JP5194685B2 - Liquid crystal display element - Google Patents
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Description
この発明は、反射表示を行う液晶表示素子に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display element that performs reflective display.
反射表示を行う液晶表示素子は、観察側とその反対側の一対の基板間に封入された液晶層と、前記一対の基板のうちの少なくとも前記観察側の基板の外面側に配置された偏光板と、前記液晶層よりも前記反対側に配置され、前記観察側から入射した光を反射する反射膜とにより構成されている(特許文献1参照)。
前記反射表示を行う液晶表示素子は、観察側から入射した光を前記反射膜により反射し、その反射光を前記観察側へ出射させて表示するため、観察側から入射した光が液晶層を往復して透過する。 The liquid crystal display element that performs the reflective display reflects light incident from the observation side by the reflective film and emits the reflected light to the observation side for display, so that the light incident from the observation side reciprocates the liquid crystal layer. Then penetrate.
そのため、前記液晶表示素子は、前記液晶層の波長分散作用により、液晶層を透過して観察側の偏光板に入射する光の偏光状態における各波長毎の違いが大きくなり、各波長の光ごとに異なる透過率で前記偏光板を透過する。これによって、観察側へ出射する光に帯色を生じる。 Therefore, in the liquid crystal display element, due to the wavelength dispersion action of the liquid crystal layer, the difference in the polarization state of the light that is transmitted through the liquid crystal layer and incident on the polarizing plate on the observation side becomes large. transmitted through the polarizing plate at different transmittance and. As a result, a band color is generated in the light emitted to the observation side.
この発明は、帯色がほとんど目立たない反射表示を行うことができる液晶表示素子を提供することを目的としたものである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element capable of performing a reflective display in which a band color is hardly noticeable.
上述した目的を達成するため、この発明の液晶表示素子の一様態は、互いに対向する第1の基板と第2の基板との間に封入された液晶層と、観察側に設けられた前記第1の基板の前記液晶層に対向する面とは異なる面に配置された偏光板と、前記第2の基板の前記液晶層に対向する面に複数の画素電極として配置され、前記観察側から入射した光を反射する反射膜と、前記反射膜よりも前記観察側に配置され、前記観察側から入射して前記反射膜により反射されて前記観察側へ出射する光を着色させる波長域に対応する光吸収域をもった帯色補償フィルタと、を備え、前記液晶層の液晶はネマティック液晶であり、液晶分子は前記第1の基板と前記第2の基板との間において60°〜70°のツイスト角でツイスト配向しており、前記帯色補償フィルタは、前記光吸収域に対応した波長域の色の色素が分散された色素フィルタを含み、570nm〜580nmの波長域に吸収率のピークをもった吸収特性を有するとともに、前記第1の基板と前記偏光板との間に配置されており、前記色素フィルタは、前記色素が分散された粘着剤層、または、透明フィルムに前記色素が分散されたフィルムである、ことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, one aspect of the liquid crystal display element of the present invention is a liquid crystal layer sealed between a first substrate and a second substrate facing each other, and the first liquid crystal layer provided on the observation side . a polarizing plate disposed on a surface different from the first surface facing the liquid crystal layer of the substrate are arranged as a plurality of pixel electrodes on the surface facing the liquid crystal layer of said second substrate, incident from the observation side A reflection film that reflects the reflected light, and a wavelength range that is disposed closer to the observation side than the reflection film, and that colors the light incident from the observation side, reflected by the reflection film, and emitted to the observation side A liquid-crystal compensation layer having a light absorption region, the liquid crystal of the liquid crystal layer is a nematic liquid crystal, and the liquid crystal molecules are between 60 ° and 70 ° between the first substrate and the second substrate. Twist angle and twist orientation The filter includes a dye filter in which a dye having a color in a wavelength region corresponding to the light absorption region is dispersed, has an absorption characteristic having an absorption peak in a wavelength region of 570 nm to 580 nm, and the first substrate. The pigment filter is a pressure-sensitive adhesive layer in which the pigment is dispersed, or a film in which the pigment is dispersed in a transparent film .
この発明の液晶表示素子によれば、帯色がほとんど目立たない反射表示を行うことができる。 According to the liquid crystal display element of the present invention, it is possible to perform a reflective display in which the band color is hardly noticeable.
(第1の実施形態)
図1はこの発明の第1の実施例を示す液晶表示素子の一部分の断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view of a part of a liquid crystal display device showing a first embodiment of the present invention.
この実施例の液晶表示素子は、反射表示のみを行う反射型液晶表示素子であり、観察側(図において上側)とその反対側の一対の基板1,2間に封入された液晶層3と、前記一対の基板1,2のうちの前記観察側の基板(以下、前基板という)1の外面側(観察側に対向する面側)のみに配置された1枚の偏光板9と、前記液晶層3よりも前記観察側とは反対側に配置され、前記観察側から入射した光を反射する反射膜11と、前記反射膜11よりも前記観察側に配置された帯色補償フィルタ15とを備えている。
The liquid crystal display element of this embodiment is a reflective liquid crystal display element that performs only reflective display, and a
この液晶表示素子は、TFT(薄膜トランジスタ)をアクティブ素子としたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一対の基板1,2の互いに対向する内面の一方、例えば観察側とは反対側の基板(以下、後基板という)2の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて形成された複数の画素電極4と、これらの画素電極4にそれぞれ対応させて配置された複数のTFT5が設けられ、他方の基板、つまり前記前基板1の内面に、前記複数の画素電極4と対向する1枚膜状の対向電極6が設けられている。
This liquid crystal display element is an active matrix liquid crystal display element using TFTs (thin film transistors) as active elements, and is one of inner surfaces facing each other of the pair of
なお、図1では前記TFT5を簡略化しているが、このTFT5は、前記後基板2上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆って形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成されたi型半導体膜と、このi型半導体膜の両側部の上にn型半導体膜を介して形成されたソース電極及びドレイン電極とからなっている。
Although the TFT 5 is simplified in FIG. 1, the
前記ゲート絶縁膜は、前記後基板2の内面の略全域にわたって形成されており、前記複数の画素電極4は、前記ゲート絶縁膜の上に形成され、これらの画素電極4に対応する前記複数のTFT5のソース電極にそれぞれ接続されている。
The gate insulating film is formed over substantially the entire inner surface of the
さらに、図1では省略しているが、前記後基板2の内面には、各行のTFT5にそれぞれゲート信号を供給する複数の走査線と、各列のTFT5にそれぞれデータ信号を供給する複数の信号線とが設けられており、前記複数の走査線は、各行の複数のTFT5のゲート電極にそれぞれ接続され、前記複数の信号線は、各列の複数のTFT5のドレイン電極にそれぞれ接続されている。
Further, although omitted in FIG. 1, on the inner surface of the
前記複数の画素電極4は、例えばアルミニウム膜等の高い光反射性を有する金属膜からなっており、これらの画素電極4によって、前記観察側から入射した光を反射する反射膜11が形成されている。
The plurality of
なお、前記一対の基板1,2のうちの少なくとも前基板1は、ガラス等からなる透明基板であり、この前基板1の内面に形成された前記対向電極6は、ITO膜等の透明導電膜により形成されている。
At least the
また、前記一対の基板1,2の内面にはそれぞれ前記電極4,6を覆って透明な配向膜7,8が形成されており、これらの基板1,2の内面は、前記配向膜7,8の膜面をそれぞれラビングすることにより配向処理されている。
In addition,
そして、前記一対の基板1,2は、予め定めた間隙を設けて対向配置され、前記複数の画素電極4の配列領域を囲む枠状のシール材(図示せず)を介して接合されており、これらの基板1,2間の前記シール材により囲まれた領域にネマティック液晶からなる液晶が封入され液晶層3が形成されている。
The pair of
この液晶層3の液晶分子は、前記一対の基板1,2の前記配向処理によりそれぞれの基板1,2の近傍における分子長軸の向きを規定され、前記一対の基板1,2間において予め定めた初期配向状態に配向している。
The liquid crystal molecules of the
この液晶表示素子は、前記液晶層3の液晶分子を前記一対の基板1,2間において60°〜70°のツイスト角でツイスト配向させたTN型液晶表示素子であり、前記偏光板9は、その透過軸を、前記前基板1の近傍における液晶分子の配向方向に対して、前記液晶分子のツイスト方向とは逆方向に105°〜110°の角度で交差させて配置されている。
This liquid crystal display element is a TN type liquid crystal display element in which the liquid crystal molecules of the
また、前記液晶層3の無電界時(液晶分子が60°〜70°のツイスト角のツイスト配向状態にあるとき)液晶の複屈折率Δnと液晶層厚dの積Δndの値は、210nm〜240nmに設定されている。
In addition, when the
さらに、この液晶表示素子は、無電界時の表示が白のノーマリーホワイト表示を行うために、可視光帯域の全域の波長光に対して1/4波長の位相差を与える広帯域位相差層12を備えている。
Further, the liquid crystal display element performs a normally white display in which no electric field is displayed in white, so that the
この広帯域位相差層12は、λ/4位相差板13と、λ/2位相差板14とを、それぞれの遅相軸を予め定めた角度で交差させて積層したものであり、前記前基板1と前記偏光板9との間に、例えば前記λ/4位相差板13を前記前基板1に対向させ、前記λ/2位相差板14を前記偏光板9に対向させて配置されている。
The
図2は前記一対の基板1,2の配向処理方向(配向膜7,8のラビング方向)と、前記前基板1の外面側に配置された前記偏光板9の透過軸の向きと、前記広帯域位相差層12を構成するλ/4位相差板13及びλ/2位相差板14の遅相軸の向きを示す図であり、ここでは、前記液晶分子のツイスト角を70°とした例を示している。
2 shows the alignment processing direction of the pair of
図2のように、前記前基板1は、液晶表示素子の画面の横軸Sに対して、観察側から見て左回りに55°の方向1aに配向処理され、前記後基板2は、前記横軸Sに対して、観察側から見て右回りに55°の方向2aに配向処理されており、前記液晶層3の液晶分子は、図に前記一対の基板1,2間における液晶分子のツイスト方向を破矢線で示したように、前記後基板2から前基板1に向かい、観察側から見て右り方向に70°のツイスト角でツイスト配向している。
As shown in FIG. 2, the
そして、前記偏光板9は、その透過軸9aを、前記横軸Sに対して、観察側から見て左回りに165°±5°の方向、つまり、前記前基板1の近傍における液晶分子の配向方向(前基板1の配向処理方向)1aに対して、観察側から見た前記液晶分子のツイスト方向とは逆方向(観察側から見て左回り方向)に110°±5°の角度で交差させて配置されている。
The polarizing
また、前記液晶層3のΔndの値は、230nm〜240nmに設定されている。なお、この実施例では、液晶のΔnを0.073、液晶層厚dを3.2μmとし、前記Δndの値を233.6nmに設定している。
The value of Δnd of the
このように、前記液晶分子のツイスト角を70°、前記液晶層3のΔndの値を230nm〜240nmにする場合、前記広帯域位相差層12は、リタデーション値が110nm〜130nmのλ/4位相差板13と、リタデーション値が260nm〜280nmのλ/2位相差板14とにより構成する。
As described above, when the twist angle of the liquid crystal molecules is 70 ° and the Δnd value of the
そして、図2のように、前記前基板1側のλ/4位相差板13は、その遅相軸13aを、前記横軸Sに対して90°の方向、つまり、前記前基板1の近傍における液晶分子の配向方向1aに対して、観察側から見た前記液晶分子のツイスト方向とは逆方向(観察側から見て左回り方向)に35°±5°の角度で交差させて配置され、前記偏光板9側のλ/2位相差板14は、その遅相軸14aを、前記横軸Sに対して、観察側から見て左回りに150°±5°の方向、つまり、前記λ/4位相差板13の遅相軸13aに対して、観察側から見た前記液晶分子のツイスト方向とは逆方向(観察側から見て左回り方向)に60°±5°の角度で交差させて配置されている。
Then, as shown in FIG. 2, the
なお、図2には前記液晶分子のツイスト角を70°とした例を示したが、前記液晶分子のツイスト角を60°にする場合は、前記前基板1と後基板2の配向処理方向1a,2aをそれぞれ前記横軸Sに対して60°の方向にし、前記偏光板9の透過軸9aを、前記前基板1の近傍における液晶分子の配向方向1aに対して、前記液晶分子のツイスト方向とは逆方向(観察側から見て左回り方向)に110°±5°の角度で交差させ、前記液晶層3のΔndの値を、210nm〜230nmに設定する。
FIG. 2 shows an example in which the twist angle of the liquid crystal molecules is set to 70 °. However, when the twist angle of the liquid crystal molecules is set to 60 °, the
このように、前記液晶分子のツイスト角を60°、前記液晶層3のΔndの値を210nm〜230nmにする場合は、前記広帯域位相差層12を構成するλ/4位相差板13とλ/2位相差板14のうちのλ/4位相差板13のリタデーション値を100nm〜120nmとし(λ/2位相差板14のリタデーション値は上記260nm〜280nmでよい)、前記λ/4位相差板13とλ/2位相差板14の遅相軸13a,14aの向きを図2と同じ方向に設定する。
As described above, when the twist angle of the liquid crystal molecules is 60 ° and the Δnd value of the
なお、この場合は、前基板1側のλ/4位相差板13の遅相軸13aが、前記前基板1の近傍における液晶分子の配向方向1aに対して、観察側から見た前記液晶分子のツイスト方向とは逆方向(観察側から見て左回り方向)に40°±5°の角度で交差する。
In this case, the
さらに、前記液晶分子のツイスト角を60°〜70°の範囲の他の角度、例えば65°にする場合は、前記前基板1と後基板2の配向処理方向1a,2a及び前記偏光板9の透過軸9aの向きと、前記液晶層3のΔndの値と、前記広帯域位相差層12のλ/4位相差板13のリタデーション値とをそれぞれ、前記60°ツイストのときと70°ツイストのときの中間の向き及び値に設定し、前記広帯域位相差層12のλ/4位相差板13とλ/2位相差板14の遅相軸13a,14aの向きを図2と同じ方向に設定する。
Further, when the twist angle of the liquid crystal molecules is set to another angle in the range of 60 ° to 70 °, for example, 65 °, the
一方、前記帯色補償フィルタ15は、前記観察側から入射し、前記反射膜11により反射されて前記観察側へ出射する光を着色させる波長帯域に対応する光吸収帯域をもった吸収特性を有している。
On the other hand, the band
前記観察側から入射し、前記反射膜11により反射されて前記観察側へ出射する各波長光の強度は、前記液晶分子のツイスト角及び液晶層3のΔndの値と、前記偏光板9の透過軸9aの向きに対応し、上記のように、前記液晶分子のツイスト角を60°〜70°、前記液晶層3のΔndの値を210nm〜240nmとし、前記偏光板9の透過軸9aの向きを図2のように設定した場合は、570nm〜580nmの波長域の光が最も高い強度で観察側へ出射する。
The intensity of each wavelength light incident from the observation side, reflected by the
そのため、この実施例では、前記帯色補償フィルタ15として、前記570nm〜580nmの波長域に吸収率のピークをもち、且つ、前記570nm〜580nmの波長光の透過率が75%〜80%、550nm以下及び590nm以上の波長光の透過率がそれぞれ90%以上の吸収特性を有するものを備えている。
Therefore, in this embodiment, the band
図3は前記帯色補償フィルタ15の分光特性図であり、この帯色補償フィルタ15は、前記吸収率のピークである570nm〜580nmの波長光の透過率が75%〜80%、550nm以下及び590nm以上の波長光の透過率がそれぞれ90%以上で、さらに、480nm以下及び600nm以上の波長光の透過率がそれぞれ100%の吸収特性を有している。
FIG. 3 is a spectral characteristic diagram of the band-
前記帯色補償フィルタ15は、前記吸収率のピークに対応した波長域の色の色素が分散された色素フィルタ、例えば、前記色素が分散された粘着剤層、或いは、前記色素が分散された透明フィルムからなっており、前記反射膜11よりも観察側、例えば前記前基板1と広帯域位相差層12との間に配置されている。
The band
なお、この実施例では、前記帯色補償フィルタ15を、色素が分散された粘着剤層により形成し、この帯色補償フィルタ15を介して前記前基板1と広帯域位相差層12とを貼付けている。
In this embodiment, the band
この液晶表示素子は、外部環境の光である外光を利用する反射表示を行うものであり、観察側から入射した光を前記複数の画素電極4からなる反射膜11により反射し、その反射光を前記観察側へ出射させて表示する。
This liquid crystal display element performs reflective display using external light, which is light from the external environment, and reflects light incident from the observation side by the
すなわち、前記観察側から入射した光は、前記偏光板9により直線偏光にされ、前記液晶層3の複屈折作用により偏光状態を制御されて前記反射膜11により反射される。そして、前記反射膜11により反射された光は、前記液晶層3の複屈折作用によりさらに偏光状態を制御されて前記偏光板9に入射し、この偏光板9の透過軸9aに平行な直線偏光成分の光が、前記偏光板9を透過して観察側へ出射する。
That is, light incident from the observation side, wherein the
この液晶表示素子は、前基板1の外面側に1枚の偏光板9を配置した反射型液晶表示素子であるため、前記偏光板9による光の吸収が、観察側からの入射光を直線偏光させるための吸収だけであるため、明るいノーマリーホワイトの反射表示を行うことができる。
The liquid crystal display device, since before a reflective liquid crystal display elements arranged one
そして、この液晶表示素子は、前記反射膜11よりも観察側に、前記観察側から入射し、前記反射膜11により反射されて前記観察側へ出射する光を着色させる波長帯域に対応する光吸収帯域をもった帯色補償フィルタ15を配置しているため、帯色がほとんど目立たない反射表示を行うことができる。
The liquid crystal display element absorbs light corresponding to a wavelength band that colors light incident on the observation side of the
すなわち、反射表示を行う液晶表示素子は、観察側から入射した光が、液晶層3を往復して透過し、液晶の波長分散作用により、波長が500nm〜600nmの帯域の光が観察側の偏光板から漏れて観察側へ出射しようとするが、この観察側に漏れようとする帯域の光を、その波長帯域に光吸収特性を持った帯色補償フィルタによって吸収することによって、着色のない光を観察側に出射させる。
That is, in a liquid crystal display element that performs reflective display, light incident from the observation side passes back and forth through the
なお、TN型液晶表示素子における液晶の波長分散作用は、液晶分子が初期のツイスト配向状態にあるときほど大きい。 In addition, the wavelength dispersion action of the liquid crystal in the TN liquid crystal display element is larger as the liquid crystal molecules are in the initial twist alignment state.
比較引用例として液晶分子のツイスト角を60°〜70°、前記液晶層3のΔndの値を210nm〜240nmとし、前記偏光板9の透過軸9aを図2に示した方向に設定し、帯色補償フィルタを用いない場合は、570nm〜580nmの波長域の光が観察側へ出射するため、白表示が淡黄色〜淡黄緑色を帯びる。
As a comparative reference example, the twist angle of the liquid crystal molecules is set to 60 ° to 70 °, the Δnd value of the
それに対して、この実施例の液晶表示素子は、観察側から入射し、前記反射膜11により反射されて観察側へ出射する光が、前記帯色補償フィルタ15による吸収作用を受けるため、前記液晶の波長分散作用による出射光の帯色を打ち消し、帯色の少ない反射表示を行うことができる。
On the other hand, in the liquid crystal display element of this embodiment, the light incident from the observation side, reflected by the
図4は、前記帯色補償フィルタ15を備えず、それ以外は上記実施例の液晶表示素子と同じ構成の反射型液晶表示素子LCD-1と、前記帯色補償フィルタ15を備えた上記実施例の反射型液晶表示素子LCD-2のそれぞれの白表示の色度を示すCIE色度図であり、いずれも、液晶分子のツイスト角を70°に設定したときの色度を示している。
FIG. 4 does not include the band
図4のように、前記LCD-1の液晶分子のツイスト角を70°としたときの白表示の色度(x,yコーディネイト値)は、x=0.310,y=0.332であり、無彩色点W(x=0.310,y=0.316)に対する色差ΔWが、ΔW=0.016と大きい。 As shown in FIG. 4, the chromaticity (x, y coordinate value) of white display when the twist angle of the liquid crystal molecules of the LCD-1 is 70 ° is x = 0.310 and y = 0.332. The color difference ΔW with respect to the achromatic color point W (x = 0.310, y = 0.316) is as large as ΔW = 0.016.
それに対して、前記LCD-2のツイスト角を70°としたときの白表示の色度は、x=0.305,y=0.319であり、前記無彩色点Wに対する色差ΔWが、ΔW=0.006と小さい。これは、前記液晶分子のツイスト角を60°〜70°に設定したときも同様であり、いずれのツイスト角の場合も、前記無彩色点Wに対する色差ΔWが小さい白表示が得られる。 On the other hand, when the twist angle of the LCD-2 is 70 °, the chromaticity of white display is x = 0.305, y = 0.319, and the color difference ΔW with respect to the achromatic color point W is ΔW = 0.006 and small. This is the same when the twist angle of the liquid crystal molecules is set to 60 ° to 70 °. In any of the twist angles, white display with a small color difference ΔW with respect to the achromatic color point W is obtained.
このように、上記実施例の液晶表示素子LCD-2は、無彩色点Wに対する色差ΔWが小さい白表示が得られるため、帯色がほとんど目立たない高品質の反射表示を行うことができる。 As described above, the liquid crystal display element LCD-2 of the above embodiment can provide a white display with a small color difference ΔW with respect to the achromatic color point W, and therefore can perform a high-quality reflective display in which the band color is hardly noticeable.
なお、上記実施例では、前記帯色補償フィルタ15を、前基板1と広帯域位相差層12との間に配置しているが、この帯色補償フィルタ15は、前記広帯域位相差層12と偏光板9との間に配置してもよい。
In the above-described embodiment, the band
また、上記実施例では、後基板2の内面にマトリックス状に配列させて設けられた複数の画素電極4を金属膜により形成し、この複数の画素電極4に反射膜11を兼ねさせているが、前記複数の画素電極4を透明導電膜により形成し、前記複数の画素電極4よりも後側に、観察側から入射した光を反射する反射膜として、金属膜からなる反射膜を設けてもよい。
In the above embodiment, a plurality of
その場合、前記反射膜は、後基板2の内面に設けても、前記後基板2を透明基板とし、この後基板2の外面側に設けてもよく、後基板2の外面側に反射膜を設ける場合は、前記後基板2と前記反射膜との間に帯色補償フィルタ15を配置してもよい。
In that case, the reflective film may be provided on the inner surface of the
(第2の実施形態)
図5はこの発明の第2の実施例を示す液晶表示素子の一部分の断面図である。なお、この実施例において、上述した第1の実施例に対応するものには図に同符号を付し、同じものについてはその説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of a liquid crystal display device showing a second embodiment of the present invention. Incidentally, in this embodiment, the one corresponding to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals in the figures, for those same will be omitted.
この実施例の液晶表示素子は、反射表示と透過表示とを行う反射/透過型液晶表示素子であり、観察側とその反対側の一対の透明基板1,2間に封入された液晶層3と、前記一対の基板1,2の外面側にそれぞれ配置された一対の偏光板9,10と、前記観察側とは反対側の偏光板10の外面側に配置された半透過反射膜16と、前記半透過反射膜16よりも前記観察側に配置された帯色補償フィルタ17とを備えている。
The liquid crystal display element of this embodiment is a reflective / transmissive liquid crystal display element that performs reflective display and transmissive display, and includes a
この液晶表示素子は、TFTをアクティブ素子としたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、前記一対の基板1,2の互いに対向する内面の一方、例えば後基板(観察側とは反対側の基板)2の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極4と、これらの画素電極4にそれぞれ対応させて配置された複数のTFT5が設けられ、他方の基板、つまり前基板(観察側の基板)1の内面に、前記複数の画素電極4と対向する1枚膜状の透明な対向電極6が設けられている。
This liquid crystal display element is an active matrix liquid crystal display element using TFT as an active element, and is provided on one of inner surfaces of the pair of
また、前記一対の基板1,2の内面にはそれぞれ前記電極4,6を覆って配向膜7,8が形成されており、これらの基板1,2の内面は、前記配向膜7,8の膜面をそれぞれラビングすることにより配向処理されている。
Further,
この実施例の液晶表示素子は、前記液晶層3の液晶分子を前記一対の基板1,2間において90°のツイスト角でツイスト配向させたTN型液晶表示素子であり、前記液晶層3のΔndの値は、510nm〜630nmに設定され、前記一対の偏光板9,10は、無電界時の表示が白のノーマリーホワイト表示を行うために、それぞれの透過軸を互いに直交させて配置されている。
The liquid crystal display device of this embodiment is the
図6は前記一対の基板1,2の配向処理方向(配向膜7,8のラビング方向)と、前記前側偏光板9及び後側偏光板10の透過軸の向きを示す図であり、前記前基板1は、液晶表示素子の画面の横軸Sに対して観察側から見て右回りに45°の方向1aに配向処理され、前記後基板2は、前記横軸Sに対して観察側から見て左回りに45°の方向2aに配向処理されており、前記液晶層3の液晶分子は、図に前記一対の基板1,2間における液晶分子のツイスト方向を破矢線で示したように、前記後基板2から前基板1に向かい、観察側から見て左り方向に90°のツイスト角でツイスト配向している。
FIG. 6 is a diagram showing the alignment treatment direction of the pair of
そして、前記一対の偏光板9,10のうちの観察側の偏光板(以下、前側偏光板という)9は、その透過軸9aを、前記前基板1の近傍における液晶分子の配向方向(前基板1の配向処理方向)1aと平行にするか、或いは直交させて配置され、観察側とは反対側の偏光板(以下、後側偏光板という)10は、その透過軸10aを、前記前側偏光板9の透過軸9aと直交させて配置されている。
The observation-side polarizing plate (hereinafter referred to as the front polarizing plate) 9 of the pair of
一方、前記帯色補償フィルタ17は、前記観察側から入射し、前記半透過反射膜16により反射されて前記観察側へ出射する光を着色させる波長帯域に対応する光吸収帯域をもっている。
On the other hand, the band
前記観察側から入射し、前記半透過反射膜16により反射されて前記観察側へ出射する各波長光の強度は、前記液晶分子のツイスト角及び液晶層3のΔndの値に対応し、前記液晶分子のツイスト角を90°、前記液晶層3のΔndの値を510nm〜630nmに設定した場合は、540nm〜560nmの波長域の光が観察側へ出射する。
The intensity of each wavelength light incident from the observation side, reflected by the
そのため、この実施例では、前記帯色補償フィルタ17として、前記540nm〜560nmの波長域に吸収率のピークをもち、且つ、前記540nm〜560nmの波長光の透過率が80%〜90%、470nm以下及び630nm以上の波長光の透過率がそれぞれ90%以上の吸収特性を有するものを備えている。
Therefore, in this embodiment, the band-
なお、この実施例では、前記帯色補償フィルタ17として、前記吸収率のピークである540nm〜560nmの波長光の透過率が85%〜90%であるフィルタ(以下、フィルタAという)と、前記540nm〜560nmの波長光の透過率が80%〜85%であるフィルタ(以下、フィルタBという)のいずれかが選択的に用いられる。
In this embodiment, the band
図7は前記2つのフィルタA,Bの分光特性図であり、前記フィルタAは、前記吸収率のピークである540nm〜560nmの波長光の透過率が85%〜90%、470nm以下及び630nm以上の波長光の透過率がそれぞれ90%以上で、さらに、450nm以下の波長光の透過率が95%以下、650nm以上の波長光の透過率が100%の吸収特性を有している。 FIG. 7 is a spectral characteristic diagram of the two filters A and B. In the filter A, the transmittance of light having a wavelength of 540 nm to 560 nm, which is the peak of the absorptance, is 85% to 90%, 470 nm or less, and 630 nm or more. in transmittance at a wavelength of light respectively are 90% or more, further, 450 nm or less of the transmittance of the wavelength is 95% or less, the transmittance of 650nm or more wavelength light has an absorption characteristic of 1 100% ing.
また、前記フィルタBは、前記吸収率のピークである540nm〜560nmの波長光の透過率が80%〜85%、470nm以下及び630nm以上の波長光の透過率がそれぞれ90%以上で、さらに、450nm以下の波長光の透過率が95%以下、650nm以上の波長光の透過率が100%の吸収特性を有している。 Further, the filter B is 80% to 85% of wavelength light transmittance of the a peak of the absorption rate 540Nm~560nm, at 470nm or less and 630nm or more wavelength light transmittance respectively are 90% or more Furthermore, it has an absorption characteristic in which the transmittance of light having a wavelength of 450 nm or less is 95% or less and the transmittance of light having a wavelength of 650 nm or more is 100 %.
前記帯色補償フィルタ17は、透明材中に、前記吸収率のピークに対応した波長域の色の色素が分散された色素フィルタ、例えば、前記色素が分散された粘着剤層、或いは、前記色素が分散された透明フィルムからなっており、前記半透過反射膜16よりも観察側、例えば前記後基板2と後側偏光板10との間に配置されている。
The band
なお、この実施例では、前記帯色補償フィルタ17を、色素が分散された粘着剤層により形成し、この帯色補償フィルタ17を介して前記後基板2と後側偏光板10とを貼付けている。
In this embodiment, the band
また、前記後側偏光板10とその外面側の半透過反射膜16との間には、透過光を拡散させるための拡散層18が配置されている。この拡散層18は、例えば光散乱粒子を分散させた粘着剤層からなっており、前記後側偏光板10と半透過反射膜16は、前記拡散層18を介して貼付けられている。
Further, a
この液晶表示素子は、外光を利用する反射表示と、この液晶表示素子の後側に配置された図示しない面光源からの照明光を利用する透過表示とを行うものであり、反射表示のときは、観察側から入射した光が、前側偏光板9により直線偏光され、前記液晶層3の複屈折作用により偏光状態を制御されて後側偏光板10に入射し、この後側偏光板10の透過軸10aに平行な直線偏光成分の光が、前記後側偏光板10を透過して半透過反射膜16により反射される。そして、前記半透過反射膜16により反射された光は、前記後側偏光板10を再び透過し、前記液晶層3の複屈折作用によりさらに偏光状態を制御されて前記前側偏光板9に入射し、この前側偏光板9の透過軸9aに平行な直線偏光成分の光が、前記前側偏光板9を透過して観察側へ出射する。
This liquid crystal display element performs a reflective display using external light and a transmissive display using illumination light from a surface light source (not shown) disposed on the rear side of the liquid crystal display element. The light incident from the observation side is linearly polarized by the front
また、透過表示のときは、前記面光源から照射され、後側から前記半透過反射膜16を透過して入射した光が、後側偏光板10により直線偏光にされ、前記液晶層3の複屈折作用により偏光状態を制御されて前側偏光板9に入射し、この前側偏光板9の透過軸9aに平行な直線偏光成分の光が、前記前側偏光板9を透過して観察側へ出射する。
In the case of transmissive display, light incident from the surface light source and transmitted through the
この液晶表示素子は、前記半透過反射膜16よりも観察側に、前記観察側から入射し、前記半透過反射膜16により反射されて前記観察側へ出射する光を着色させる波長帯域に対応する光吸収帯域を有する帯色補償フィルタ17を配置しているため、帯色がほとんど目立たない反射表示を行うことができる。
This liquid crystal display element corresponds to a wavelength band that colors light incident on the observation side of the
すなわち、前記反射表示のときは、観察側から入射した光が、液晶層3を往復して透過して液晶の波長分散作用を受けるが、この実施例の液晶表示素子は、観察側から入射し、前記半透過反射膜16により反射されて観察側へ出射する光が、前記帯色補償フィルタ17による吸収作用を受けるため、前記液晶の波長分散作用による出射光の帯色を打ち消し、帯色の少ない反射表示を行うことができる。
That is, in the reflective display, light incident from the observation side is transmitted back and forth through the
図8は、前記帯色補償フィルタ17を備えず、それ以外は上記実施例と同じ構成の反射/透過型液晶表示素子LCD-3と、前記帯色補償フィルタ17として、吸収率のピークである540nm〜560nmの波長光の透過率が85%〜90%であるフィルタAを備えた上記実施例の反射/透過型液晶表示素子LCD-4と、前記帯色補償フィルタ17として、吸収率のピークである540nm〜560nmの波長光の透過率が80%〜85%であるフィルタBを備えた上記実施例の反射/透過型液晶表示素子LCD-5のそれぞれの白表示の色度を示すCIE色度図である。
FIG. 8 shows the peak of the absorptance of the reflective / transmissive liquid crystal display element LCD-3 having the same configuration as that of the above embodiment except the band
図8のように、前記LCD-3の白表示の色度(x,yコーディネイト値)は、x=0.312,y=0.342であり、無彩色点W(x=0.310,y=0.316)に対する色差ΔWが、ΔW=0.026と大きい。 As shown in FIG. 8, the chromaticity (x, y coordinate value) of white display on the LCD-3 is x = 0.212, y = 0.342, and the achromatic color point W (x = 0.310, The color difference ΔW with respect to y = 0.316) is as large as ΔW = 0.026.
それに対して、前記540nm〜560nmの波長光の透過率が85%〜90%であるフィルタAを備えた前記LCD-4の白表示の色度は、x=0.310,y=0.324であり、前記無彩色点Wに対する色差ΔWが、ΔW=0.008と小さい。 On the other hand, the chromaticity of white display of the LCD-4 provided with the filter A having a transmittance of 85% to 90% for the light having a wavelength of 540 nm to 560 nm is x = 0.310 and y = 0.324. The color difference ΔW with respect to the achromatic color point W is as small as ΔW = 0.008.
また、前記540nm〜560nmの波長光の透過率が80%〜85%であるフィルタBを備えた前記LCD-5の白表示の色度は、x=0.309,y=0.316であり、前記無彩色点Wに対する色差ΔWが、ΔW=0.001とさらに小さい。 Further, the chromaticity of white display of the LCD-5 provided with the filter B in which the transmittance of the light having the wavelength of 540 nm to 560 nm is 80% to 85% is x = 0.309 and y = 0.316. The color difference ΔW with respect to the achromatic color point W is even smaller as ΔW = 0.001.
このように、上記実施例の反射/透過型液晶表示素子LCD-4及びLCD-5は、無彩色点Wに対する色差ΔWが小さい白表示が得られるため、帯色がほとんど目立たない高品質の反射表示を行うことができる。 As described above, the reflection / transmission type liquid crystal display elements LCD-4 and LCD-5 of the above-described embodiment can obtain a white display with a small color difference ΔW with respect to the achromatic color point W, so that the high-quality reflection in which the band color is hardly noticeable. Display can be made.
特に、前記帯色補償フィルタ17として、吸収率のピークである540nm〜560nmの波長光の透過率が80%〜85%であるフィルタBを備えた液晶表示素子LCD-5は、無彩色点Wに対する色差ΔWがより小さい白表示が得られるため、帯色の無い、さらに高品質の反射表示を行うことができる。
In particular, the liquid crystal display element LCD-5 provided with the filter B having the transmittance of light having a wavelength of 540 nm to 560 nm, which is the peak of the absorptivity, as the band
また、面光源からの照明光を利用する透過表示においても、液晶の波長分散作用による出射光の帯色を前記帯色補償フィルタ17により打ち消し、高品質の透過表示を行うことができる。
Further, even in transmissive display using illumination light from a surface light source, the band color of the emitted light due to the wavelength dispersion action of the liquid crystal can be canceled by the band
なお、上記実施例では、後基板2と後側偏光板10との間に帯色補償フィルタ17を配置しているが、この帯色補償フィルタ17は、前記後側偏光板10と半透過反射膜16との間に配置しても、前基板1と前側偏光板9との間に配置してもよい。
In the above embodiment, the band
(他の実施形態)
なお、上記第2の実施例の液晶表示素子は、半透過反射膜16を備えた反射/透過型液晶表示素子であるが、この発明は、上記第2の実施例における半透過反射膜16を、入射光のほとんどを反射する反射膜とし、それ以外は第2の実施例と同じ構成にした、2枚の偏光板9,10を備えた反射型液晶表示素子にも適用することができる。
(Other embodiments)
The liquid crystal display element of the second embodiment is a reflection / transmission type liquid crystal display element provided with a
また、上記第1及び第2の実施例の液晶表示素子は、液晶分子を60°〜70°または90°のツイスト角でツイスト配向させたTN型液晶表示素子であるが、この発明は、反射表示を行う他の液晶表示素子、例えば液晶分子を180°以上(例えば220°〜270°)ツイスト角でツイスト配向させたSTN型液晶表示素子、液晶分子を分子長軸を一方向に揃えて水平配向させた非ツイストのホモジニアス配向型液晶表示素子、液晶分子を基板面に対して垂直な方向に配向させた垂直配向型液晶表示素子等にも
適用することができる。
Further, the liquid crystal display device of the first and second embodiment, also the
1…前基板(観察側の基板)、2…後基板(観察側とは反対側の基板)、3…液晶層、4…画素電極、5…TFT、6…対向電極、7,8配向膜、1a,2a…配向処理方向(液晶分子の配向方向)、9,10…偏光板、9a,10a…透過軸、11…反射膜、12…広帯域位相差層、13…λ/4位相差板、13a…遅相軸、14…λ/2位相差板14、14a…遅相軸、15…帯色補償フィルタ、16…半透過反射膜、17…帯色補償フィルタ、18…拡散層。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
観察側に設けられた前記第1の基板の前記液晶層に対向する面とは異なる面に配置された偏光板と、
前記第2の基板の前記液晶層に対向する面に複数の画素電極として配置され、前記観察側から入射した光を反射する反射膜と、
前記反射膜よりも前記観察側に配置され、前記観察側から入射して前記反射膜により反射されて前記観察側へ出射する光を着色させる波長域に対応する光吸収域をもった帯色補償フィルタと、
を備え、
前記液晶層の液晶はネマティック液晶であり、液晶分子は前記第1の基板と前記第2の基板との間において60°〜70°のツイスト角でツイスト配向しており、
前記帯色補償フィルタは、前記光吸収域に対応した波長域の色の色素が分散された色素フィルタを含み、570nm〜580nmの波長域に吸収率のピークをもった吸収特性を有するとともに、前記第1の基板と前記偏光板との間に配置されており、
前記色素フィルタは、前記色素が分散された粘着剤層、または、透明フィルムに前記色素が分散されたフィルムである、
ことを特徴とする液晶表示素子。 A liquid crystal layer sealed between a first substrate and a second substrate facing each other ;
A polarizing plate disposed on a surface different from the surface facing the liquid crystal layer of said first substrate provided on the observation side,
A reflective film disposed as a plurality of pixel electrodes on a surface of the second substrate facing the liquid crystal layer, and reflecting light incident from the observation side;
Band color compensation having a light absorption range corresponding to a wavelength range that is disposed on the observation side of the reflection film and that is incident on the observation side and is reflected by the reflection film and colors light emitted to the observation side. Filters,
Equipped with a,
The liquid crystal of the liquid crystal layer is a nematic liquid crystal, and the liquid crystal molecules are twist-oriented at a twist angle of 60 ° to 70 ° between the first substrate and the second substrate,
The band color compensation filter includes a dye filter in which a color dye in a wavelength region corresponding to the light absorption region is dispersed, and has an absorption characteristic having an absorption peak in a wavelength region of 570 nm to 580 nm, and Disposed between the first substrate and the polarizing plate;
The dye filter is a pressure-sensitive adhesive layer in which the dye is dispersed, or a film in which the dye is dispersed in a transparent film.
The liquid crystal display element characterized by the above-mentioned.
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