TWI242662B - Liquid crystal display apparatus and electronic machine - Google Patents

Description

1242662 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於液晶顯示裝置及電子機器’尤其’關於 透過模式時，可進行對比高的顯示之半透過反射型的液晶 顯示裝置的構成者。 【先前技術】

反射型液晶顯示裝置，係因爲不具有背光等的光源， 可使消費電力變小，在以往多使用於種種的攜帶電子機器 或裝置的付屬的顯示部等。

但，利用自然光或照明光等的外光加以顯示之故，於 灰暗的場所中，有難以辨識顯示的問題。於此，提案有於 明亮的場所中，與平常的反射型液晶顯示裝置相同，利用 外光，於灰暗的場所中，經由內部的光源，可辨識顯示之 形態的液晶顯示裝置。即，此液晶顯示裝置，係採用兼備 反射型和透過型的顯示方式，對應周圍的明亮度，經由反 射模式，透過模式任一的顯示方式之切換，減低消費電力 ，即使於周圍爲灰暗的場所，亦可進行明亮的顯示。以下 ’本說明書中，此種液晶顯示裝置，稱爲「半透過反射型 液晶顯示裝置」。 作爲半透過反射型液晶顯示裝置的形態，提案有於鋁 等的金屬膜’將形成光透過用的狹縫之反射膜具備於下基 板內面之液晶顯示裝置。此時，來自設置於下基板外面的 背光的光線’則穿過狹縫，供給於透過顯示，另一方面， -4- (2) 1242662 由上基板側入射之光，係經由反射膜反射，供給於反射顯 示，反射膜係作爲半透過反射膜加以工作。 【發明內容】 [欲解決發明之課題] 根據上述的液晶顯示裝置，無關於外光的有無，雖可 進行顯示的辨識，但有較反射模式時，透過模式時的明亮 度不足的問題。此係主要賦與透過模式時的顯示的光量， 僅爲通過設置於反射膜之狹縫光量之故。 又，於其他構成之半透過反射型液晶顯示裝置，難以 得反射模式和透過模式的平衡，例如於反射模式中，成爲 明亮且著色少的條件下，於透過模式，無法得到充分對比 高的顯示，另一方面’於透過模式，得到對比高的顯示條 件時，於反射模式，會產生著色等的不妥之情形。 本發明係爲解決上述課題，於具備反射模式，透過模 式之半透過反射型的液晶顯示裝置，於反射模式及透過模 式，可進行明亮的顯示之同時，尤其，可提供於透過模式 ，可進行對比高的顯示之半透過反射型的液晶顯示裝置爲 目的’又’可提供具備該液晶顯示裝置之電子機器爲目的 [爲解決課題之手段] 爲達成上述目的，本發明的液晶顯示裝置，係於相互 對向的上基板和下基板間，挾持液晶層，經由透過模式和 -5- (3) 1242662 反射模式之切換，進行透過模式和反射模式之切 顯示之半透過反射型之液晶顯示裝置，具備設置 晶層之上側的上偏光層，和設於該液晶層之下側 偏光層，和設於該下反射偏光層之更爲下側的下 和設於前述下基板之外面側的照明裝置，於前述 光層形成透光部的同時略正交地形成前述下偏 過軸和前述下反射偏光層之透過軸，前述下偏光 度較前述下反射偏光層之偏光度爲大地加以形成 對於本發明的偏光度而言，對於與偏光層的透過 直線偏光的該偏光層，透過率爲 T2時， 丁2)/(Tl+T2)xl 00(% )値。 根據如此的液晶顯示裝置，可提升透過模式 明亮度，可得到高對比的顯示之同時，亦可確保 時的明亮度，於反射模式及透過模式的雙方，皆 亮的顯示。即，本發明中，可將具備透光部之下 層，作爲半透過反射膜使用，藉由透光部，照明 線，則供予透過顯示。然後，透過下偏光層，可 射偏光層所反射之光回收利用之故，可提升透過 示的明亮度。更且，下偏光層的透過軸和下反射 透過軸略正交地形成，將下偏光層的偏光度較下 層的偏光度爲大地加以形成之故，例如，於下偏 與透過軸正交的光線（與下反射偏光層的透過軸 線）則難以透過，即使於下偏光層，正交於透過 ，透過光時，於下反射偏光層中，偏光度相對爲 換，進行 於前述液 之下反射 偏光層， 下反射偏 光層之透 層之偏光 。然而， 軸垂直的 爲（Τ1 - 時的顯示 反射模式 可提供明 反射偏光 裝置的光 將於下反 模式之顯 偏光層的 反射偏光 光層中， 平行的光 軸的光線 小之故， -6 - (4) 1242662 透過該下反射層的光線，則難以透過下反射偏光層，因此 ，可抑制漏光的發生。結果，可提升透過模式之對比，可 提供顯示特性，優質的液晶顯示裝置。 然而，令下偏光層之偏光度爲Pa，令下反射偏光層 之偏光度爲Pr時，滿足Pa DPr，此時’上述漏光抑制效 果更爲顯著。 上述下反射偏光層，係成爲積層成爲稜鏡形狀的介電 質干涉膜的構成。具體而言，於表面形成周期性溝槽之基 板上，例如，將Si所成層時，和Si02所成層交互複數積 層而形成，即所謂可將三維光學結晶層做爲下反射偏光層 。此時，入射光中，垂直於基板的溝槽方向的成分，係透 過光學結晶，平行於溝槽的成分，則成反射，即，經由與 入射光的稜鏡形狀之方向關係，決定是否透過介電質干涉 膜。 又，上述下反射偏光層，係可於金屬反射膜，設置複 數的微細狹縫狀的開口部而構成。具體而言，可於形成於 基板上之鋁等的反射率高的金屬反射膜，使用將複數的狹 縫以所定的間隔形成者。此時，入射光中，平行狹縫長度 方向的成分，則反射垂直於狹縫長度方向的成分，則成爲 透過。 接著，本發明的電子機器，係具備先前記載的本發明 液晶顯示裝置爲特徵。根據此構成，可實現具備於透過模 式時可得對比高的顯示優質顯示部之電子機器。 (5) 1242662 【實施方式】 [發明的實施形態] 以下，本發明實施形態，參照圖面，進行說明。 (液晶顯不裝置） 第1圖係顯示對於第1實施形態的液晶顯示裝置之部份 截面構造圖。本實施形態，係被動矩陣方式的半透過反射 型彩色液晶顯示裝置的例子。然而，於以下的圖面中，爲 使圖面易於辨識，各構成要素的膜厚或寸法的比率等則適 切加以調配。 本實施形態的液晶顯示裝置1，係如第1圖所示’具備 對向配置下基板2和上基板3，於挾持此上下基板2，3空間 ’挾持由STN(Super Twisted Nematic)液晶所成液晶4所槪 略構成液晶面板1，和配設於此液晶面板1後面側（下基板2 的外面側）背光（照明裝置）5而槪略構成。然而，各基板2 ’ 3的液晶4側稱爲內面側，與此相反側稱爲外面側。 玻璃或樹脂等所成下基板2的內面側中，依序積層形 成下反射偏光層6，和絶緣膜7，於此絶緣膜7上，由ITO 等的透明導電膜所成條紋狀的掃描電極8，則向圖示横方 向延伸，被覆此掃描電極8地，積層由聚醯亞胺等所成配 向膜9。又，下反射偏光層6中，爲透過由背光5射出光線 之狹縫（開口部）i 〇，則設置於各畫素。又，下基板2的外 面側中，設置下偏光板2 1。下偏光板2 1，係該透過軸與下 反射偏光板6的透過軸略正交地形成，更且，該偏光度較 -8- (6) 1242662 下反射偏光板6的偏光度爲大地構成。具體而言’令下偏 光板21的偏光度爲Pa，令下反射偏光層6的偏光度爲Pr 時，滿足 PaDl.lPr，例如，本實施形態中’ Pa = 99%， P r = 9 0 %。 另一方面，玻璃或樹脂等所成上基板3的內面側中， 與下基板2的掃描電極8正交地，紅，綠，藍的彩色濾光片 1 1，延伸於紙面垂直方向，依此順序返覆排列，於其上， 積層平坦化經由此彩色濾光片1 1形成的凹凸之平坦化膜1 2 。然後，於平坦化膜12上，由ITO等的透明導電膜所成條 紋狀的訊號電極14 ’向紙面垂直方向延伸，於此掃描電極 14上，積層形成由聚醯亞胺等所成配向膜15。又，上基板 3的外面側中，前方散亂板1 6，和相位差板1 7，和上偏光 板1 3，則依此順序積層於上基板3上地設置。更且，於背 光5的下面側（與液晶面板1的反對側），設置反射板1 8。 下反射偏光層6係如第3圖所示，積層成爲稜鏡形狀介 電質干涉膜地加以構成。如第3圖所示的反射偏光層6，係 於表面，於形成周期的構槽之基板60上，將Si作爲主體 加以構成之層6 1，和將S i 0 2作爲主體加以構成之層6 2， 交互複數積層地形成，即所謂三維光學結晶層。如此，積 層成爲稜鏡形狀層構成的光學結晶，係於光的傳運特性具 有異方性，由圖示上面側入射光線時，垂直於此入射光的 基板6 0的溝槽方向的成分，則透過光學結晶，平行於前述 構槽的成分，則成爲反射。 即，透過如第3圖所示的反射偏光層6的光Et，係於 (7) 1242662 基板60的溝槽成爲垂直的偏光，反射之光Er，係於前述 溝槽成爲平行的偏光。然而，各層61，62的積層間隔D， 係爲0 · 1 μπι程度，形成於基板6 0上構槽的間隔P，係爲 3〜5 μιη程度。又，於本實施形態中，反射偏光層6的透過 軸’乃垂直於第1圖的紙面加以配置。即，如第3圖所示基 板60的構槽，平行於第丨圖的紙面加以配置，於此反射偏 光層6的一部份，設置爲透過由背光5的光線的開口部1 0。 然而，作爲下反射偏光層6的變形例，如第4圖所示， 於金屬反射膜，使用設置複數的微細狹縫狀的開口部構成 的下反射偏光層6 7爲佳。第4圖係顯示於金屬反射膜，設 置複數的微細的狹縫之反射偏光層的一例之斜視圖。此時 的反射偏光層67，係於形成基板70上之鋁或銀等的高反射 率的金屬反射膜7 1，將複數的狹縫72以所定的間隔形成。 複數的狹縫72，係相互平行，狹縫寛度P s乃於各狹縫72 幾乎相同。各部的尺寸雖未特別限定，此金屬反射膜7 1的 膜厚，係100〜400程度，狹縫72的寛度Ps係30nm〜3 0 0nm ，一個金屬反射膜71的寛度Pm，係30nm〜300nm。 如此構成的反射偏光層，係由上面側入射光線時’平 行於狹縫72的長度方向成分，則反射，垂直於狹縫72的長 度方向成份，則透過。即，透過如第4圖所示反射偏光層 光線Et，乃成爲垂直於狹縫7 2之偏光，經由此反射偏光 層所反射之光Er，係平行於狹縫72的偏光。又’於本實 施形態，反射偏光層67的透過軸，垂直於第1圖的紙面地 加以配置。SP，如第4圖所示狹縫7 2的長度方向’平行於 -10- (8) 1242662 第1圖的紙面地加以配置，於此反射偏光層67的一部份， 設置爲透過由背光5的光線之開口部1 〇。 本實施形態的液晶顯示裝置1，係如上述，於下偏光 板2 1和下反射偏光層6，略正交各透過軸地形成，下偏光 板21的偏光度（例如Pa-99% )較下反射偏光層6的偏光度（ 例如Pr = 90% )爲大地形成。又，下反射偏光層6，係具備 狹縫1 〇地構成，作爲半透過反射膜加以工作。於此，對於 本實施形態的液晶顯示裝置1的一個顯示特性，參照第2圖 ，進行說明。第2圖係顯示液晶顯示裝置1的一個顯示特性 之槪略說明圖，僅顯示構成要素的主要部模式圖。 此時，例如如第2(a)圖右側顯示，透過下偏板2 1，可 回收利用於下反射偏光層。反射之光線。又，下偏光板 2 1，係偏光度相對變大之故，該下偏光板2 1中，與透過軸 (第2圖中紙面垂直方向）正交的光線，則難以透過的。即 使，如第2 (a)圖左側所示，於下偏光板2 1，透過正交於透 過軸的光線，下反射偏光層6，相對地偏光度變小之故， 透過該下反射板2 1時，亦難以透過下反射偏光層6。 另一方面，如第2(b)圖所示，例如將下偏光板21’的 偏光度，相對變小，下反射偏光層6 ’的偏光度，相對變大 時，下偏光板2 Γ中，容易透過與透過軸正交的光線。又 ，透過該下偏光板2 1，光線，亦容易透過下反射偏光層6， 之故，則成爲漏光的原因，而成爲招致對比降低的原因。 如此，如第2 (a)圖所示本實施形態的液晶顯示裝置1 中，較第2 (b)圖所示的構成，尤其可抑制透過模式之漏光 - 11 - (9) 1242662 的發生，可提升透過模式之對比。 (電子機器） 接著’對於具備上述實施形態的液晶顯示裝置之電子 機器的例子，進行說明。 第5 ( a)圖’係顯示攜帶電話一例的斜視圖。於此圖中 ，符號1 000係顯示攜帶電話本體，符號1001係顯示使用上 述實施形態的液晶顯示裝置之液晶顯示部。

第5(b)圖，係顯示手錶型電子機器一例的斜視圖。於 此圖中，符號1 1 0 0係顯示手錶本體，符號1 1 〇 1係顯示使用 上述實施形態的液晶顯示裝置之液晶顯示部。 第5(c)圖’係顯示文字處理機，個人電腦等的攜帶型 資訊處理裝置一例的斜視圖。於第5 (c)圖中，符號1 2 0 0係 顯示資訊處理裝置，符號1 202係顯示鍵盤等的輸入部，符 號1 204係顯示資訊處理裝置本體，符號12〇 6係顯示使用上 述實施形態的液晶顯示裝置之液晶顯示部。

如第5(a)〜（〇圖所示電子機器，係具備使用上述實施 形態的液晶顯示裝置之液晶顯示部，可實現可具有透過模 式明亮顯示之顯示部之電子機器。 於上述實施形態的液晶顯示裝置1，變化種種下偏光 板21的偏光度Pa，下反射偏光層6的偏光度Pr値，對於 透過模式之對比加以評比，對比爲1 0以上者爲□，介於 〇·5〜10者爲〇，未滿〇.5者爲□。結果如表1所示。 -12- (10) !242662 【表1】

Pa(% ) Pr(% ) Pa/Pr 對比 ，施例1 99 90 1.1 ◎ ，施例2 95 80 1.18 ◎ ，施例3 90 85 1.06 〇 j匕較例1 8 5 90 0.94 Δ P a / P r於1 · 1的實施例1中，透過顯不對比爲1 4 ’ P a / P r 爲1 · 1 8的實施例2中，透過顯示的對比爲1 5，顯示對比高 ’辨識性優的顯示。另一方面，P a /P r於0 · 0 6的實施例3中 ，透過顯示的對比爲7，較實施例1，2，變爲若干劣等的 結果。又，Pa/Pr於0.94的比較例1中，對比成爲4，較實 施例1〜3顯示爲低値。 由以上的結果，本實施形態的液晶顯示裝置1中，於 下偏光層12的偏光度Pa，和下反射偏光層6的偏光度Pr， Pa/Pr的値，爲1.1以上的場合，於透過模式，可進行高對 比的顯示，至少Pa較Pr爲大地設定，可實現辨識性優質 的透過顯不。 【發明效果】 如以上說明，本發明的液晶顯示裝置，係將下偏光層 的透過軸和下反射偏光層的透過軸呈正交，下偏光層的偏 光度較下反射偏光層的偏光度爲大地形成之故，可提升透 過時的顯示明亮度，可得到高對比的顯示。 -13- (11) 1242662 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明一實施形態的液晶顯示裝置的部 份截面圖。 第2圖係顯示第1圖的液晶顯示裝置的顯示特性之槪略 說明圖。 第3圖係顯不本發明的液晶顯示裝置的下反射偏光層 的一例斜視圖。 第4圖係顯不本發明的液晶顯不裝置的下反射偏光層 不同的例子斜視圖。 第5(a)〜（〇圖係'顯示本發明的電子機器—例的斜視圖 [符號說明] 1 :液晶顯不裝置 2 :下基板 3 :上基板 4 :液晶（液晶層） 5 :背光（照明裝置） 6 :下反射偏光層 1 3 :上偏光板（上偏光層） 21 :下偏光板（下偏光層）

Claims (1)

1. /\ ^ K Ά xx .，传、 Μ), ^1r I I, . v -... --^.. -----…__ν·_1·)/〜· 拾、申請專利範圍 1. 一種液晶顯示裝置，屬於在於相互對向之上基板和 下基板間，挾持液晶層，經由透過模式和反射模式之切換 ，進行顯示之半透過反射型之液晶顯示裝置，其特徵係具 備

   設於前述液晶層之上側的上偏光層，和設於該液晶層 之下側之下反射偏光層，和設於該下反射偏光層之更爲下 側的下偏光層，和設於前述下基板之外面側的照明裝置； 於前述下反射偏光層形成透光部的同時，略正交地形 成前述下偏光層之透過軸和前述下反射偏光層之透過軸， 前述下偏光層之偏光度較前述下反射偏光層之偏光度爲大 地加以形成。 2 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，其中，令 前述下偏光層之偏光度爲Pa、令前述下反射偏光層之偏 光度爲Pr時，滿足Pag l.lPr。

   3 ·如申請專利範圍第1項或第2項之液晶顯示裝置，其 中，前述下反射偏光層爲堆積成爲稜鏡形狀之介電質干涉 膜的構成。 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項之液晶顯示裝置，其 中，前述下反射偏光層爲於金屬反$射膜設置複數之微細狹 縫狀之開口部的構成。 5 . —種電子機器’其特徵係具備如申請專利範圍第1 項至第4項之任一項之液晶顯示裝置。 -15-