏光子を含む層と、基板との間に位相差板を有した状態で積層してもよい。
The
液晶表示モジュールには、TN(Twisted Nematic)モード、IPS(In−Plane−Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード、MVA(Multi−domain Vertical Alignment)モード、ASM(Axially Symmetric aligned Micro−cell)モード、OCB(Optical Compensated Birefringence、あるいはOptically Compensated Bendともいう)モード、FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)モードなどを用いることができる。 The liquid crystal display module includes TN (Twisted Nematic), IPS (In-Plane-Switching) mode, FFS (Fringe Field Switching) mode, MVA (Multi-domain Vertical Alignment) mode, ASM (Axial Asymmetrical). A mode, an OCB (Optical Compensated Birefringence, or Optically Compensated Bend) mode, an FLC (Ferroelectric Liquid Crystal) mode, or the like can be used.
図18(B)は図18(A)の液晶表示モジュールにOCBモードを適用した一例であり、FS−LCD(Field sequential−LCD)となっている。FS−LCDは、1フレーム期間に赤色発光と緑色発光と青色発光をそれぞれ行うものであり、時間分割を用いて画像を合成しカラー表示を行うことが可能である。また、各発光を発光ダイオードまたは冷陰極管等で行うので、カラーフィルタが不要である。よって、3原色のカラーフィルタを並べ、各色の表示領域を限定する必要がなく、どの領域でも3色全ての表示を行うことができるため、同じ面積で9倍の画素を表示できる。一方、1フレーム期間に3色の発光を行うため、液晶の高速な応答が求められる。本発明の表示装置に、FS方式、FLCモード、及びOCBモードを適用し、高性能で高画質な表示装置、また液晶テレビジョン装置を完成させることができる。 FIG. 18B is an example in which the OCB mode is applied to the liquid crystal display module of FIG. 18A, and is an FS-LCD (Field sequential-LCD). The FS-LCD emits red light, green light, and blue light in one frame period, and can perform color display by combining images using time division. Further, since each light emission is performed by a light emitting diode or a cold cathode tube, a color filter is unnecessary. Therefore, it is not necessary to arrange the color filters of the three primary colors and limit the display area of each color, and since all three colors can be displayed in any area, nine times as many pixels can be displayed in the same area. On the other hand, since the three colors emit light in one frame period, a high-speed response of the liquid crystal is required. By applying the FS mode, the FLC mode, and the OCB mode to the display device of the present invention, a high-performance and high-quality display device or a liquid crystal television device can be completed.
OCBモードの液晶層は、いわゆるπセル構造を有している。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過しない状態となる。なお、OCBモードにすると、従来のTNモードより約10倍速い高速応答性を実現できる。 The liquid crystal layer in the OCB mode has a so-called π cell structure. The π cell structure is a structure in which the pretilt angles of liquid crystal molecules are aligned in a plane-symmetric relationship with respect to the center plane between the active matrix substrate and the counter substrate. The alignment state of the π cell structure is splay alignment when no voltage is applied between the substrates, and shifts to bend alignment when a voltage is applied. When a voltage is further applied, the bend-aligned liquid crystal molecules are aligned perpendicularly to both substrates, and light is not transmitted. In the OCB mode, high-speed response that is about 10 times faster than the conventional TN mode can be realized.
また、FS方式に対応するモードとして、高速動作が可能な強誘電性液晶(FLC:Ferroelectric Liquid Crystal)を用いたHV−FLC、SS−FLCなども用いることができる。OCBモードは粘度の比較的低いネマチック液晶が用いられ、HV−FLC、SS−FLCには、スメクチック液晶が用いられるが、液晶材料としては、FLC、ネマチック液晶、スメクチック液晶などの材料を用いることができる。 Further, as a mode corresponding to the FS mode, HV-FLC, SS-FLC, or the like using a ferroelectric liquid crystal (FLC) capable of high-speed operation can be used. In the OCB mode, nematic liquid crystal having a relatively low viscosity is used, and smectic liquid crystal is used in HV-FLC and SS-FLC, and materials such as FLC, nematic liquid crystal, and smectic liquid crystal may be used as the liquid crystal material. it can.
また、液晶表示モジュールの高速光学応答速度は、液晶表示モジュールのセルギャップを狭くすることで高速化する。また液晶材料の粘度を下げることでも高速化できる。上記高速化は、TNモードの液晶表示モジュールの画素領域の画素、またはドットピッチが30μm以下の場合に、より効果的である。 In addition, the high-speed optical response speed of the liquid crystal display module is increased by narrowing the cell gap of the liquid crystal display module. The speed can also be increased by reducing the viscosity of the liquid crystal material. The increase in speed is more effective when the pixel in the pixel region of the TN mode liquid crystal display module or the dot pitch is 30 μm or less.
図18(B)の液晶表示モジュールは透過型の液晶表示モジュールを示しており、光源として赤色光源2910a、緑色光源2910b、青色光源2910cが設けられている。光源は赤色光源2910a、緑色光源2910b、青色光源2910cのそれぞれオンオフを制御するために、制御部2912が設置されている。制御部2912によって、各色の発光は制御され、液晶に光は入射し、時間分割を用いて画像を合成し、カラー表示が行われる。
The liquid crystal display module in FIG. 18B is a transmissive liquid crystal display module, and is provided with a
このように偏光子同士がパラレルニコルからずれるように偏光子を含む層を積層することにより、透過軸方向の光漏れを低減することができる。このため表示装置のコントラスト比を高めることができる。よって、高性能及び高画質の表示装置を作製することができる。 Thus, by laminating the layers including the polarizers so that the polarizers deviate from parallel Nicols, light leakage in the transmission axis direction can be reduced. For this reason, the contrast ratio of the display device can be increased. Thus, a high-performance and high-quality display device can be manufactured.
本実施の形態は、上記実施の形態とそれぞれ組み合わせて用いることが可能である。 This embodiment can be used in combination with any of the above embodiments.
(実施の形態12)
本実施の形態を図23を用いて説明する。図23、本発明を適用して作製されるTFT基板である基板813を用いて表示装置を構成する一例を示している。
(Embodiment 12)
This embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 23 shows an example in which a display device is formed using a
図23は、基板813、TFT等を含む画素部814、液晶層815、対向基板816、第1の偏光子を含む層817、第2の偏光子を含む層818、第3の偏光子を含む層811、第4の偏光子を含む層812、スリット(格子)850、駆動回路819、及びFPC837を含む表示装置部801と、光源831、ランプリフレクタ832、反射板834、導光板835、拡散板836を含むバックライトユニット802を示す。
23 includes a
図23に示す本発明の表示装置は、眼鏡など特別な装備を使わずに3次元表示を行うことができる。バックライトユニット側に配置された開口部を有するスリット850は、光源より入射された光をストライプ状にして透過し、表示装置部801へ入射させる。このスリット850によって、視認側にいる視認者の両目に視差を作ることができ、視認者は右目では右目用の画素だけを、左目では左目用の画素だけを同時に見ることになる。よって、視認者は、3次元表示を見ることができる。つまり、表示装置部801において、スリット850によって特定の視野角を与えられた光が右目用画像及び左目用画像のそれぞれに対応する画素を通過することで、右目用画像と左目用画像とが異なる視野角に分離され、3次元表示が行われる。
The display device of the present invention shown in FIG. 23 can perform three-dimensional display without using special equipment such as glasses. The
基板813と光源であるバックライトの間には第3の偏光子を含む層811及び第4の偏光子を含む層812が積層して設けられ、対向基板816にも第1の偏光子を含む層817及び第2の偏光子を含む層818が積層して設けられている。バックライト側に設けられた第3の偏光子を含む層811及び第4の偏光子を含む層812はパラレルニコルとなるように配置され、視認側に設けられた第1の偏光子を含む層817及び第2の偏光子を含む層818はパラレルニコルからずれるように配置される本発明において、一対の積層された偏光子を含む層のうち、いずれか一方、好ましくは視認側において積層された偏光子がずれていることを特徴とする。その結果、コントラスト比を高めることができる。
A
本発明の表示装置を用いて、テレビジョン装置、携帯電話などの電子機器を作製すれば、3次元表示を行うことができる高機能でかつ高画質の電子機器を提供することができる。 If an electronic device such as a television device or a cellular phone is manufactured using the display device of the present invention, a high-functional and high-quality electronic device capable of performing three-dimensional display can be provided.
(実施の形態13)
本発明によって形成される表示装置によって、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)を完成させることができる。図20はテレビジョン装置の主要な構成を示すブロック図を示している。表示パネルには、図16(A)で示すような構成として画素部701のみが形成されて走査線側駆動回路703と信号線側駆動回路702とが、図17(B)のようなTAB方式により実装される場合と、図17(A)のようなCOG方式により実装される場合と、図16(B)に示すようにTFTを形成し、画素部701と走査線側駆動回路703を基板上に一体形成し信号線側駆動回路702を別途ドライバICとして実装する場合、また図17(C)で示すように画素部701と信号線側駆動回路702と走査線側駆動回路703を基板上に一体形成する場合などがあるが、どのような形態としても良い。
(Embodiment 13)
With the display device formed according to the present invention, a television device (also simply referred to as a television or a television receiver) can be completed. FIG. 20 is a block diagram illustrating a main configuration of the television device. In the display panel, only the
その他の外部回路の構成として、映像信号の入力側では、チューナ704で受信した信号のうち、映像信号を増幅する映像信号増幅回路705と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路706と、その映像信号をドライバICの入力仕様に変換するためのコントロール回路707などからなっている。コントロール回路707は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号が出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路708を設け、入力デジタル信号をm個に分割して供給する構成としても良い。
As other external circuit configurations, on the input side of the video signal, among the signals received by the
チューナ704で受信した信号のうち、音声信号は、音声信号増幅回路709に送られ、その出力は音声信号処理回路710を経てスピーカー713に供給される。制御回路711は受信局(受信周波数)や音量の制御情報を入力部712から受け、チューナ704や音声信号処理回路710に信号を送出する。
Of the signals received by the
これらの液晶表示モジュールを、図21(A)、(B)、(C)に示すように、筐体に組みこんで、テレビジョン装置を完成させることができる。図18(A)、図18(B)のような液晶表示モジュールを用いると、液晶テレビジョン装置を完成することができる。また、実施の形態11のような3次元表示機能を有する表示装置を用いると、3次元表示を行うことができるテレビジョン装置を作製することができる。表示モジュールにより主画面2003が形成され、その他付属設備としてスピーカー部2009、操作スイッチなどが備えられている。このように、本発明によりテレビジョン装置を完成させることができる。
As shown in FIGS. 21A, 21B, and 21C, these liquid crystal display modules can be incorporated into a housing to complete a television device. When a liquid crystal display module as shown in FIGS. 18A and 18B is used, a liquid crystal television device can be completed. In addition, when a display device having a three-dimensional display function as in Embodiment Mode 11 is used, a television device capable of performing three-dimensional display can be manufactured. A
筐体2001に表示用パネル2002が組みこまれ、受信機2005により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム2004を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、又は受信者間同士)の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置2006により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部2007が設けられていても良い。
A
また、テレビジョン装置にも、主画面2003の他にサブ画面2008を第2の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面2003及びサブ画面2008を本発明の液晶表示用パネルで形成することができ、主画面2003を視野角の優れたEL表示用パネルで形成し、サブ画面2008を低消費電力で表示可能な液晶表示用パネルで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面2003を液晶表示用パネルで形成し、サブ画面2008をEL表示用パネルで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。本発明を用いると、このような大型基板を用いて、多くのTFTや電子部品を用いても、信頼性の高い表示装置とすることができる。
In addition, the television device may have a configuration in which a
図21(B)は例えば20〜80インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体2010、操作部であるキーボード部2012、表示部2011、スピーカー部2013等を含む。本発明は、表示部2011の作製に適用される。図21(B)の表示部は、わん曲可能な物質を用いているので、表示部がわん曲したテレビジョン装置となっている。このように表示部の形状を自由に設計することができるので、所望な形状のテレビジョン装置を作製することができる。
FIG. 21B illustrates a television device having a large display portion of 20 to 80 inches, for example, which includes a
図21(C)は例えば20〜80インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体2030、表示部2031、操作部であるリモコン装置2032、スピーカー部2033等を含む。本発明は、表示部2031の作製に適用される。図21(C)のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。
FIG. 21C illustrates a television device having a large display portion of 20 to 80 inches, for example, which includes a
また、液晶の複屈折は温度によって変化するため、液晶を通過する光の偏光状態が変わり、視認側偏光子からの光漏れ具合が変わる。その結果、液晶の温度に依存して、コントラスト比に変動が生じる。よって、一定のコントラスト比を保つように駆動電圧を制御することが望ましい。駆動電圧を制御するためには、表示装置において、透過率を検出する素子を配置し、検出結果に基づき、駆動電圧を制御すればよい。透過率を検出する素子としては、ICチップから構成されたフォトセンサを用いることができる。また表示装置において、温度を検出する素子を配置し、検出結果、及び液晶素子の温度に対するコントラスト比の変動に基づき、駆動電圧を制御すればよい。温度を検出する素子としては、ICチップから構成された温度センサを用いることができる。このとき、透過率を検出する素子や温度を検出する素子は、表示装置の筐体部に隠れるように配置するとよい。 Further, since the birefringence of the liquid crystal changes depending on the temperature, the polarization state of the light passing through the liquid crystal changes, and the light leakage from the viewing side polarizer changes. As a result, the contrast ratio varies depending on the temperature of the liquid crystal. Therefore, it is desirable to control the drive voltage so as to maintain a constant contrast ratio. In order to control the driving voltage, an element for detecting the transmittance may be arranged in the display device, and the driving voltage may be controlled based on the detection result. As an element for detecting the transmittance, a photosensor composed of an IC chip can be used. In the display device, an element for detecting temperature may be arranged, and the drive voltage may be controlled based on the detection result and the change in contrast ratio with respect to the temperature of the liquid crystal element. As an element for detecting the temperature, a temperature sensor composed of an IC chip can be used. At this time, the element for detecting the transmittance and the element for detecting the temperature are preferably arranged so as to be hidden in the housing portion of the display device.
例えば、図21(A)乃至(C)で示すテレビジョン装置に搭載する本発明の表示装置の液晶表示素子近くに温度を検出する素子を配置し、液晶の温度変化の情報を駆動電圧を制御する回路にフィードバックすればよい。透過率を検出する素子は視認側により近い方がよいため、表示画面の表面に配置し、筐体に覆われるようにすればよい。そして検出される透過率の変化の情報を温度と同様に、駆動電圧を制御する回路にフィードバックすればよい。 For example, an element for detecting temperature is arranged near the liquid crystal display element of the display device of the present invention mounted on the television device shown in FIGS. It is only necessary to feed back to the circuit. Since the element for detecting the transmittance is preferably closer to the viewing side, it may be disposed on the surface of the display screen and covered with the housing. Then, the detected change in transmittance may be fed back to the circuit for controlling the drive voltage, similarly to the temperature.
本発明は、積層する偏光子の透過軸をずらすことによって、微細なコントラスト比の調整を行うことができるため、液晶の温度に対するわずかなコントラスト比のずれにも対応でき、最適なコントラスト比とすることができる。よって、本発明の表示装置の使用される状況下(室内、室外、気候など)によって、あらかじめ最適なコントラスト比になるように、偏光子をずらして作製し、高性能及び高画質な表示を行うテレビジョン装置や電子機器を提供することができる。 In the present invention, since the fine contrast ratio can be adjusted by shifting the transmission axis of the polarizers to be stacked, it is possible to cope with a slight contrast ratio shift with respect to the temperature of the liquid crystal, and to obtain an optimum contrast ratio. be able to. Therefore, the polarizer is shifted in advance so as to obtain an optimum contrast ratio according to the use condition of the display device of the present invention (indoor, outdoor, climate, etc.), and display with high performance and high image quality is performed. A television device or an electronic device can be provided.
勿論、本発明はテレビジョン装置に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。 Of course, the present invention is not limited to a television device, but can be applied to various uses such as a monitor for a personal computer, an information display board in a railway station or airport, an advertisement display board in a street, etc. can do.
(実施の形態14)
本発明に係る電子機器として、テレビジョン装置(単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ)、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置(単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ)、PDA等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図22を参照して説明する。
(Embodiment 14)
As electronic devices according to the present invention, portable information such as a television device (also simply referred to as a television or a television receiver), a digital camera, a digital video camera, a cellular phone device (also simply referred to as a cellular phone or a cellular phone), a PDA Examples include a terminal, a portable game machine, a computer monitor, a computer, an audio playback device such as a car audio, and an image playback device equipped with a recording medium such as a home game machine. A specific example will be described with reference to FIG.
図22(A)に示す携帯情報端末機器は、本体9201、表示部9202等を含んでいる。表示部9202は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯情報端末機器を提供することができる。
A portable information terminal device illustrated in FIG. 22A includes a
図22(B)に示すデジタルビデオカメラは、表示部9701、表示部9702等を含んでいる。表示部9701は本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高いデジタルビデオカメラを提供することができる。
A digital video camera shown in FIG. 22B includes a
図22(C)に示す携帯電話機は、本体9101、表示部9102等を含んでいる。表示部9102は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯電話機を提供することができる。
A cellular phone shown in FIG. 22C includes a
図22(D)に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体9301、表示部9302等を含んでいる。表示部9302は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの(例えば40インチ以上)まで、幅広いものに、本発明の表示装置を適用することができる。
A portable television device shown in FIG. 22D includes a
図22(E)に示す携帯型のコンピュータは、本体9401、表示部9402等を含んでいる。表示部9402は、本発明の表示装置を適用することができる。その結果、コントラスト比の高い携帯型のコンピュータを提供することができる。
A portable computer shown in FIG. 22E includes a
このように、本発明の表示装置により、コントラスト比の高い電子機器を提供することができる。 As described above, the display device of the present invention can provide an electronic device with a high contrast ratio.
本実施例では、TNモードの透過型液晶表示装置を想定したときに互いに吸収軸の消衰係数が異なる偏光子を積層させ、最視認側の偏光子をバックライト側の偏光子に対しクロスニコルからずらしたときの光学計算の結果について説明する。なお、コントラスト比を白表示時の透過率(白透過率ともいう)と黒表示時の透過率(黒透過率ともいう)の比(白表示時の透過率/黒表示時の透過率)とし、白表示時の透過率と黒表示時の透過率をそれぞれ計算し、コントラスト比を算出した。 In this embodiment, when assuming a TN mode transmissive liquid crystal display device, polarizers having different extinction coefficients of absorption axes are laminated, and the most visible polarizer is crossed Nicols with respect to the backlight polarizer. The result of optical calculation when deviating from will be described. The contrast ratio is the ratio between the transmittance during white display (also referred to as white transmittance) and the transmittance during black display (also referred to as black transmittance) (transmittance during white display / transmittance during black display). The contrast ratio was calculated by calculating the transmittance during white display and the transmittance during black display.
本実施例においての計算は、液晶用光学計算シミュレータLCD MASTER(シンテック株式会社製)を用いた。透過率の計算をLCD MASTERで光学計算を行う際、要素間の多重干渉を考慮していない2×2マトリックスの光学計算アルゴリズムで計算を行った。 For the calculation in this example, an optical calculation simulator LCD MASTER (manufactured by Shintech Co., Ltd.) for liquid crystal was used. When calculating the transmittance with the LCD MASTER, the calculation was performed with a 2 × 2 matrix optical calculation algorithm that does not consider multiple interference between elements.
光学計算対象の光学配置は図31及び図32に示すように、バックライトから順に、偏光子4、偏光子3、位相差板B2、位相差板A2、ガラス基板、液晶、ガラス基板、位相差板A1、位相差板B1、偏光子2、偏光子1を積層した構造である。本実施例では、TNモードの広視野角を目的とした位相差板を上下に2枚ずつ(位相差板A1及び位相差板B1、位相差板A2及び位相差板B2)配置している。本実施例では、液晶として2種類のTN液晶(TN液晶1、TN液晶2)を用いた。図31にTN液晶1を用いた光学配置を、図32にTN液晶2を用いた光学配置をそれぞれ示す。
As shown in FIG. 31 and FIG. 32, the optical arrangement of the optical calculation object is, in order from the backlight, polarizer 4, polarizer 3, retardation plate B2, retardation plate A2, glass substrate, liquid crystal, glass substrate, retardation. In this structure, the plate A1, the retardation plate B1, the polarizer 2, and the
偏光子1、偏光子2、偏光子3、偏光子4は同物性を有する同種の偏光子(偏光板)であり、バックライト側の偏光子4と偏光子3の吸収軸の角度は両方とも135度となっておりパラレルニコル配置である。視認側の偏光子2の吸収軸の角度は45度となっており、バックライト側の偏光子3とはクロスニコル配置となっている。まずは、コントラスト比の最も高くなる視認側偏光子1の吸収軸角度を求めるために、視認側偏光子1の吸収軸の角度を40度から55度まで0.5度ずつ回転させたときのコントラスト比の計算を行った。ここでコントラスト比は、液晶に印加する電圧を0V、6Vとしたときの0V白表示時(白)透過率と6V黒表示時(黒)透過率の比(0V透過率/6V透過率)とした。なお、本実施例での計算はバックライトの光量に対する表示装置視認側の透過光の計算結果である。
The
光の波長550nmにおける偏光子1乃至4の物性値を表1に示す。偏光子1乃至4の厚さは180μmとした。また、TN液晶1の物性値及び配向状態を表2に、TN液晶2の物性値及び配向状態を表3に、位相差板A1及び位相差板A2の物性値及び配置を表4に、位相差板B1及び位相差板B2の物性値及び配置を表5にそれぞれ示す。位相差板A1、A2、B1、B2は共に負の一軸性を持つ位相差板である。
Table 1 shows physical property values of the
波長550nmの光に対して、視認側の偏光子1を回転させたときのコントラスト比の結果を図33及び図34に示す。図33は液晶としてTN液晶1を用いた場合の偏光子1の吸収軸の角度に対するコントラスト比の結果であり、図34は液晶としてTN液晶2を用いた場合の偏光子1の吸収軸の角度に対するコントラスト比の結果である。
FIG. 33 and FIG. 34 show the results of the contrast ratio when the viewing-
図33より、視認側偏光子1の吸収軸の角度が47.5度のとき、最もコントラスト比が高く、バックライト側の偏光子とクロスニコルである45度より2.5度ずれていることが分かる。
From FIG. 33, when the angle of the absorption axis of the viewing-
図34より、視認側偏光子1の吸収軸の角度が45.5度のとき、最もコントラスト比が高く、バックライト側の偏光子とクロスニコルである45度より0.5度ずれていることが分かる。
As shown in FIG. 34, when the angle of the absorption axis of the
従って、視認側に積層する偏光子1と偏光子2をパラレルニコルで積層せず、偏光子1をずらして積層することにより、高コントラスト化が可能であることが分かる。本実施例において、視認側の偏光子1は偏光子2とはパラレルニコルよりずれ角を有し、バックライト側の偏光子3及び4とはクロスニコルよりずれ角を有する構造の方が高コントラストである。
Therefore, it can be seen that high contrast can be achieved by laminating the
以上の結果より、吸収軸の消衰係数が同じ偏光子を積層し、かつ視認側の偏光子をバックライト側の偏光子に対しクロスニコルからずらすことにより、高コントラスト比を得ることができる。 From the above results, it is possible to obtain a high contrast ratio by stacking polarizers having the same extinction coefficient of the absorption axis and shifting the viewing side polarizer from the crossed Nicols with respect to the backlight side polarizer.
Claims (1)
前記第1の偏光子上の第2の偏光子と、
前記第2の偏光子上の第1の位相差板と、
前記第1の位相差板上の第2の位相差板と、
前記第2の位相差板上の表示素子と、
前記表示素子上の第3の位相差板と、
前記第3の位相差板上の第4の位相差板と、
前記第4の位相差板上の第3の偏光子と、
前記第3の偏光子上の第4の偏光子と、を有し、
前記第2の偏光子は、前記第1の偏光子と前記第2の偏光子とがパラレルニコルとなるように配置され、
前記第3の偏光子は、前記第2の偏光子と前記第3の偏光子とがクロスニコルとなるように配置され、
前記第4の偏光子は、前記第4の偏光子の透過軸が、前記第3の偏光子の透過軸との間の角度が0.5°又は2.5°である方向と平行な方向に沿うように配置されていることを特徴とする表示装置。 A first polarizer;
A second polarizer on the first polarizer;
A first retardation plate on the second polarizer;
A second retardation plate on the first retardation plate;
A display element on the second retardation plate;
A third retardation plate on the display element;
A fourth retardation plate on the third retardation plate;
A third polarizer on the fourth retardation plate;
A fourth polarizer on the third polarizer,
The second polarizer is arranged so that the first polarizer and the second polarizer are parallel Nicols,
The third polarizer is arranged so that the second polarizer and the third polarizer are crossed Nicols,
The fourth polarizer has a direction parallel to a direction in which the transmission axis of the fourth polarizer is 0.5 ° or 2.5 ° with respect to the transmission axis of the third polarizer. A display device characterized by being arranged along the line.
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