WO2018230302A1 - Liquid crystal display device - Google Patents
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Definitions
- a reflective liquid crystal display device has been proposed as a display device with high visibility under external light, but there is a problem that visibility is low in a dark place.
- a material obtained in the following steps Add 13.7 parts of 4-aminobenzoic acid to 500 parts of water and dissolve with sodium hydroxide. The obtained material is cooled, 32 parts of 35% hydrochloric acid is added at 10 ° C. or lower, 6.9 parts of sodium nitrite is added, and the mixture is stirred at 5 to 10 ° C. for 1 hour. Thereto is added 20.9 parts of aniline- ⁇ -sodium methanesulfonate, and sodium carbonate is added to adjust the pH to 3.5 while stirring at 20-30 ° C. Furthermore, stirring is completed to complete the coupling reaction, and filtration is performed to obtain a monoazo compound. The obtained monoazo compound is stirred at 90 ° C. in the presence of sodium hydroxide to obtain 17 parts of a monoazo compound of the chemical formula (2).
- a dye-based polarizing plate is suitable for the embodiment of the present invention because it has a short wavelength and hardly deteriorates even when UV light enters the polarizing element.
- any one of a phosphor, a quantum dot, and a quantum rod that receives light from a backlight 32 described later and emits light in a specific wavelength region can be applied.
- the visibility in a dark place is lowered by increasing the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less from the first polarizing plate 10 on the light incident side to the wavelength conversion layer 30.
- a new liquid crystal display device with improved visibility under external light can be provided.
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Abstract
A liquid crystal display device provided with a first polarizing plate disposed on the visible side of a liquid crystal layer, a second polarizing plate disposed on the reverse side of the liquid crystal layer from the visible side thereof, and a wavelength conversion layer for receiving light on the reverse side from the visible side of the second polarizing plate and outputting wavelength-converted light, the liquid crystal display device satisfying at least one condition from among the conditions that the transmittance in at least any region of the region of 380 nm or less of light incident from the visible side until the light reaches the wavelength conversion layer is 1% or greater, the transmittance in at least any region of the 380 nm-400 nm wavelength region is 3% or greater, and the transmittance in at least any region of the 400 nm-430 nm wavelength region is 5% or greater.
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device.
近年、液晶表示装置、有機エレクトロルミネセンス表示装置等の表示装置が普及してきている。一般的な液晶表示装置は、非発光型表示装置であって、白色LED等を光源とするバックライトからの光を液晶層にて画素ごとに光変調し、赤(R)、緑(G)、青(B)の各カラーフィルター層を透過させてカラー表示を行う。白色LEDは、発光効率がよく、寿命が長い等の特長がある。一方、白色LEDは、発熱による蛍光体の発光効率の低下(いわゆる温度消光)による光損失が大きい。また、カラーフィルター層によって白色LEDからの光を赤、緑及び青に分離する構造のため、バックライトの1/3程度の光しか実際には使用されず、液晶表示装置全体での光利用効率が低い。
In recent years, display devices such as liquid crystal display devices and organic electroluminescence display devices have become widespread. A general liquid crystal display device is a non-light-emitting display device, in which light from a backlight using a white LED or the like as a light source is light-modulated for each pixel by a liquid crystal layer, and red (R) and green (G). , Blue (B) is transmitted through each color filter layer to perform color display. The white LED has features such as good luminous efficiency and long life. On the other hand, the white LED has a large light loss due to a decrease in luminous efficiency of the phosphor due to heat generation (so-called temperature quenching). Also, because the color filter layer separates the light from the white LED into red, green and blue, only about 1/3 of the backlight is actually used, and the light utilization efficiency of the entire liquid crystal display device Is low.
In recent years, display devices such as liquid crystal display devices and organic electroluminescence display devices have become widespread. A general liquid crystal display device is a non-light-emitting display device, in which light from a backlight using a white LED or the like as a light source is light-modulated for each pixel by a liquid crystal layer, and red (R) and green (G). , Blue (B) is transmitted through each color filter layer to perform color display. The white LED has features such as good luminous efficiency and long life. On the other hand, the white LED has a large light loss due to a decrease in luminous efficiency of the phosphor due to heat generation (so-called temperature quenching). Also, because the color filter layer separates the light from the white LED into red, green and blue, only about 1/3 of the backlight is actually used, and the light utilization efficiency of the entire liquid crystal display device Is low.
また、バックライトとして紫外光源を用い、この紫外光源を励起光として赤、緑及び青の各色の蛍光体層を発光させる形式の液晶表示装置が開示されている。また、バックライトとして青色LEDを用い、青色LEDから出力される青色光を利用して赤色及び緑色の蛍光体層を発光させて赤色及び緑色の光を得ると共に、青色LEDからの青色光をそのまま透過させて青色の光を表示させる形式の液晶表示装置が開示されている。
Also disclosed is a liquid crystal display device of a type that uses an ultraviolet light source as a backlight and emits phosphor layers of red, green and blue colors using the ultraviolet light source as excitation light. In addition, a blue LED is used as a backlight, and red and green phosphor layers are emitted by using the blue light output from the blue LED to obtain red and green light, and the blue light from the blue LED is used as it is. A liquid crystal display device of a type that transmits blue light and displays it is disclosed.
また、液晶層が挟持された一対の基板と、一対の基板の一方側の背面に配置されたピーク波長380nm~420nmの範囲の光を発する発光ダイオードと、一対の基板の他方側に形成された偏光板とを備え、一対の基板の他方側に形成された偏光板の液晶層と反対側には、単位ピクセル毎に、ピーク波長が380nm~420nmの範囲の光を吸収して所定の色の光を発する蛍光体層を備えるサブピクセルを備え、蛍光体層の液晶層とは反対側の面には波長420nm以下の波長の光を反射又は吸収するフィルター層が形成された液晶表示装置が開示されている。
A pair of substrates sandwiching a liquid crystal layer; a light emitting diode that emits light having a peak wavelength in the range of 380 nm to 420 nm disposed on the back side of one side of the pair of substrates; and the other side of the pair of substrates. And a polarizing plate formed on the other side of the pair of substrates on the opposite side of the liquid crystal layer of each of the pair of substrates, each unit pixel absorbs light having a peak wavelength in the range of 380 nm to 420 nm and has a predetermined color. Disclosed is a liquid crystal display device that includes a subpixel including a phosphor layer that emits light, and a filter layer that reflects or absorbs light having a wavelength of 420 nm or less on a surface opposite to the liquid crystal layer of the phosphor layer. Has been.
ところで、いずれの表示装置も外光下での視認性が十分でないという問題がある。外光下での視認性が高い表示装置として反射型の液晶表示装置が提案されているが、暗所では視認性が低いという問題がある。
Incidentally, there is a problem that any of the display devices has insufficient visibility under external light. A reflective liquid crystal display device has been proposed as a display device with high visibility under external light, but there is a problem that visibility is low in a dark place.
そこで、本発明は、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a new liquid crystal display device that has improved visibility under external light without reducing visibility in a dark place.
本発明の1つの態様は、液晶層の視認側に配置された第1の偏光板と、液晶層を介して視認側と反対側に配置された第2の偏光板と、前記第2の偏光板の視認側と反対側に光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、を備え、視認側から入射する光について、前記波長変換層に到達するまでに380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たすことを特徴とする液晶表示装置である。
One aspect of the present invention includes a first polarizing plate disposed on the viewing side of the liquid crystal layer, a second polarizing plate disposed on the side opposite to the viewing side via the liquid crystal layer, and the second polarization A wavelength conversion layer that receives light on the side opposite to the viewing side of the plate and outputs wavelength-converted light, and has a wavelength region of 380 nm or less before reaching the wavelength conversion layer for light incident from the viewing side The transmittance of at least one of the regions is 1% or more, and the transmittance of at least any region of the wavelength region of 380 nm to 400 nm is 3% or more, and at least one of the wavelength regions of 400 nm to 430 nm. The liquid crystal display device is characterized by satisfying at least one condition in which the transmittance in the region of 5% is 5% or more.
本発明の別の態様は、前記液晶表示装置に使用される偏光板であって、380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たすことを特徴とする偏光板である。
Another aspect of the present invention is a polarizing plate used in the liquid crystal display device, wherein the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less is 1% or more and the wavelength region of 380 nm to 400 nm. A polarizing plate characterized by satisfying at least one condition in which the transmittance of at least one of the regions is 3% or more and the transmittance of at least one of the wavelength regions of 400 nm to 430 nm is 5% or more It is.
本発明によれば、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a new liquid crystal display device with improved visibility under external light without reducing visibility in a dark place.
<第1の実施の形態>
第1の実施の形態における液晶表示装置100は、図1の断面模式図に示すように、第1の偏光板10、対向基板12、カラーフィルター14、共通電極16、配向膜18、液晶層20、配向膜22、表示電極24、TFT基板26、第2の偏光板28、波長変換層30、バックライト32及び反射層34を含んで構成される。 <First Embodiment>
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, the liquidcrystal display device 100 in the first embodiment includes a first polarizing plate 10, a counter substrate 12, a color filter 14, a common electrode 16, an alignment film 18, and a liquid crystal layer 20. , Alignment film 22, display electrode 24, TFT substrate 26, second polarizing plate 28, wavelength conversion layer 30, backlight 32, and reflection layer 34.
第1の実施の形態における液晶表示装置100は、図1の断面模式図に示すように、第1の偏光板10、対向基板12、カラーフィルター14、共通電極16、配向膜18、液晶層20、配向膜22、表示電極24、TFT基板26、第2の偏光板28、波長変換層30、バックライト32及び反射層34を含んで構成される。 <First Embodiment>
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, the liquid
液晶表示装置100は、矢印で示すように、バックライト32から光を受けて、波長変換層30で波長変換された光を第1の偏光板10側から出力して画像を表示する装置として機能する。また、液晶表示装置100は、第1の偏光板10側から入射する外光を積極的に利用して、波長変換層30において外光を波長変換して出力することもできる。なお、図1は模式図であり、各構成要素の大きさ及び厚さは実際の値を反映していない。
The liquid crystal display device 100 functions as a device that displays light by receiving light from the backlight 32 and outputting the light wavelength-converted by the wavelength conversion layer 30 from the first polarizing plate 10 side, as indicated by arrows. To do. In addition, the liquid crystal display device 100 can positively utilize external light incident from the first polarizing plate 10 side, and can convert the external light by wavelength conversion in the wavelength conversion layer 30 and output it. FIG. 1 is a schematic diagram, and the size and thickness of each component do not reflect actual values.
本実施の形態では、液晶表示装置100としてアクティブマトリックス型液晶表示装置を例として説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、単純マトリックス型等の他の態様の液晶表示装置にも適用可能である。
In this embodiment, an active matrix liquid crystal display device is described as an example of the liquid crystal display device 100. However, the scope of application of the present invention is not limited to this, and a liquid crystal display of another mode such as a simple matrix type is used. It is also applicable to the device.
TFT基板26は、基板上にTFTを画素毎に配置して構成される。基板は、ガラス等の透明な基板である。基板は、液晶表示装置100を機械的に支持すると共に、光を透過して画像を表示するために用いられる。基板は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂からなるフレキシブル基板としてもよい。
The TFT substrate 26 is configured by arranging TFTs for each pixel on the substrate. The substrate is a transparent substrate such as glass. The substrate is used to mechanically support the liquid crystal display device 100 and to display an image by transmitting light. The substrate may be a flexible substrate made of a resin such as an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, or a polycarbonate resin.
図1では、TFTが2つ表されている。TFTのほぼ真ん中の下部(基板上)には、ゲートラインに接続されるゲート電極26aが配置される。ゲート電極26aを覆ってゲート絶縁膜26bが形成され、このゲート絶縁膜26bを覆って半導体層26cが形成される。ゲート絶縁膜26bは、例えばSiO2などの絶縁体で形成される。また、半導体層26cは、アモルファスシリコンや、ポリシリコンで形成され、ゲート電極26aの直上部分が不純物のほとんどないチャネル領域とされ、両側が不純物ドープによって導電性が付与されたソース領域およびドレイン領域とされる。TFTのドレイン領域の上にはコンタクトホールが形成され、そこに金属(例えば、アルミニウム)のドレイン電極が配置(電気的に接続)され、ソース領域の上にはコンタクトホールが形成され、そこに金属(例えば、アルミニウム)のソース電極が配置(電気的に接続)される。ドレイン電極はデータ電圧が供給されるデータラインに接続される。
In FIG. 1, two TFTs are shown. A gate electrode 26a connected to the gate line is disposed at a lower portion (on the substrate) in the middle of the TFT. A gate insulating film 26b is formed covering the gate electrode 26a, and a semiconductor layer 26c is formed covering the gate insulating film 26b. The gate insulating film 26b is formed of an insulator such as SiO 2 . The semiconductor layer 26c is formed of amorphous silicon or polysilicon, and a portion directly above the gate electrode 26a is a channel region having almost no impurities, and both sides are a source region and a drain region to which conductivity is given by impurity doping. Is done. A contact hole is formed on the drain region of the TFT, and a metal (for example, aluminum) drain electrode is disposed (electrically connected) thereon, and a contact hole is formed on the source region, in which the metal is formed. A source electrode (for example, aluminum) is disposed (electrically connected). The drain electrode is connected to a data line to which a data voltage is supplied.
対向基板12の視認側には、第1の偏光板10が配置され、TFT基板26のTFTが形成されていない側の表面には、第2の偏光板28が配置される。
The first polarizing plate 10 is disposed on the viewing side of the counter substrate 12, and the second polarizing plate 28 is disposed on the surface of the TFT substrate 26 where the TFT is not formed.
第1の偏光板10及び第2の偏光板28は、PVA(ポリビニルアルコール)系樹脂に二色性染料によって染色がなされ、さらに延伸することにより作製した染色系の偏光素子を含むものとすることが好適である。ここで、染料系材料は、アゾ化合物及び/又はその塩を含有することが好適である。
It is preferable that the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 include a dye-type polarizing element prepared by dyeing a PVA (polyvinyl alcohol) resin with a dichroic dye and further stretching it. It is. Here, the dye-based material preferably contains an azo compound and / or a salt thereof.
すなわち、以下の化学式を満たす染料系材料を用いることが好適である。
(1)式中R1、R2は各々独立に水素原子、低級アルキル基、低級アルコキシル基を示し、nは1又は2で示されるアゾ化合物及びその塩。
(2)R1、R2が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである(1)記載のアゾ化合物及びその塩。
(3)R1、R2が水素原子である(1)記載のアゾ化合物及びその塩。 That is, it is preferable to use a dye material satisfying the following chemical formula.
(1) In the formula, R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a lower alkyl group, or a lower alkoxyl group, and n is an azo compound represented by 1 or 2, or a salt thereof.
(2) The azo compound and salt thereof according to (1), wherein R1 and R2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, or a methoxy group.
(3) The azo compound and the salt thereof according to (1), wherein R1 and R2 are hydrogen atoms.
(2)R1、R2が各々独立に水素原子、メチル基、メトキシ基のいずれかである(1)記載のアゾ化合物及びその塩。
(3)R1、R2が水素原子である(1)記載のアゾ化合物及びその塩。 That is, it is preferable to use a dye material satisfying the following chemical formula.
(2) The azo compound and salt thereof according to (1), wherein R1 and R2 are each independently a hydrogen atom, a methyl group, or a methoxy group.
(3) The azo compound and the salt thereof according to (1), wherein R1 and R2 are hydrogen atoms.
例えば、以下に示す工程で得られる材料を用いることが好適である。4-アミノ安息香酸13.7部を水500部に加え、水酸化ナトリウムで溶解する。得られた物質を冷却して10℃以下で35%塩酸32部を加え、次に亜硝酸ナトリウム6.9部を加え、5~10℃で1時間攪拌する。そこへアニリン-ω-メタンスルホン酸ソーダ20.9部を加え、20~30℃で攪拌しながら、炭酸ナトリウムを加えてpH3.5とする。さらに、攪拌してカップリング反応を完結させ、濾過して、モノアゾ化合物を得る。得られたモノアゾ化合物を水酸化ナトリウム存在下、90℃で攪拌し、化学式(2)のモノアゾ化合物17部を得る。
For example, it is preferable to use a material obtained in the following steps. Add 13.7 parts of 4-aminobenzoic acid to 500 parts of water and dissolve with sodium hydroxide. The obtained material is cooled, 32 parts of 35% hydrochloric acid is added at 10 ° C. or lower, 6.9 parts of sodium nitrite is added, and the mixture is stirred at 5 to 10 ° C. for 1 hour. Thereto is added 20.9 parts of aniline-ω-sodium methanesulfonate, and sodium carbonate is added to adjust the pH to 3.5 while stirring at 20-30 ° C. Furthermore, stirring is completed to complete the coupling reaction, and filtration is performed to obtain a monoazo compound. The obtained monoazo compound is stirred at 90 ° C. in the presence of sodium hydroxide to obtain 17 parts of a monoazo compound of the chemical formula (2).
化学式(2)のモノアゾ化合物12部、4,4’-ジニトロスチルベン-2,2’-スルホン酸21部を水300部に溶解させた後、水酸化ナトリウム12部を加え、90℃で縮合反応させる。続いて、グルコース9部で還元し、塩化ナトリウムで塩析した後、濾過して化学式(3)で示されるアゾ化合物16部を得る。
12 parts of a monoazo compound of the formula (2) and 21 parts of 4,4′-dinitrostilbene-2,2′-sulfonic acid are dissolved in 300 parts of water, 12 parts of sodium hydroxide is added, and a condensation reaction is performed at 90 ° C. Let Subsequently, it is reduced with 9 parts of glucose, salted out with sodium chloride, and then filtered to obtain 16 parts of an azo compound represented by the chemical formula (3).
さらに、化合物(3)の染料を0.01%、シー・アイ・ダイレクト・レッド81を0.01%、特許2622748号公報の実施例1において示されている下記構造式(4)で示される染料を0.03%、特開昭60-156759号公報の実施例23において公開されている下記構造式(5)で示される染料0.03%及び芒硝0.1%の濃度とした45℃の水溶液に基板として厚さ75μmのポリビニルアルコール(PVA)を4分間浸漬する。このフィルムを3%ホウ酸水溶液中で50℃で5倍に延伸し、緊張状態を保ったまま水洗、乾燥する。これによって、中性色(平行位ではグレーで、直交位では黒色)となる染料系材料を得ることができる。
Furthermore, 0.01% of the dye of compound (3), 0.01% of C.I. Direct Red 81, represented by the following structural formula (4) shown in Example 1 of Japanese Patent No. 2622748 The concentration of the dye was 0.03%, the concentration of 0.03% of the dye represented by the following structural formula (5) disclosed in Example 23 of JP-A-60-156759, and 0.1% of sodium sulfate at 45 ° C. In this aqueous solution, polyvinyl alcohol (PVA) having a thickness of 75 μm is immersed for 4 minutes as a substrate. This film is stretched 5 times at 50 ° C. in a 3% boric acid aqueous solution, washed with water and dried while maintaining a tension state. This makes it possible to obtain a dye-based material that is neutral in color (gray in the parallel position and black in the orthogonal position).
通常の偏光素子は、樹脂にヨウ素およびヨウ素化合物によって染色した材料で形成されたヨウ素系の偏光素子である。しかしながら、ヨウ素およびヨウ素化合物は熱、湿度、短波長光、UV光に弱い。一方、染料(二色性染料)を用いる偏光素子は、熱、湿度、短波長光、UV光に強く、短波長やの光UV光が入射しても偏光素子の劣化はない。本発明の実施の形態では、第1の偏光板10側から入射する外光を積極的に利用して、波長変換層30において外光を波長変換して出力する。屋外で使用する場合、外光には短波長の光やUV光が多く含まれ、これらの光を透過させようとした場合、従来のヨウ素系の偏光板ではその特性から光学性能が劣化してしまうが、染料系偏光板では短波長、UV光が偏光素子に入射しても劣化しにくいので、本発明の実施の形態には好適である。
An ordinary polarizing element is an iodine-based polarizing element formed of a material dyed with resin and iodine compound. However, iodine and iodine compounds are vulnerable to heat, humidity, short wavelength light, and UV light. On the other hand, a polarizing element using a dye (dichroic dye) is resistant to heat, humidity, short wavelength light, and UV light, and the polarizing element does not deteriorate even when light UV light having a short wavelength is incident. In the embodiment of the present invention, external light incident from the first polarizing plate 10 side is actively used, and the wavelength conversion layer 30 converts the wavelength of the external light and outputs it. When used outdoors, the external light contains a lot of short-wavelength light and UV light, and when trying to transmit these lights, the optical performance of conventional iodine-based polarizing plates deteriorates due to their characteristics. However, a dye-based polarizing plate is suitable for the embodiment of the present invention because it has a short wavelength and hardly deteriorates even when UV light enters the polarizing element.
図7(a)、(b)は、第1の偏光板10及び第2の偏光板28に使用する偏光板の分光特性を示す。第1の偏光板10及び第2の偏光板28は、460nm以下の波長領域の光の透過率を高くする。具体的には、380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たしている。
FIGS. 7A and 7B show the spectral characteristics of the polarizing plates used for the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28. The first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 increase the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less. Specifically, the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less is 1% or more, and the transmittance of at least any region of the wavelength region of 380 nm to 400 nm is 3% or more, 400 nm to The transmittance of at least one of the wavelength regions of 430 nm satisfies at least one condition of 5% or more.
ここで、第1の偏光板10及び第2の偏光板28の波長410nmにおける透過率は、30%以上である。第1の偏光板10及び第2の偏光板28を平行に配置したときの波長410nmにおける透過率は20%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。また、第1の偏光板10及び第2の偏光板28の波長400nmにおける透過率は、25%以上である。第1の偏光板10及び第2の偏光板28を平行に配置したときの波長400nmにおける透過率は15%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。また、第1の偏光板10及び第2の偏光板28の波長380-390nmにおける透過率は、25%以上である。第1の偏光板10及び第2の偏光板28を平行に配置したときの波長380-390nmにおける透過率は15%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。
Here, the transmittance of the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 at a wavelength of 410 nm is 30% or more. The transmittance at a wavelength of 410 nm when the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 are arranged in parallel is 20% or more, and the transmittance when arranged at right angles is 5% or less. Moreover, the transmittance | permeability in wavelength 400nm of the 1st polarizing plate 10 and the 2nd polarizing plate 28 is 25% or more. The transmittance at a wavelength of 400 nm when the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 are arranged in parallel is 15% or more, and the transmittance when arranged orthogonally is 5% or less. Further, the transmittance of the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 at a wavelength of 380 to 390 nm is 25% or more. The transmittance at a wavelength of 380 to 390 nm when the first polarizing plate 10 and the second polarizing plate 28 are arranged in parallel is 15% or more, and the transmittance when arranged at right angles is 5% or less.
さらに、具体的には、染色されたPVA28aを短波長透過TAC、アクリル及びCOPのいずれかからなる基材28b,28cにより挟み込んだ構造とすることが好適である。第2の偏光板28の460nm以下の波長領域の光の透過率を高めるためには、460nm以下の波長領域の光に対する吸収剤の添加量を減らせばよい。例えば、通常、第2の偏光板28の基材28b,28cとなるTACには紫外線吸収剤等の短波長領域に対する吸収剤が含まれているので、当該吸収剤を減らすことにより460nm以下の波長領域の光の透過率を高めることができる。また、基材28b,28cとしてアクリルやCOPを用いることにより460nm以下の波長領域の光の透過率を高めることができる。なお、基材28b,28cを同じ材料で構成してもよいし、それぞれ別の材料で構成してもよい。また、短波長透過TACとは、従来の偏光板に用いるTACに含まれるUV吸収材を含まないようにするか、その添加量を少なくしたものである。
More specifically, it is preferable to have a structure in which the dyed PVA 28a is sandwiched between base materials 28b and 28c made of short wavelength transmission TAC, acrylic, or COP. In order to increase the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less of the second polarizing plate 28, the amount of the absorbent added to the light in the wavelength region of 460 nm or less may be reduced. For example, normally, the TAC to be the base materials 28b and 28c of the second polarizing plate 28 contains an absorber for a short wavelength region such as an ultraviolet absorber, so that the wavelength is 460 nm or less by reducing the absorber. The light transmittance of the region can be increased. Moreover, the transmittance | permeability of the light of the wavelength range of 460 nm or less can be raised by using an acryl and COP as the base materials 28b and 28c. The base materials 28b and 28c may be made of the same material, or may be made of different materials. Further, the short wavelength transmission TAC means that the UV absorber contained in the TAC used in the conventional polarizing plate is not included, or the addition amount thereof is reduced.
波長変換層30として、後述するバックライト32からの光を受けて特定の波長領域の光を放出する蛍光体、量子ドット、量子ロッドのいずれかを適用することができる。
As thewavelength conversion layer 30, any one of a phosphor, a quantum dot, and a quantum rod that receives light from a backlight 32 described later and emits light in a specific wavelength region can be applied.
As the
蛍光体は、画素毎に赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれか一つの光を発する材料を混合することが好適である。赤色蛍光体にはEu付活硫化物系赤色蛍光体、緑色蛍光体にはEu付活硫化物系緑色蛍光体、青色蛍光体にはEu付活リン酸塩系青色蛍光体を使用することができる。波長変換層30は、表示させたい色に応じて単一又は複数の蛍光体を含んでいるものとすることができる。
The phosphor is preferably mixed with a material that emits one of red (R), green (G), and blue (B) for each pixel. Eu-activated sulfide-based red phosphor is used for the red phosphor, Eu-activated sulfide-based green phosphor is used for the green phosphor, and Eu-activated phosphate-based blue phosphor is used for the blue phosphor. it can. The wavelength conversion layer 30 may include a single phosphor or a plurality of phosphors depending on the color to be displayed.
例えば、380nm以上460nm以下の範囲のバックライト32からの光や外光を吸収して、青色光及び黄色光を発する2種の蛍光体を含んでいる場合には、擬似的に白色光を得ることができる。また、赤色光、緑色光及び青色光の発する3種の蛍光体を含んでいる場合にも同様に白色光を得ることができる。また、ピーク波長が380nm以上460nm以下の範囲のバックライト32からの光や外光を吸収して任意の色の光を発する単一又は複数の蛍光体を適宜選択して用いることにより、任意の色の光を発することができる液晶表示装置が得られる。
For example, when two types of phosphors that absorb blue light and yellow light by absorbing light from the backlight 32 in the range of 380 nm to 460 nm and outside light are included, pseudo white light is obtained. be able to. Similarly, white light can be obtained when three kinds of phosphors emitting red light, green light, and blue light are included. Further, by appropriately selecting and using a single or a plurality of phosphors that absorb light from the backlight 32 having a peak wavelength in the range of 380 nm to 460 nm and external light and emit light of an arbitrary color, A liquid crystal display device capable of emitting colored light is obtained.
また、例えば、380nm以下の紫外光の波長範囲のバックライト32からの光を吸収して、所望の波長領域の光を発する青色光及び黄色光を発する2種の蛍光体を含んでいる場合には、擬似的に白色光を得ることができる。また、赤色光、緑色光及び青色光の発する3種の蛍光体を含んでいる場合にも同様に白色光を得ることができる。また、ピーク波長が380nm以下の範囲のバックライト32からの光を吸収して任意の色の光を発する単一又は複数の蛍光体を適宜選択して用いることにより、任意の色の光を発することができる液晶表示装置が得られる。
In addition, for example, when two kinds of phosphors that absorb light from the backlight 32 in the wavelength range of ultraviolet light of 380 nm or less and emit light in a desired wavelength range and emit yellow light are included. Can obtain pseudo white light. Similarly, white light can be obtained when three kinds of phosphors emitting red light, green light, and blue light are included. Further, light of any color is emitted by appropriately selecting and using single or plural phosphors that absorb light from the backlight 32 having a peak wavelength of 380 nm or less and emit light of any color. A liquid crystal display device can be obtained. *
また、波長変換層30は、複数の異なる特性を有する半導体材料を3次元的に周期的に配置した量子ドット構造や2次元的に周期的に配置した量子ロッドによっても実現することができる。量子ドットや量子ロッドは、異なるバッドギャップを有する半導体材料をnmオーダーの周期で繰り返し配置することによって、所望のバンドギャップを有する材料として機能させるものであり、バックライト32からの光を受けてバンドギャップに応じた波長領域の光を発する波長変換層30として利用することができる。具体的には、バックライト32の出力光の波長領域の光を吸収して、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれか一つの光を発する特性を有する量子ドット構造や量子ロッド構造を形成する。
The wavelength conversion layer 30 can also be realized by a quantum dot structure in which a plurality of semiconductor materials having different characteristics are periodically arranged in a three-dimensional manner or a quantum rod in which two-dimensionally and periodically are arranged. The quantum dots and quantum rods function as a material having a desired band gap by repeatedly arranging semiconductor materials having different bad gaps with a period of nm order. It can be used as the wavelength conversion layer 30 that emits light in a wavelength region corresponding to the gap. Specifically, a quantum dot structure having a characteristic of absorbing light in the wavelength region of the output light of the backlight 32 and emitting any one of red (R), green (G), and blue (B) A quantum rod structure is formed.
量子ドットは、例えば、中心核(コア)を、セレン化カドミウム(CdSe)で形成し、その外側を硫化亜鉛(ZnS)の被覆層(シェル)が覆う構造とすることができる。この直径を変えることで発光色をコントロールすることができる。たとえば赤(R)を発光させる場合は直径8.3nm、緑(G)を発光させる場合は直径3nm、青(B)を発光させる場合はさらに直径を小さくするとよい。また、中心核材料としては、リン化インジウム(InP)、硫化インジウム銅(CuInS2)、カーボン、グラフェン等を用いてもよい。
For example, the quantum dot may have a structure in which the central core (core) is formed of cadmium selenide (CdSe) and the outside thereof is covered with a zinc sulfide (ZnS) coating layer (shell). The emission color can be controlled by changing the diameter. For example, when emitting red (R), the diameter may be 8.3 nm, when emitting green (G), the diameter may be 3 nm, and when emitting blue (B), the diameter may be further reduced. Further, as the central core material, indium phosphide (InP), indium copper sulfide (CuInS 2 ), carbon, graphene, or the like may be used.
図2は、量子ドットにより構成されて波長変換層30の発光強度の波長依存性の例を示す。図2に示すように、波長変換層30によって波長630nm付近にピークをもつ赤(R)の波長領域の光、波長550nm付近にピークをもつ緑(G)の波長領域の光、波長460nm付近にピークをもつ青(B)の波長領域の光を発光する特性を持たせることができる。
FIG. 2 shows an example of the wavelength dependence of the emission intensity of the wavelength conversion layer 30 that is constituted by quantum dots. As shown in FIG. 2, the wavelength conversion layer 30 causes light in the red (R) wavelength region having a peak near 630 nm, light in the green (G) wavelength region having a peak near 550 nm, and near the wavelength of 460 nm. A characteristic of emitting light in a blue (B) wavelength region having a peak can be provided.
バックライト32は、光を出力する光源を含んで構成される。光源は、例えば、LEDとすることが好適である。バックライト32から出力される光の波長は、波長変換層30において波長変換に有効に利用され得る波長領域の光とすることが好適である。例えば、バックライト32は、ピーク波長が380nm以上460nm以下の波長領域の光を出力する光源又は380nm以下の波長領域の光を出力する光源とすることが好適である。
The backlight 32 includes a light source that outputs light. The light source is preferably an LED, for example. The wavelength of light output from the backlight 32 is preferably light in a wavelength region that can be effectively used for wavelength conversion in the wavelength conversion layer 30. For example, the backlight 32 is preferably a light source that outputs light in a wavelength region having a peak wavelength of 380 nm to 460 nm or a light source that outputs light in a wavelength region of 380 nm or less.
液晶表示装置100によれば、バックライト32からの光を波長変換層30にて波長変換して利用することによって、光の利用効率を高めることができる。これに伴って、液晶表示装置100におけるエネルギー効率を向上させることができ、低消費電力の液晶表示装置100を実現することができる。なお、波長変換層30として、量子ドット構造の半導体層を適用することにより、蛍光体を利用する場合に比べてさらに低消費電力とすることができる。
According to the liquid crystal display device 100, the light utilization efficiency can be increased by converting the wavelength of the light from the backlight 32 in the wavelength conversion layer 30 and using it. Accordingly, energy efficiency in the liquid crystal display device 100 can be improved, and the liquid crystal display device 100 with low power consumption can be realized. In addition, by applying a semiconductor layer having a quantum dot structure as the wavelength conversion layer 30, the power consumption can be further reduced as compared with the case of using a phosphor.
反射層34は、入射する光を反射する層である。反射層34は、少なくとも波長変換層30で波長変換に利用できる波長領域の光を反射する材料で構成することが好適である。反射層34は、例えば、銀等の金属を含む材料で構成することができる。
The reflective layer 34 is a layer that reflects incident light. The reflective layer 34 is preferably made of a material that reflects light in a wavelength region that can be used for wavelength conversion at least by the wavelength conversion layer 30. The reflective layer 34 can be made of a material containing a metal such as silver, for example.
TFT基板26のTFTが形成された側の面には、表示電極24が設けられる。この表示電極24は画素毎に分離された個別電極であり、例えばITO(インジウム・チン・オキサイド)などによる透明電極である。表示電極24は、TFT基板26に形成されたソース電極に接続される。
The display electrode 24 is provided on the surface of the TFT substrate 26 on which the TFT is formed. The display electrode 24 is an individual electrode separated for each pixel, for example, a transparent electrode made of ITO (indium tin oxide) or the like. The display electrode 24 is connected to a source electrode formed on the TFT substrate 26.
表示電極24を覆って、液晶を垂直に配向させる配向膜22が形成される。配向膜22は、ポリイミド等の樹脂材料によって構成される。配向膜22は、例えば、ポリイミド樹脂となるN-メチル-2-ピロリジノンの5wt%溶液を表示電極24上に印刷し、180℃から280℃程度の加熱により硬化させた後、ラビング布によってラビングを行うことにより配向処理して形成することができる。
An alignment film 22 is formed to cover the display electrode 24 and to align the liquid crystal vertically. The alignment film 22 is made of a resin material such as polyimide. For the alignment film 22, for example, a 5 wt% solution of N-methyl-2-pyrrolidinone serving as a polyimide resin is printed on the display electrode 24, cured by heating at about 180 to 280 ° C., and then rubbed with a rubbing cloth. By performing the alignment treatment, it can be formed.
このとき光配向膜を用いることも可能で、光配向膜を用いれば130℃以下の低温プロセスが容易になる。また光配向では、視野角特性を向上させるため、光の照射方向を変えることで1画素内の領域で配向方向を変えて画素分割させてもよい。さらにラビング、光配向などの配向処理は行わず、画素電極と表示電極24のいずれかまたは両方にスリットを設けることによる斜め電界で配向方向を決定させてもよい(特開平05-222282号公報)。また表示電極24と共通電極16のいずれかまたは両方の上に突起(特開平06-104044号公報)を形成して配向制御してもよい。
At this time, it is possible to use a photo-alignment film. If the photo-alignment film is used, a low-temperature process of 130 ° C. or less is facilitated. Further, in the photo-alignment, in order to improve the viewing angle characteristics, the pixel may be divided by changing the alignment direction in an area within one pixel by changing the light irradiation direction. Further, the alignment direction may be determined by an oblique electric field by providing a slit in one or both of the pixel electrode and the display electrode 24 without performing an alignment process such as rubbing or optical alignment (Japanese Patent Laid-Open No. 05-222282). . Further, the orientation may be controlled by forming a projection (Japanese Patent Laid-Open No. 06-104044) on either or both of the display electrode 24 and the common electrode 16.
次に、対向基板12側の構成及び製造方法について説明する。対向基板12は、ガラス等の透明な基板である。対向基板12は、液晶表示装置100を機械的に支持すると共に、外部から太陽光等の外光を透過して波長変換層30等に入射させるために用いられる。対向基板12は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂からなるフレキシブル基板としてもよい。
Next, the configuration and manufacturing method on the counter substrate 12 side will be described. The counter substrate 12 is a transparent substrate such as glass. The counter substrate 12 mechanically supports the liquid crystal display device 100 and is used to transmit external light such as sunlight from the outside and enter the wavelength conversion layer 30 and the like. The counter substrate 12 may be a flexible substrate made of a resin such as an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, or a polycarbonate resin.
一方、対向基板12の視認側の反対側には、カラーフィルター14が形成される。カラー表示の場合、通常RGBの3つの画素を合わせて、カラー表示の表示画素と機能し、各画素毎にRGBいずれかの色のカラーフィルターが配置される。
On the other hand, a color filter 14 is formed on the side opposite to the viewing side of the counter substrate 12. In the case of color display, the three pixels of normal RGB are combined to function as a display pixel for color display, and a color filter of one of RGB colors is arranged for each pixel.
図3は、カラーフィルター14の透過率の波長依存性の例を示す。図3に示すように、カラーフィルター14は、波長560nm以上の赤(R)の波長領域を透過する赤(R)のカラーフィルター、波長450nm以上630nm以下の波長領域を透過する緑(G)のカラーフィルター、波長380nm以上560nm以下の波長領域を透過する青(B)のカラーフィルターを組み合わせたものとすることができる。したがって、波長変換層30から発光される赤(R)、緑(G)、青(B)の光をそれぞれ透過させることができる。
FIG. 3 shows an example of the wavelength dependence of the transmittance of the color filter 14. As shown in FIG. 3, the color filter 14 is a red (R) color filter that transmits a red (R) wavelength region having a wavelength of 560 nm or more, and a green (G) that transmits a wavelength region of 450 nm to 630 nm. A color filter and a blue (B) color filter that transmits a wavelength region of 380 nm to 560 nm may be combined. Therefore, red (R), green (G), and blue (B) light emitted from the wavelength conversion layer 30 can be transmitted.
カラーフィルター14上には、共通電極16が形成される。共通電極16は、例えばITO(インジウム・チン・オキサイド)などによる透明電極である。
A common electrode 16 is formed on the color filter 14. The common electrode 16 is a transparent electrode made of, for example, ITO (indium tin oxide).
共通電極16上には、配向膜18が形成される。配向膜18は、ポリイミド等の樹脂材料によって構成される。配向膜18は、例えば、ポリイミド樹脂となるN-メチル-2-ピロリジノンの5wt%溶液を共通電極16上に印刷し、110℃から280℃程度の加熱により硬化させた後、ラビング布によってラビングを行うことにより配向処理して形成することができる。配向膜18の配向方向は、配向膜22の配向方向と直交する方向とする。
An alignment film 18 is formed on the common electrode 16. The alignment film 18 is made of a resin material such as polyimide. For the alignment film 18, for example, a 5 wt% solution of N-methyl-2-pyrrolidinone serving as a polyimide resin is printed on the common electrode 16, cured by heating at about 110 to 280 ° C., and then rubbed with a rubbing cloth. By performing the alignment treatment, it can be formed. The alignment direction of the alignment film 18 is a direction orthogonal to the alignment direction of the alignment film 22.
このとき光配向膜を用いることも可能で、光配向膜を用いれば130℃以下の低温プロセスが容易になる。また光配向では、視野角特性を向上させるため、光の照射方向を変えることで1画素内の領域で配向方向を変えて画素分割させてもよい。さらにラビング、光配向などの配向処理は行わず、画素電極と表示電極24のいずれかまたは両方にスリットを設けることによる斜め電界で配向方向を決定させてもよい(特開平05-222282号公報)。また表示電極24と共通電極16のいずれかまたは両方の上に突起(特開平06-104044号公報)を形成して配向制御してもよい。
At this time, it is possible to use a photo-alignment film. If the photo-alignment film is used, a low-temperature process of 130 ° C. or less is facilitated. Further, in the photo-alignment, in order to improve the viewing angle characteristics, the pixel may be divided by changing the alignment direction in an area within one pixel by changing the light irradiation direction. Further, the alignment direction may be determined by an oblique electric field by providing a slit in one or both of the pixel electrode and the display electrode 24 without performing an alignment process such as rubbing or optical alignment (Japanese Patent Laid-Open No. 05-222282). . Further, the orientation may be controlled by forming a projection (Japanese Patent Laid-Open No. 06-104044) on either or both of the display electrode 24 and the common electrode 16.
さらに、配向膜18と配向膜22とを向かい合わせるようにして、配向膜18と配向膜22との間に液晶層20が封止される。配向膜18と配向膜22との間にスペーサ(図示しない)を挿入し、配向膜18と配向膜22との間に液晶を注入して周囲を封止材(図示しない)によって封止することにより液晶層20が形成される。
Further, the liquid crystal layer 20 is sealed between the alignment film 18 and the alignment film 22 so that the alignment film 18 and the alignment film 22 face each other. A spacer (not shown) is inserted between the alignment film 18 and the alignment film 22, a liquid crystal is injected between the alignment film 18 and the alignment film 22, and the periphery is sealed with a sealing material (not shown). Thus, the liquid crystal layer 20 is formed.
液晶層20は、配向膜18と配向膜22とによって配向が制御され、液晶層20の液晶の初期(電界非印加時)の配向状態は配向膜18と配向膜22とによって決定される。そして、表示電極24と共通電極16との間に電圧を印加することによって、表示電極24と共通電極16との間に電界が生じて液晶層20の配向が制御されて光の透過/不透過が制御される。ここで、液晶層20は、誘電率異方性が負の液晶からなる。
The alignment of the liquid crystal layer 20 is controlled by the alignment film 18 and the alignment film 22, and the initial alignment state of the liquid crystal in the liquid crystal layer 20 (when no electric field is applied) is determined by the alignment film 18 and the alignment film 22. Then, by applying a voltage between the display electrode 24 and the common electrode 16, an electric field is generated between the display electrode 24 and the common electrode 16, and the orientation of the liquid crystal layer 20 is controlled so that light is transmitted / not transmitted. Is controlled. Here, the liquid crystal layer 20 is made of a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy.
ここで、光入射側である第1の偏光板10から波長変換層30の直前までの460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。具体的には、第1の偏光板10から波長変換層30の直前までの380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たすことが好適である。
Here, it is preferable to increase the transmittance of light in a wavelength region of 460 nm or less from the first polarizing plate 10 on the light incident side to immediately before the wavelength conversion layer 30. Specifically, the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less from the first polarizing plate 10 to immediately before the wavelength conversion layer 30 is 1% or more of the wavelength regions of 380 nm to 400 nm. It is preferable that the transmittance of at least one region is 3% or more and at least one of the transmittances of at least one of the wavelength regions of 400 nm to 430 nm is 5% or more.
そこで、液晶表示装置100では、上記のように、第1の偏光板10における460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。具体的には、第1の偏光板10の380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たすことが好適である。また、第2の偏光板28における460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。具体的には、第2の偏光板28の380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たすことが好適である。
Therefore, in the liquid crystal display device 100, it is preferable to increase the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less in the first polarizing plate 10 as described above. Specifically, the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less of the first polarizing plate 10 is 1% or more, and the transmittance of at least any region of the wavelength regions of 380 nm to 400 nm. Is preferably 3% or more, and satisfying at least one condition in which the transmittance in at least one of the wavelength regions of 400 nm to 430 nm is 5% or more. In addition, it is preferable to increase the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less in the second polarizing plate 28. Specifically, the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less of the second polarizing plate 28 is 1% or more, and the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm to 400 nm. Is preferably 3% or more, and satisfying at least one condition in which the transmittance in at least one of the wavelength regions of 400 nm to 430 nm is 5% or more.
また、配向膜18及び/又は配向膜22の膜厚を薄くすることにより460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。配向膜18及び/又は配向膜22の膜厚は、50nm以下にすることが好適であり、5nm以下にすることがより好適である。これにより、配向膜18及び/又は配向膜22における460nm以下の波長領域の光の吸収を抑えることができ、当該波長領域における透過率を高めることができる。
Further, it is preferable to increase the light transmittance in the wavelength region of 460 nm or less by reducing the thickness of the alignment film 18 and / or the alignment film 22. The film thickness of the alignment film 18 and / or the alignment film 22 is preferably 50 nm or less, and more preferably 5 nm or less. Thereby, the absorption of light in the wavelength region of 460 nm or less in the alignment film 18 and / or the alignment film 22 can be suppressed, and the transmittance in the wavelength region can be increased.
また、液晶層20を薄くすることにより460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることが好適である。液晶層20の厚さは、4μm以下にすることが好適であり、3μm以下にすることがより好適であり、2μm以下にすることがさらに好適である。このとき、液晶層20におけるレターデーションを好適な値にするために、液晶層20の膜厚に合わせて液晶層20の屈折率Δnを調整することが好適である。例えば、レターデーションを0.4μmにするためには、液晶層20の厚さを4μmにしたときには屈折率Δnを0.1とし、液晶層20の厚さを3μmにしたときには屈折率Δnを0.15とし、液晶層20の厚さを2μmにしたときには屈折率Δnを0.2とするようにすればよい。
Further, it is preferable to increase the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less by thinning the liquid crystal layer 20. The thickness of the liquid crystal layer 20 is preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less, and even more preferably 2 μm or less. At this time, in order to set the retardation in the liquid crystal layer 20 to a suitable value, it is preferable to adjust the refractive index Δn of the liquid crystal layer 20 in accordance with the film thickness of the liquid crystal layer 20. For example, in order to set the retardation to 0.4 μm, the refractive index Δn is 0.1 when the thickness of the liquid crystal layer 20 is 4 μm, and the refractive index Δn is 0 when the thickness of the liquid crystal layer 20 is 3 μm. When the thickness of the liquid crystal layer 20 is 2 μm, the refractive index Δn may be 0.2.
また、TFT基板26は、その厚さを500μm以下とすることが好適であり、さらに200μm以下にすることがより好適である。また、TFT基板26として、不純物の少ないホウケイ酸ガラス、石英ガラス、サファイアガラス等を使用することも好適である。これにより、460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることができる。
Further, the thickness of the TFT substrate 26 is preferably 500 μm or less, and more preferably 200 μm or less. Further, it is also preferable to use borosilicate glass, quartz glass, sapphire glass, or the like with few impurities as the TFT substrate 26. Thereby, the transmittance of light in a wavelength region of 460 nm or less can be increased.
また、表示電極24は、その膜厚を50nm以下とすることが好適であり、さらには20nm以下とすることがより好適である。また、共通電極16は、その膜厚を50nm以下とすることが好適であり、さらには20nm以下とすることが好適である。これにより、460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることができる。
The display electrode 24 preferably has a film thickness of 50 nm or less, and more preferably 20 nm or less. The common electrode 16 preferably has a film thickness of 50 nm or less, and more preferably 20 nm or less. Thereby, the transmittance of light in a wavelength region of 460 nm or less can be increased.
なお、460nm以下の波長領域の光の透過率を高くするためのこれらの構成は単独で採用してもよいし、複数を組み合わせてもよい。
Note that these configurations for increasing the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less may be employed singly or in combination.
このように、光入射側である第1の偏光板10から波長変換層30までの460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることによって、第1の偏光板10側から入射する外光の短波長成分を波長変換層30まで到達させ、外光による発光を効率的に利用することができる。特に、カラーフィルター14の青色のフィルターを透過する光を有効利用することができる。これにより、屋外等の外光下においてもコントラストの高い、視認性に優れた液晶表示装置100とすることができる。
Thus, by increasing the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less from the first polarizing plate 10 on the light incident side to the wavelength conversion layer 30, the external light incident from the first polarizing plate 10 side. The short wavelength component of the light reaches the wavelength conversion layer 30 and the light emitted by the external light can be used efficiently. In particular, the light transmitted through the blue filter of the color filter 14 can be used effectively. Thereby, the liquid crystal display device 100 having high contrast and excellent visibility even under outside light such as outdoors can be obtained.
<第2の実施の形態>
第2の実施の形態における液晶表示装置200は、TFTを用いたアクティブ型の液晶表示装置の構成としたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第2の実施の形態では、パッシブ型の液晶表示装置200について説明する。 <Second Embodiment>
Although the liquidcrystal display device 200 in the second embodiment is configured as an active liquid crystal display device using TFTs, the scope of application of the present invention is not limited to this. In the second embodiment, a passive liquid crystal display device 200 will be described.
第2の実施の形態における液晶表示装置200は、TFTを用いたアクティブ型の液晶表示装置の構成としたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。第2の実施の形態では、パッシブ型の液晶表示装置200について説明する。 <Second Embodiment>
Although the liquid
第2の実施の形態における液晶表示装置200は、図4の断面模式図に示すように、第1の偏光板10、対向基板12、共通電極16、配向膜18、液晶層20、配向膜22、表示電極24、基板36、第2の偏光板28、波長変換層30、バックライト32及び反射層34を含んで構成される。
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 4, the liquid crystal display device 200 according to the second embodiment includes a first polarizing plate 10, a counter substrate 12, a common electrode 16, an alignment film 18, a liquid crystal layer 20, and an alignment film 22. , The display electrode 24, the substrate 36, the second polarizing plate 28, the wavelength conversion layer 30, the backlight 32, and the reflection layer 34.
パッシブ型の液晶表示装置200では、アクティブ型の液晶表示装置100と比べてTFTが形成されるTFT基板26が基板36に置き換えられている点で主に異なる。基板36は、ガラス等の透明な基板である。基板36は、液晶表示装置200を機械的に支持すると共に、外部から太陽光等の外光を透過させるために用いられる。基板36は、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂からなるフレキシブル基板としてもよい。
The passive liquid crystal display device 200 is mainly different from the active liquid crystal display device 100 in that the TFT substrate 26 on which the TFT is formed is replaced with a substrate 36. The substrate 36 is a transparent substrate such as glass. The substrate 36 mechanically supports the liquid crystal display device 200 and is used for transmitting external light such as sunlight from the outside. The substrate 36 may be a flexible substrate made of a resin such as an epoxy resin, a polyimide resin, an acrylic resin, or a polycarbonate resin.
液晶表示装置200においても、光入射側である第1の偏光板10から波長変換層30までの460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることにより、第1の実施の形態と同様に、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置を提供することができる。
Also in the liquid crystal display device 200, by increasing the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less from the first polarizing plate 10 on the light incident side to the wavelength conversion layer 30, the same as in the first embodiment. Thus, it is possible to provide a new liquid crystal display device with improved visibility under external light without reducing visibility in a dark place.
なお、図5に示すように、反射型の液晶表示装置300としてもよい。液晶表示装置300は、図5の断面模式図に示すように、第1の偏光板10、対向基板12、共通電極16、配向膜18、液晶層20、配向膜22、表示電極24、基板36、第2の偏光板28、波長変換層30及び反射層34を含んで構成される。すなわち、液晶表示装置200に比べて、液晶表示装置300ではバックライト32が設けられていない点で異なる。
Note that, as shown in FIG. 5, a reflective liquid crystal display device 300 may be used. As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 5, the liquid crystal display device 300 includes a first polarizing plate 10, a counter substrate 12, a common electrode 16, an alignment film 18, a liquid crystal layer 20, an alignment film 22, a display electrode 24, and a substrate 36. The second polarizing plate 28, the wavelength conversion layer 30, and the reflection layer 34 are included. In other words, the liquid crystal display device 300 is different from the liquid crystal display device 200 in that the backlight 32 is not provided.
液晶表示装置300においても、光入射側である第1の偏光板10から波長変換層30までの460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることにより、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置を提供することができる。
Also in the liquid crystal display device 300, the visibility in a dark place is lowered by increasing the transmittance of light in the wavelength region of 460 nm or less from the first polarizing plate 10 on the light incident side to the wavelength conversion layer 30. Thus, a new liquid crystal display device with improved visibility under external light can be provided.
また、図6の断面模式図に示すように、反射層34を半透過型として、反射層34の裏側(視認側の反対側)にバックライト32を設けた半透過型の液晶表示装置400としてもよい。例えば、反射層34は、アルミニウム(Al)薄膜又は銀(Ag)薄膜により構成することができる。反射層34の反射率は、アルミニウム(Al)薄膜又は銀(Ag)薄膜の膜厚によって調整することができる。
Further, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, as the transflective liquid crystal display device 400 in which the reflective layer 34 is a semi-transmissive type and the backlight 32 is provided on the back side (opposite the viewing side) of the reflective layer 34. Also good. For example, the reflective layer 34 can be composed of an aluminum (Al) thin film or a silver (Ag) thin film. The reflectance of the reflective layer 34 can be adjusted by the film thickness of an aluminum (Al) thin film or a silver (Ag) thin film.
液晶表示装置400においても、光入射側である第1の偏光板10から波長変換層30までの460nm以下の波長領域の光の透過率を高くすることにより、暗所での視認性を低下させることなく、外光下での視認性をも高めた新たな液晶表示装置を提供することができる。
Also in the liquid crystal display device 400, visibility in a dark place is lowered by increasing the transmittance of light in a wavelength region of 460 nm or less from the first polarizing plate 10 on the light incident side to the wavelength conversion layer 30. Thus, a new liquid crystal display device with improved visibility under external light can be provided.
Claims (23)
- 液晶表示装置であって、
液晶層の視認側に配置された第1の偏光板と、液晶層を介して視認側と反対側に配置された第2の偏光板と、前記第2の偏光板の視認側と反対側に光を受けて波長変換された光を出力する波長変換層と、を備え、
視認側から入射する光について、前記波長変換層に到達するまでに380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たす。 A liquid crystal display device,
A first polarizing plate disposed on the viewing side of the liquid crystal layer, a second polarizing plate disposed on the opposite side to the viewing side via the liquid crystal layer, and a viewing side opposite to the viewing side of the second polarizing plate A wavelength conversion layer that receives light and outputs wavelength-converted light, and
For light incident from the viewing side, the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less until reaching the wavelength conversion layer is 1% or more and at least one of the wavelength regions of 380 nm to 400 nm. And the transmittance of at least one of the wavelength regions of 400 nm to 430 nm satisfies at least one condition of 3% or more. - 請求項1に記載の液晶表示装置であって、
前記波長変換層の視認側と反対側にバックライトを備える。 The liquid crystal display device according to claim 1,
A backlight is provided on the side opposite to the viewing side of the wavelength conversion layer. - 請求項2に記載の液晶表示装置であって、
前記バックライトは、少なくとも430nm以下の波長領域の光を発光する。 The liquid crystal display device according to claim 2,
The backlight emits light in a wavelength region of at least 430 nm or less. - 請求項2又は3に記載の液晶表示装置であって、
前記バックライトと前記波長変換層の間に反射層を備え、
前記反射層は、半透過型である。 A liquid crystal display device according to claim 2 or 3,
A reflective layer is provided between the backlight and the wavelength conversion layer,
The reflective layer is a transflective type. - 請求項1に記載の液晶表示装置であって、前記波長変換層の視認側と反対側に反射層を備える。 The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a reflective layer on a side opposite to the viewing side of the wavelength conversion layer.
- 請求項4又は5に記載の液晶表示装置であって、
前記反射層は、アルミニウム薄膜又は銀薄膜を含む。 The liquid crystal display device according to claim 4 or 5,
The reflective layer includes an aluminum thin film or a silver thin film. - 請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板の少なくとも1つは、波長410nmにおける透過率が30%以上である。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6,
At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a transmittance of 30% or more at a wavelength of 410 nm. - 請求項1~7のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板を平行に配置したときの波長410nmにおける透過率は20%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 7,
The transmittance at a wavelength of 410 nm when the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged in parallel is 20% or more, and the transmittance when arranged perpendicularly is 5% or less. - 請求項1~8のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板の少なくとも1つは、波長400nmにおける透過率が25%以上である。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 8,
At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a transmittance of 25% or more at a wavelength of 400 nm. - 請求項1~9のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板を平行に配置したときの波長400nmにおける透過率は15%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 9,
The transmittance at a wavelength of 400 nm when the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged in parallel is 15% or more, and the transmittance when arranged orthogonally is 5% or less. - 請求項1~10のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板の少なくとも1つは、波長380-390nmにおける透過率が25%以上である。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 10,
At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a transmittance of 25% or more at a wavelength of 380 to 390 nm. - 請求項1~11のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板を平行に配置したときの波長380-390nmにおける透過率は15%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 11,
The transmittance at a wavelength of 380 to 390 nm when the first polarizing plate and the second polarizing plate are arranged in parallel is 15% or more, and the transmittance when arranged perpendicularly is 5% or less. - 請求項1~12のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板の少なくとも1つは、染色されたPVAをTAC、COP及びアクリルのいずれかで挟み込んだ構造を有する。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 12,
At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate has a structure in which dyed PVA is sandwiched between any of TAC, COP, and acrylic. - 請求項1~13のいずれか1項に記載の液晶表示装置であって、
前記第1の偏光板及び前記第2の偏光板の少なくとも1つは、単体又は複数の染料で染色したPVAからなる。 The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 13,
At least one of the first polarizing plate and the second polarizing plate is made of PVA dyed with a single dye or a plurality of dyes. - 請求項1~6のいずれか1項に記載の液晶表示装置に使用される偏光板であって、
380nm以下の波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が1%以上、380nm~400nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が3%以上、400nm~430nmの波長領域のうちの少なくともいずれかの領域の透過率が5%以上の少なくとも1つの条件を満たす。 A polarizing plate used in the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6,
The transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm or less is 1% or more, and the transmittance of at least one of the wavelength regions of 380 nm to 400 nm is 3% or more of the wavelength region of 400 nm to 430 nm. The transmittance of at least one of the regions satisfies at least one condition of 5% or more. - 請求項15に記載の偏光板であって、
波長410nmにおける透過率が30%以上である。 The polarizing plate according to claim 15,
The transmittance at a wavelength of 410 nm is 30% or more. - 請求項15又は16に記載の偏光板であって、
2つを平行に配置したときの波長410nmにおける透過率は20%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。 The polarizing plate according to claim 15 or 16,
When the two are arranged in parallel, the transmittance at a wavelength of 410 nm is 20% or more, and when the two are arranged orthogonally, the transmittance is 5% or less. - 請求項15~17のいずれか1項に記載の偏光板であって、
波長400nmにおける透過率が25%以上である。 The polarizing plate according to any one of claims 15 to 17,
The transmittance at a wavelength of 400 nm is 25% or more. - 請求項15~18のいずれか1項に記載の偏光板であって、
2つを平行に配置したときの波長400nmにおける透過率は15%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。 The polarizing plate according to any one of claims 15 to 18,
When the two are arranged in parallel, the transmittance at a wavelength of 400 nm is 15% or more, and when the two are arranged orthogonally, the transmittance is 5% or less. - 請求項15~19のいずれか1項に記載の偏光板であって、
波長380-390nmにおける透過率が25%以上である。 The polarizing plate according to any one of claims 15 to 19,
The transmittance at a wavelength of 380 to 390 nm is 25% or more. - 請求項15~20のいずれか1項に記載の偏光板であって、
2つを平行に配置したときの波長380-390nmにおける透過率は15%以上であり、直交に配置したときの透過率は5%以下である。 The polarizing plate according to any one of claims 15 to 20,
When the two are arranged in parallel, the transmittance at a wavelength of 380 to 390 nm is 15% or more, and when the two are arranged orthogonally, the transmittance is 5% or less. - 請求項15~21のいずれか1項に記載の偏光板であって、
染色されたPVAを、TAC、COP及びアクリルのいずれかで挟み込んだ構造を有する。 The polarizing plate according to any one of claims 15 to 21,
It has a structure in which dyed PVA is sandwiched between TAC, COP and acrylic. - 請求項15~22のいずれか1項に記載の偏光板であって、
前記偏光板は単体又は複数の染料で染色したPVAからなる。
The polarizing plate according to any one of claims 15 to 22,
The polarizing plate is made of PVA dyed with a single dye or a plurality of dyes.
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