JPH10333145A - Liquid crystal display device equipped with lighting mechanism - Google Patents

Liquid crystal display device equipped with lighting mechanism

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JPH10333145A
JPH10333145A JP9142242A JP14224297A JPH10333145A JP H10333145 A JPH10333145 A JP H10333145A JP 9142242 A JP9142242 A JP 9142242A JP 14224297 A JP14224297 A JP 14224297A JP H10333145 A JPH10333145 A JP H10333145A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
lighting mechanism
display device
crystal display
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Application number
JP9142242A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuo Koma
Yutaka Marushita
Ryuji Nishikawa
Yasuki Rai
Makoto Shimizu
Hisao Uehara
久夫 上原
裕 丸下
徳夫 小間
真 清水
龍司 西川
泰樹 頼
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
三洋電機株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting mechanism on a liquid crystal display device(LCD), to unnecessitate a light source and to reduce the power consumption.
SOLUTION: A reflection layer 16 is installed on the outside of a substrate 10 where a TFT(thin-film transistor) 14 is installed and a light guide layer 17 is installed between the reflection layer 16 and the substrate 10. The light introduced to the light guide layer 17 is reflected on the reflection layer 16, also, changed to linearly polarized light by a polarizing element 15 and the light is made incident to a liquid crystal 30. Since the liquid crystal 30 is controlled to desired orientation, a desired modulation is applied on the linearly polarized light made incident on the crystal 30 and a transmissivity is controlled by a polarizing plate 24 at every pixel to recognize the light as a displayed image.
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の電気光学的な異方性を利用して表示を行う液晶表示装置(LCD: The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD which performs display by utilizing electro-optical anisotropy of the liquid crystal:
Liquid Crystal Display)に関し、特に、採光機構を備えることでバックライトの消費電力を削減した採光機構付液晶表示装置に関する。 Liquid Crystal Display) and more particularly, relates to lighting mechanism with a liquid crystal display device having a reduced power consumption of the backlight by providing a lighting mechanism.

【0002】 [0002]

【従来の技術】LCDは、透明な基板上に透明な電極を形成した電極基板間に液晶を封入して構成される。 BACKGROUND ART LCD is constructed by sealing liquid crystal between electrode substrate to form a transparent electrode on a transparent substrate. 液晶は電気光学的に異方性を有しているので、電極間に所望の電圧を印加して液晶に電界を形成することにより、液晶は電界強度に従った光学特性を呈する。 Since the liquid crystal has an electro-optically anisotropic, by forming an electric field to the liquid crystal by applying a desired voltage between the electrodes, the liquid crystal exhibits an optical characteristic in accordance with the electric field strength. 従って、画素毎に電圧を制御することにより、所望の輝度を呈した画素の集合体として、表示画像が作成される。 Thus, by controlling the voltage for each pixel, as a set of pixels exhibiting the desired brightness, the display image is created. このようにLCDは、電圧制御により表示画像が作成され、小型、 Thus the LCD, the display image created by the voltage control, small size,
薄型、低消費電力などの利点があり、OA機器、AV機器などの分野で実用化が進んでいる。 Thin, there are advantages such as low power consumption, OA equipment, is progressing practiced in fields such as AV equipment.

【0003】図5にLCDの構成図を示す。 [0003] FIG. 5 shows a block diagram of a LCD. (1)はL (1) L
CD、(2)は導光部、(3)は光源である。 CD (2) is the light guide portion (3) is a light source. 導光部(2)はアクリル樹脂等の導光層(2a)、その外面内側に光反射層(2b)からなる。 Light guide section (2) consists of the light guide layer, such as an acrylic resin (2a), the light reflective layer on its outer surface the inner (2b). 光源(3)は蛍光ランプ等が用いられる。 Light source (3) is a fluorescent lamp or the like is used. また、導光部(2)は多くの場合、 Further, the light guide unit (2) in many cases,
背面が光反射加工、射出面が光拡散加工されている。 Rear light reflection process, the exit surface is a light diffusing processing. 通常、これら導光部(2)と光源(3)はバックライトユニットとして一体化され、面光源化されている。 Normally, these light guide (2) light source (3) are integrated as a backlight unit, which provide surface light.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】LCDにより作成された表示画面は、それだけでは、画像としては観察することはできないので、図5に示すように、バックライトと一体的に用いて、透過光の強度分布という形で、実際に可視化される。 Display screen created by the LCD [0005] is only that, it is not possible to observe as an image, as shown in FIG. 5, using integrally with the backlight, the transmitted light in the form of intensity distribution, it is actually visible. 従って、バックライトに使われる電力が大きく、LCD自体の低消費電力という利点が生かし切れていなかった。 Accordingly, large power used for the backlight, advantages of low power consumption of the LCD itself has not expired alive.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解決するために成され、第1及び第2の透明基板上に液晶駆動用の電極が形成されてなる一対の電極基板間に液晶が封入され、前記電極と液晶とからなる画素が複数形成され、前記電極に所定の電圧を印加するとともに、液晶へ光を照射することにより、表示画像を作成する採光機構付液晶表示装置において、前記第1の電極基板の外側に、内向きの第1の光反射面が設けられるとともに、前記第1の電極基板または/及び第2の電極基板の対向面側の画素領域以外に、前記第1の光反射面に対向する第2の光反射面が設けられ、外部の光が液晶へ照射されることを特徴とする採光機構付液晶表示装置。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is made to solve the problem, a liquid crystal between a pair of electrode substrates which electrodes for driving liquid crystal is formed in the first and second transparent substrate There is enclosed, the pixels consisting of the electrode and the liquid crystal is formed with a plurality, applies a predetermined voltage to the electrode, by applying light to the liquid crystal, the liquid crystal display device with lighting mechanism that creates a display image, outside the first electrode substrate, the first light reflection face inward is provided, in addition to a surface facing the pixel area of ​​the first electrode substrate and / or the second electrode substrate, said first 1 of the second light reflecting surface facing is provided on the light reflecting surface, external light a liquid crystal display device with lighting mechanism, characterized in that it is irradiated onto the liquid crystal.

【0006】これにより、第1の透明基板自身が導光層となって外部からの光を導入し、この光が更に、第1の反射面により反射されて、液晶へ照射される。 [0006] Thus, the first transparent substrate itself is a light guiding layer by introducing the light from the outside, the light is further is reflected by the first reflecting surface, it is illuminated to the liquid crystal. また、非画素領域に照射された光は、第2の反射面により反射されて、第1の反射面に戻されて再び、液晶の画素領域に照射されるので、光の利用効率が高まり、明るい表示画面が得られる。 Further, the light irradiated to the non-pixel region is reflected by the second reflecting surface, again returned to the first reflecting surface, since it is irradiated to the liquid crystal of the pixel region, increased light utilization efficiency, bright display screen can be obtained.

【0007】特に、前記第1の電極基板と前記第1の反射面との間に光伝導性の高い導光層が設けられている構成である。 [0007] Particularly, a configuration in which photoconductive high light layer is provided between said first electrode substrate the first reflecting surface. これにより、導光量が大きくなり、明るい表示画面が得られる。 Thus, electric quantity increases, bright display screen can be obtained. 特に、前記第1の反射面の表面に偏光素子が設けられている構成である。 In particular, a configuration in which the polarizing element is provided on a surface of the first reflecting surface. これにより、外部から導入された光が直線偏光に変形されて液晶へ照射されるので、液晶にて旋光されて、所定の透過率に制御される。 Thus, the light introduced from the outside is irradiated is deformed into linearly polarized light to the liquid crystal, is optical rotation by the liquid crystal is controlled to a predetermined transmittance.

【0008】特に、前記第1の光反射面は、各画素に対応した凹面が設けられ、外部の光が画素領域に集光されて液晶へ照射される構成である。 [0008] Particularly, the first light reflecting surface is concave corresponding to each pixel is provided, a configuration in which external light is irradiated is focused on the pixel area to the liquid crystal. これにより、導入された光が効率的に画素領域に照射されるので、光の利用効率が更に高められ、より明るい表示画面が得られる。 Thus, the introduced light is irradiated to efficiently pixel region, the light use efficiency further enhanced, brighter display screen is obtained. 特に、前記第2の透明基板の画素領域以外には、遮光膜が設けられている構成である。 In particular, wherein the non-pixel region of the second transparent substrate, a structure in which light shielding film is provided.

【0009】これにより、観察面において、非画素領域の反射が防がれるので、表示品位が向上する。 [0009] Thus, in the observation plane, the reflection of the non-pixel region is prevented, thereby improving the display quality.

【0010】 [0010]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION is the 1 LCD sectional view with such lighting mechanism to an embodiment of the present invention. (10) (10)
はガラス等の第1の透明基板、(11)はAl、あるいはミラー等、少なくとも図の下方への第2の光反射層、 First transparent substrate, (11) Al or mirror or the like, the second light reflecting layer to below at least Figure, such as glass,
(12)は絶縁層、(13)はITO(Indiumu Tin Ox (12) is an insulating layer, (13) ITO (Indiumu Tin Ox
ide)等の透明導電膜からなる液晶駆動用の画素電極、 Pixel electrodes for driving the liquid crystal made of a transparent conductive film ide) etc.,
(14)は画素電極(13)に接続されたスイッチング素子で、例えばTFT(Thin Film Transistor)、(1 (14) is a switching element connected to the pixel electrode (13), for example, TFT (Thin Film Transistor), (1
5)は偏光板、あるいはビームスプリッタ等の第1の偏光素子、(16)はAl、ミラー等、少なくとも図の上方への第1の光反射層である。 5) The polarizing plate or the first polarizing element such as a beam splitter, (16,) is Al, mirror or the like, a first light-reflecting layer on the above at least FIG. また、この第1の透明基板(10)に対向する(20)はガラス等の第2の透明基板、(21)は遮光膜、(22)はAl、ミラー等の第2の光反射層、(23)はITO等からなる液晶駆動用の共通電極である。 Moreover, this is first opposed to the transparent substrate (10) (20) a second transparent substrate such as glass, (21) the light-shielding film, (22) is Al, the second light reflecting layer such as a mirror, (23) is a common electrode for driving liquid crystal formed of ITO or the like. これら、基板(10)と(20) These, and the substrate (10) (20)
の間には、液晶(30)が設けられている。 Between the liquid crystal (30) is provided. また、透明基板(20)の上方には、第2の偏光板(24)が設けられている。 Above the transparent substrate (20), a second polarizing plate (24) is provided.

【0011】共通電極(23)と液晶(30)は画素電極(13)により区画され、液晶を誘電層とした容量からなる画素を構成している。 [0011] The liquid crystal and the common electrode (23) (30) is defined by the pixel electrode (13) constitutes a pixel comprising the liquid crystal from the capacity and dielectric layer. 共通電極(23)には所定の信号電圧が供給され、画素電極(13)には、TFT The common electrode (23) predetermined signal voltage is supplied to the pixel electrode (13), TFT
(14)を介して液晶駆動用のデータ信号電圧が供給される。 The data signal voltage for driving liquid crystal is supplied via (14). 共通電極(23)と画素電極(13)間に印加された電圧により形成された電界の強度に依存して、液晶はその配向が変化される。 Depending on the intensity of the electric field formed by a voltage applied between the common electrode (23) and the pixel electrode (13), the liquid crystal is its orientation is changed.

【0012】本発明では、太陽光、室内照明などの外部光が第1の透明基板(10)の側面より導入され、第1 In the present invention, sunlight, external light such as room illumination is introduced from the side surface of the first transparent substrate (10), first
の光反射層(16)にて反射される。 Is reflected by the light reflecting layer (16). この反射光は第1 The reflected light is first
の偏光素子(15)にて、直線偏光に変形されて、液晶(30)へ照射される。 At the polarizing element (15), is deformed into a linearly polarized light is irradiated to the liquid crystal (30). 第1の透明基板(10)は採光が行えるように、従来のものよりも厚い1mm〜5mm As the first transparent substrate (10) can be performed lighting thicker than the conventional 1mm~5mm
程度のものが望ましい。 The extent of what is desirable.

【0013】液晶は(30)は画素毎に配向が制御されており、入射された直線偏光を旋光し、これが射出時に第2の偏光板(24)により絞り込まれて、所望の透過率に調整される。 [0013] The liquid crystal is narrowed down by (30) the second polarizing plate is controlled orientation for each pixel, and the optical rotation of the incident linearly polarized light, which at the time of injection (24), adjusted to a desired transmittance It is. このように、TFTを用いたLCDでは、電圧制御により画素毎に透過率が制御されるので、 Thus, in the LCD using TFT, since the transmittance is controlled for each pixel by the voltage control,
消費電力が低い。 Power consumption is low. しかし、実際にLCDの画面を視認するには、光を照射する必要があるので、光源の消費電力が大きく、全体としてみればLCD自身の低消費電力の利点が失われていた。 However, to actually view the screen of the LCD, it is necessary to irradiate light, large power consumption of the light source, low power consumption advantage of the LCD itself was lost as a whole.

【0014】このため、本発明では、外部から採光して液晶へ照射するようにすることで、光源を不要として、 [0014] Accordingly, the present invention is to be irradiated to the liquid crystal by daylight from the outside, as unnecessary light,
消費電力の低減した。 Reduction of power consumption was. また、第1の透明基板(10)または/及び第2の透明基板(20)上の、非画素領域には、第1の光反射層と対向する第2の光反射層(11) Also, on the first transparent substrate (10) and / or the second transparent substrate (20), the non-pixel region, the second light reflecting layer facing the first light reflecting layer (11)
または/及び(22)を設け、第1の光反射層(16) And / or (22) is provided, the first light reflecting layer (16)
より照射された光の中、非画素領域の光を反射して第1 Among the more irradiated light, the reflected light in the non-pixel region 1
の光反射層(16)へ返し、再び、画素領域へ照射されるようにしたことにより、光の利用効率が高まり、明るい表示画面が得られる。 Return of the light reflecting layer to (16), again, by that to be irradiated to the pixel region, increasing the light utilization efficiency, a bright display screen can be obtained.

【0015】図2は、本発明の第2の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 [0015] Figure 2 is a cross-sectional view of a lighting mechanism with LCD to a second embodiment of the present invention. 本実施の形態では、第1の透明基板(10)と第1の反射層(16)との間にアクリル樹脂等の高導光材からなる導光層(1 In this embodiment, the light guide layer made of a high light material such as an acrylic resin between the first transparent substrate (10) and the first reflective layer (16) (1
7)が設けられている。 7) is provided. 太陽光、室内照明等の外部の光は、導光層(17)から導入されて、LCDパネル内で満遍なく光が伝えられ、第1の光反射層にて反射されて液晶(30)へ照射される。 Sunlight, external light in the room lighting, etc. is introduced from the light guide layer (17), evenly light is transmitted by LCD panel, illuminated is reflected by the first light reflecting layer to the liquid crystal (30) It is. この反射光は第1の偏光素子にて直線偏光に変化されて、液晶(30)へ入射し、 The reflected light is changed to linearly polarized light by the first polarizing element, it enters the liquid crystal (30),
液晶(30)にて変調されて、第2の偏光板(24)より透過率が画素毎に制御されて射出される。 Is modulated by the liquid crystal (30), the transmittance than the second polarizing plate (24) is emitted is controlled for each pixel.

【0016】本実施の形態では、導光層(17)により採光量が増大するので、より明るい表示画面が得られる。 [0016] In this embodiment, since the lighting amount is increased by light guide layer (17), a brighter display screen is obtained. 図3は、本発明の第3の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 Figure 3 is a third sectional view of the attached lighting mechanism LCD according to an embodiment of the present invention. 本実施の形態では、第1の光反射層(16)の反射面が、各画素に対応する凹面状に加工されている。 In this embodiment, the reflecting surface of the first light reflecting layer (16) has been processed to a concave shape corresponding to each pixel. このため、第1の透明基板(10) Therefore, the first transparent substrate (10)
へ導入された外部光は、これら凹面(18)にて反射されて、画素領域へ集光される。 External light introduced into the is reflected by these concave (18), it is condensed into the pixel region. このため、採光から照光までの光の利用効率が高められ、より明るい表示画面が得られる。 Thus, enhanced efficiency of use of light to illuminate the lighting, the brighter the display screen is obtained.

【0017】図4は、本発明の第4の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 [0017] FIG. 4 is a fourth sectional view of with such lighting mechanism LCD to the embodiment of the present invention. 本実施の形態では、凹面加工を有する第1の光反射層(16)と第1の透明基板(10)との間に、アクリル樹脂等、光導光材からなる導光層(17)が設けられている。 In this embodiment, during the first light reflecting layer having a concave machining (16) and the first transparent substrate (10), acrylic resin, a light guide layer comprising a light beam member (17) is provided It is. このため、 For this reason,
太陽光、室内照明などの外部光は、導光層(17)に大量に導入され、第1の光反射層(16)中に形成された凹面(18)にて反射されて画素へ集められる。 Sunlight, external light such as room illumination is introduced in large quantities light guide layer (17) is collected to the pixel is reflected by the first light reflecting layer (16) formed in the concave surface (18) . このため、採光量、及び、採光から照光までの光の利用効率の両方が向上するので、更に明るい表示画面が得られる。 Therefore, lighting amount, and, because improves both efficiency of light to the illumination from the lighting is obtained brighter display screen.

【0018】 [0018]

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、液晶表示装置に採光機構を備えることにより、光源が無くても、 As is clear from the above description, by providing a lighting mechanism for a liquid crystal display device, even without the light source,
十分に明るい表示画面が得られ、低消費電力が実現された。 Sufficiently bright display screen is obtained, low power consumption is realized.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 1 is a first 1 LCD sectional view with such lighting mechanism to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 2 is a cross-sectional view of a lighting mechanism with LCD to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 3 is a third sectional view of the attached lighting mechanism LCD according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態にかかる採光機構付LCDの断面図である。 4 is a first 4 LCD sectional view with such lighting mechanism to an embodiment of the present invention.

【図5】従来のLCDの側面図である。 5 is a side view of a conventional LCD.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 LCD 2 導光部 3 光源 10,20 透明基板 11,16,22 光反射層 13 画素電極 14 TFT 15,24 偏光板 17 導光層 18 凹面 21 遮光膜 23 共通電極 1 LCD 2 light guide portion 3 light sources 10, 20 transparent substrate 11,16,22 light reflecting layer 13 pixel electrode 14 TFT 15, 24 polarizer 17 light guide layer 18 concave 21 light shielding film 23 common electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 真 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式 会社内 (72)発明者 小間 徳夫 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式 会社内 (72)発明者 西川 龍司 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式 会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Shin Shimizu Osaka Prefecture Moriguchi Keihanhondori 2-chome No. 5 No. 5 Sanyo shares in the company (72) inventor Norio Koma Osaka Prefecture Moriguchi Keihanhondori 2-chome 5 Ban No. 5 Sanyo shares in the company (72) inventor Ryuji Nishikawa Osaka Prefecture Moriguchi Keihanhondori 2-chome No. 5 No. 5 Sanyo shares in the company

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 第1及び第2の透明基板上に液晶駆動用の電極が形成されてなる一対の電極基板間に液晶が封入され、前記電極と液晶とからなる画素が複数形成され、 1. A liquid crystal is sealed in the first and second transparent substrate between a pair of electrode substrates which electrodes for driving liquid crystal is formed, a pixel composed of said electrode and the liquid crystal is formed with a plurality,
    前記電極に所定の電圧を印加するとともに、液晶へ光を照射することにより、表示画像を作成する採光機構付液晶表示装置において、 前記第1の電極基板の外側に、内向きの第1の光反射面が設けられるとともに、前記第1の電極基板または/及び第2の電極基板の対向面側の画素領域以外に、前記第1の光反射面に対向する第2の光反射面が設けられ、外部の光が液晶へ照射されることを特徴とする採光機構付液晶表示装置。 A predetermined voltage is applied to the electrode, by applying light to the liquid crystal, the liquid crystal display device with lighting mechanism that creates a display image, on the outside of the first electrode substrate, a first light inward with the reflecting surface is provided, in addition to the pixel area of ​​a surface facing the first electrode substrate and / or the second electrode substrate, the second light reflecting surface facing the first light reflecting surface is provided , external light a liquid crystal display device with lighting mechanism, characterized in that it is irradiated onto the liquid crystal.
  2. 【請求項2】 前記第1の電極基板と前記第1の反射面との間に光伝導性の高い導光層が設けられていることを特徴とする請求項1記載の採光機構付液晶表示装置。 2. A method according to claim 1 lighting mechanism with an LCD display of, wherein the photoconductive high light layer is provided between said first electrode substrate the first reflecting surface apparatus.
  3. 【請求項3】 前記第1の反射面の表面に偏光素子が設けられていることを特徴とする請求項1記載の採光機構付液晶表示装置。 Wherein said first reflecting surface lighting mechanism equipped liquid crystal display device according to claim 1, wherein a polarizing element provided on the surface of the.
  4. 【請求項4】 前記第1の光反射面は、各画素に対応した凹面が設けられ、外部の光が画素領域に集光されて液晶へ照射されることを特徴とする請求項1記載の採光機構付液晶表示装置。 Wherein said first light-reflecting surface is concave corresponding to each pixel is provided, external light according to claim 1, wherein the irradiated is condensed in a pixel region on the liquid crystal with lighting mechanism liquid crystal display device.
  5. 【請求項5】 前記第2の透明基板の画素領域以外には、遮光膜が設けられていることを特徴とする請求項1 5. In addition to the pixel area of ​​the second transparent substrate, according to claim 1, wherein a light shielding film is provided
    記載の採光機構付液晶表示装置。 The liquid crystal display device with a lighting mechanism described.
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