JP2009008710A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009008710A JP2009008710A JP2007167218A JP2007167218A JP2009008710A JP 2009008710 A JP2009008710 A JP 2009008710A JP 2007167218 A JP2007167218 A JP 2007167218A JP 2007167218 A JP2007167218 A JP 2007167218A JP 2009008710 A JP2009008710 A JP 2009008710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- layer
- display device
- crystal display
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 26
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 15
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 22
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
本発明は、外光を反射して表示するモードと背面照明を点灯して表示するモードと備えた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device provided with a mode for displaying by reflecting external light and a mode for displaying by lighting a backlight.
従来、反射型表示モードでは見えないロゴ等の絵柄が、背面照明装置点灯時に影絵のような背景となって見えるという演出効果を持った装置が広く知られており、時計に適用した例として特許文献1に開示されたものがある。また液晶表示装置に適用した例としては特許文献2に開示されたものがある。 Conventionally, devices with a staging effect that a pattern such as a logo that cannot be seen in the reflective display mode appears as a background like a shadow picture when the backlighting device is turned on are widely known, and patents are examples of applications to watches There is one disclosed in Document 1. An example applied to a liquid crystal display device is disclosed in Patent Document 2.
特許文献1では、発光体であるエレクトロルミネセンス層、絵柄を印刷した印刷層、ハーフミラーからなる半透明層、白色印刷層の積層構造が示されている。外光を利用する反射モードでは、ハーフミラーで反射する光量に比べ、ハーフミラーを透過してエレクトロルミネッセンス層で反射した後再びハーフミラーを透過する光量の方が著しく小さいので、印刷層に印刷された絵柄は白色印刷層上では見えない。一方、エレクトロルミネッセンス層の発光を利用する透過モードでは、印刷層の絵柄が白色印刷層に投影されはっきり視認できるようになる。 Patent Document 1 shows a laminated structure of an electroluminescent layer that is a light emitter, a printed layer on which a pattern is printed, a translucent layer made of a half mirror, and a white printed layer. In the reflection mode that uses external light, the amount of light that is transmitted through the half mirror and reflected by the electroluminescence layer after passing through the half mirror is remarkably smaller than the amount of light that is reflected by the half mirror. The pattern is not visible on the white print layer. On the other hand, in the transmission mode using the light emission of the electroluminescence layer, the pattern of the printing layer is projected onto the white printing layer so that it can be clearly seen.
特許文献2の第5実施形態には、背面照明装置点灯時に背景に絵柄やロゴを映し出す液晶表示装置において、反射表示モードでは絵柄やロゴが見えづらくなるように反射率を調整するため、2枚の反射型偏光板の軸をずらしたハーフミラー(半透過反射層)を使用したものが開示されている。 In the fifth embodiment of Patent Document 2, in a liquid crystal display device that displays a pattern or logo on the background when the backlighting device is turned on, the reflectance is adjusted so that it is difficult to see the pattern or logo in the reflective display mode. The one using a half mirror (semi-transmissive reflective layer) in which the axis of the reflective polarizing plate is shifted is disclosed.
この特許文献2の実施形態5を図5で説明する。図5はこの従来技術の液晶表示装置の積層情況を示す断面図である。なお縮尺は適宜変更している(以下同様)。各層の部材は、密着しているが説明ため図面上では適宜分離させている(以下同様)。 Embodiment 5 of Patent Document 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the stacking situation of this prior art liquid crystal display device. The scale is changed as appropriate (the same applies hereinafter). The members of each layer are in close contact with each other, but are appropriately separated on the drawings for the sake of explanation (the same applies hereinafter).
図5によりこの従来例の部材の積層構造を説明する。背面照明装置57、絵柄が印刷された透光性フィルム56、散乱層55、第2の反射型偏光板54、第1の反射型偏光板53、2枚のガラス基板52a、52dとシール52cで形成された空間に液晶52bを封入した液晶セル52、吸収型偏光板51が積層している。吸収型偏光板51は、透過軸と平行な偏光を透過し、透過軸と垂直な偏光を吸収する。反射型偏光板53、54は、透過軸と平行な偏光を透過し、透過軸に対し垂直な反射軸に平行な偏光を反射する。液晶セル52は液晶分子が厚み方向に90°捻れたツイストネマチック液晶セルである。第2の反射型偏光板54の反射軸は、第1の反射型偏光板53の反射軸から角度θだけ傾いている。第1と第2の反射型偏光板53、54の積層体は、角度θで反射率(および透過率)が決まるハーフミラーである。また吸収型偏光板51と第1の反射型偏光板53の透過軸は垂直となっているものとする。
The laminated structure of this conventional member will be described with reference to FIG.
まず反射モードを説明する。液晶セル52は、透明基板52a、52dの内面に形成された電極(図示せず)により液晶52bに閾値以上の電圧を印加していない平面領域(以下オフ領域と称する)と、充分に高い電圧を印加した平面領域(以下オン領域と称する)を有する。
First, the reflection mode will be described. The
オフ領域では、吸収型偏光板51を抜けてきた偏光が液晶層で90°旋光し、第1の吸収型偏光板53に達する。このとき吸収型偏光方向と第1の吸収型偏光板53の透過軸は平行なので、偏光は第1の吸収型偏光板53を透過し、第2の偏光板54に達する。ここ
で偏光方向と第2の吸収型偏光板54の透過軸は角度θ(反射軸とは90°−θ)の関係にあるので、偏光の反射軸成分SIN(θ)が反射され、これが視認側に戻ってくる。なお第2の反射型偏光板54を抜け、背面照明装置57から反射して戻ってくる光は無視した。
In the off region, the polarized light passing through the absorption-type polarizing plate 51 is rotated by 90 ° in the liquid crystal layer and reaches the first absorption-
オン領域では、吸収型偏光板51を抜けた偏光は旋光されないので、第1の反射型偏光板53で反射され、そのまま視認側に戻ってくる。
In the ON region, the polarized light that has passed through the absorption polarizing plate 51 is not rotated, so that it is reflected by the first reflective polarizing
以上のように、この液晶表示装置は、反射モードにおいてコントラスト比が1/SIN(θ)となる表示を行う。なお、オフ領域、オン領域とも鏡面反射しているので、表示状態としてはメタル調となる。 As described above, this liquid crystal display device performs display in which the contrast ratio is 1 / SIN (θ) in the reflection mode. Since both the off region and the on region are specularly reflected, the display state is a metal tone.
次に背面照明装置57を点灯した場合の透過モードを説明する。背面照明装置57から出射した光で透過性フィルム56の絵柄が散乱層55に投影される。散乱層55から視認側に出射した光のうち第2の反射型偏光板54の透過軸と平行な成分が透過する。さらにこの偏光のうち第1の反射型偏光板53の透過軸成分COS(θ)が透過する。
Next, the transmission mode when the
この偏光は、オフ領域では液晶で90°旋光してから吸収型偏光板51を透過し、オン領域では旋光しないため吸収型偏光板51に吸収される。観察者は、オフ領域とオン領域から形成される画像と、散乱層55に形成された投影像とを重ね合わせた画像を見ることになる。
This polarized light is rotated by 90 ° in the liquid crystal in the off region and then transmitted through the absorptive polarizing plate 51, and is absorbed by the absorptive polarizing plate 51 because it is not rotated in the on region. The observer sees an image obtained by superimposing an image formed from the off region and the on region and a projection image formed on the
文献2の液晶表示装置は、影絵的な演出効果に加え、反射モードでミラー調の表示を行うという演出効果を備えていたため多少複雑な構成になっていた。背面照明装置点灯時に絵柄を映し出すだけなら、文献1と文献2の組合せで簡単に実現できる。この断面図を図6に示す。なお図5の従来例と同じ部材は、同一の符号を付し、重複する説明は省略する(以下同様)。 The liquid crystal display device of Document 2 has a slightly complicated structure because it has a rendering effect of performing a mirror-like display in a reflection mode in addition to a shadowy rendering effect. If only the pattern is displayed when the back lighting device is turned on, it can be easily realized by the combination of Document 1 and Document 2. This sectional view is shown in FIG. The same members as those in the conventional example of FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted (the same applies hereinafter).
図6において、背面照明装置57、透過性フィルム56、ハーフミラー63、散乱層62、下側の吸収型偏光板61、液晶セル52、上側の吸収型偏光板51が積層している。これは反射表示モードと透過表示モードを持った液晶表示装置に絵柄用の透過性フィルム56を挿入したものに相当する。こうして透過表示モードのときだけ絵柄が散乱層62に投影され視認できるようになる。なお、この機能を付加した場合は反射モードで絵柄が見えないようにハーフミラーの反射率を高めに設定しておくとよい。
しかしながら図6に示すような液晶表示装置であっても、積層する部材の種類や数が多く複雑な構造となってしまう。 However, even a liquid crystal display device as shown in FIG. 6 has a complicated structure with many types and number of members to be laminated.
本発明は、上記従来技術の有する問題に鑑みてなされたものであり、簡単な積層構造で影絵的な演出効果を実現することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of realizing a shadow effect with a simple laminated structure.
本発明は、2枚の基板間に挟持された液晶層と、該液晶層を照明する照明装置とを有する液晶表示装置において、液晶層は、透過状態と散乱状態に切り替え可能であり、液晶層と照明装置との間に配置され、入射光の一部を反射し一部を透過する半透過反射層と、半透過反射層と照明装置との間に位置し、絵柄、文字、マークなどが形成された透光層と、
を備えることを特徴とするものである。
The present invention relates to a liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between two substrates and an illumination device that illuminates the liquid crystal layer, wherein the liquid crystal layer can be switched between a transmission state and a scattering state. And a transflective layer that reflects part of incident light and transmits part of it, and is located between the transflective layer and the illumination device. A formed translucent layer;
It is characterized by providing.
半透過反射層は、透過軸方向の偏光を透過し反射軸方向の偏光を反射する反射型偏光板により構成されていることが好ましい。 The transflective layer is preferably composed of a reflective polarizing plate that transmits polarized light in the transmission axis direction and reflects polarized light in the reflection axis direction.
この場合、反射型偏光板は2枚積層されて半透過反射層を構成しており、それぞれの反射型偏光板の透過軸は互いに異なる方向を向いていることが好ましい。 In this case, it is preferable that two reflective polarizing plates are laminated to form a semi-transmissive reflective layer, and the transmission axes of the respective reflective polarizing plates are directed in different directions.
半透過反射層は液晶層と基板の間に形成された内在型半透過反射層であってもよい。 The transflective layer may be an intrinsic transflective layer formed between the liquid crystal layer and the substrate.
半透過反射層は金属により形成されていてもよい。 The transflective layer may be made of metal.
半透過反射層は細孔を有することが好ましい。 The transflective layer preferably has pores.
液晶層は高分子散乱型液晶からなることが好ましい。 The liquid crystal layer is preferably made of a polymer scattering type liquid crystal.
透光層は、絵柄、文字、マークなどを印刷したフィルムであってもよい。 The translucent layer may be a film on which a pattern, characters, marks, etc. are printed.
透光層は、半透過反射層の照明装置側の面を構成してもよい。 The light transmissive layer may constitute a surface of the transflective layer on the lighting device side.
透光層は、基板の面を構成していてもよい。 The translucent layer may constitute the surface of the substrate.
透光層は、照明装置の出射面を構成していてもよい。 The light transmissive layer may constitute an emission surface of the lighting device.
散乱型液晶は、基板に形成された電極がその液晶層に印加する電圧により透過状態と非透過状態を切り替える。 The scattering type liquid crystal is switched between a transmissive state and a non-transmissive state by a voltage applied to the liquid crystal layer by an electrode formed on the substrate.
反射モードおいて、散乱状態にある平面領域(以後散乱領域と称する)に入射した外光は一部が視認側に戻り(以後、この戻ってくる光を後方散乱光と称する)、一部が半透過反射層で反射され視認側に戻ってくる。半透過反射層を透過した光は、透光層を通り照明装置で反射され、再び透過性フィルムと半透過反射層を透過し散乱領域に戻ってくるが、この間に大きく減衰する。半透過反射層で反射された光と後方散乱光を合算した光量(反射表示で使う光)に比べ、半透過反射層を透過し再び散乱領域に戻って来る光量(半透過反射層を使ったため発生したノイズ成分となる光)が小さくなるようにしておくと、透光層上の絵柄は視認できない。 In the reflection mode, part of the external light incident on the plane area in the scattering state (hereinafter referred to as the scattering area) returns to the viewing side (hereinafter, the returned light is referred to as backscattered light), and part of the external light It is reflected by the semi-transmissive reflective layer and returns to the viewing side. The light transmitted through the transflective layer passes through the translucent layer and is reflected by the illuminating device, passes through the transmissive film and the transflective layer again, and returns to the scattering region. Compared to the amount of light reflected by the transflective layer and the backscattered light (light used in reflective display), the amount of light that passes through the transflective layer and returns to the scattering region (because the transflective layer was used) If the light (the generated noise component) is made small, the pattern on the translucent layer cannot be visually recognized.
透過状態にある平面領域は、散乱領域との相違点は後方散乱光がなく、半透過反射層からの反射光も散乱されないため、鏡面(メタル調)として見える。なおノイズ成分は散乱領域と同様に小さい。 The planar area in the transmissive state is different from the scattering area in that there is no backscattered light and the reflected light from the semi-transmissive reflective layer is not scattered, so that it appears as a mirror surface (metal tone). The noise component is small as in the scattering region.
照明装置を点灯した透過モードでは、照明装置を発した光は、絵柄、文字、マークなどが形成された透光層で強度が変調される。このうち半透過反射層を透過できた成分が散乱領域に絵柄等を投影する。 In the transmission mode in which the lighting device is turned on, the intensity of the light emitted from the lighting device is modulated by a light-transmitting layer on which a pattern, characters, marks, and the like are formed. Of these, the component that has been transmitted through the semi-transmissive reflective layer projects a pattern or the like onto the scattering region.
以上の説明から明かなように本発明によれば、液晶層の散乱部に絵柄が投影されるので散乱層が不要になる分、液晶表示装置の積層構造を単純化できる。これは情報表示用途と投影用スクリーン用途に対し液晶層が兼用された結果である。その他、偏光を使わないので視認側の吸収型偏光板が不要なこと、この偏光板がないため表示が明るく白がきれいであること、など散乱型液晶の好ましい特性が活用できる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, since the pattern is projected onto the scattering portion of the liquid crystal layer, the layered structure of the liquid crystal display device can be simplified as much as the scattering layer is unnecessary. This is a result of the combined use of the liquid crystal layer for information display applications and projection screen applications. In addition, the preferred characteristics of the scattering-type liquid crystal can be utilized, such as the fact that polarized light is not used, and thus the absorption-type polarizing plate on the viewing side is not necessary, and since there is no polarizing plate, the display is bright and white is clear.
液晶層として高分子散乱型液晶を使うと、電圧印加に際し電極間には充放電以外の電流を流さないで済む。このことから低消費電力が達成できるという副次的な効果が得られる。 When a polymer scattering type liquid crystal is used as the liquid crystal layer, it is not necessary to pass a current other than charging / discharging between the electrodes when a voltage is applied. Therefore, a secondary effect that low power consumption can be achieved is obtained.
一般にハーフミラーは、損失がないとすると反射率と透過率の和が1となる。この場合、反射率を高くすると透過率が低くなるので背面照明を使う透過モードでは表示が暗くなる。これに対し半透過反射層として反射率が1/2の反射型偏光板を使うと、透過モードにおいて照明装置から出射光が反射型偏光板を透過する割合が1/2より大きくなる。このため照明利用時に明るく表示できるという副次的な効果が得られる。なお、透過率の増強には反射型偏光板と照明装置間の多重反射を利用している。また透光層の吸収は小さいものと仮定している。 In general, a half mirror has a sum of reflectance and transmittance of 1 if there is no loss. In this case, if the reflectance is increased, the transmittance is lowered, so that the display becomes dark in the transmissive mode using the backlight. On the other hand, when a reflective polarizing plate having a reflectance of ½ is used as the semi-transmissive reflective layer, the ratio of the outgoing light transmitted from the illumination device through the reflective polarizing plate in the transmissive mode is greater than ½. For this reason, a secondary effect that bright display is possible when using illumination is obtained. Note that multiple reflections between the reflective polarizing plate and the illumination device are used to enhance the transmittance. Further, it is assumed that the absorption of the light transmitting layer is small.
半透過反射層を2枚の反射型偏光板の積層体とし、それぞれの反射型偏光板の透過軸を平面的に異なった方向に向かせることで、この半透過反射層の反射率を1/2から1の間に設定できる。別の構成の半透過反射層の反射率が低いため反射モードで絵柄が見えてしまう場合、この半透過反射層を用いることで反射率を高め絵柄を見にくくできるという副次的な効果が得られる。 The transflective layer is made of a laminate of two reflective polarizing plates, and the reflectance of the transflective layer is reduced to 1 / by directing the transmission axes of the respective reflective polarizing plates in different planes. Can be set between 2 and 1. If the transflective layer of another configuration has a low reflectivity and the picture can be seen in the reflection mode, the use of this transflective layer can increase the reflectivity and make it difficult to see the picture. .
液晶層と透明基板の間に形成した半透過反射層(以下内在型半透過反射層と称する)では、液晶層と反射層の距離によって生じる視差(パララックスともいう)が無くなるという副次的な効果が得られる。 In the transflective layer formed between the liquid crystal layer and the transparent substrate (hereinafter referred to as an internal transflective layer), there is no secondary parallax (also referred to as parallax) caused by the distance between the liquid crystal layer and the reflective layer. An effect is obtained.
内在型半透過反射層を金属とすることで、スパッター法など膜厚(透過率)を制御しやすい製造方法が使えるという副次的な効果が得られる。 By using an intrinsic semi-transmissive reflective layer as a metal, a secondary effect that a manufacturing method that can easily control the film thickness (transmittance) such as a sputtering method can be used can be obtained.
金属薄膜は透過光が着色する。内在型半透過反射層に使う金属膜を厚くし細孔を設ければ、細孔の開口率だけで反射率と透過率を決められるようになるので、透過光の着色を避けられるという副次的な効果が得られる。 The metal thin film is colored by transmitted light. If the metal film used for the internal transflective layer is made thick and pores are provided, the reflectance and transmittance can be determined only by the aperture ratio of the pores, so that it is possible to avoid coloring the transmitted light. Effects can be obtained.
透光層が、絵柄、文字、マークなどを印刷したフィルムであると、フィルムを交換するだけで絵柄等が容易に変更できるという副次的な効果が得られる。 If the light-transmitting layer is a film on which a pattern, characters, marks, etc. are printed, a secondary effect that the pattern can be easily changed by simply replacing the film is obtained.
透光層が、絵柄、文字、マークなどを形成した反射型偏光板の背面照明側の面であると、積層構造が単純化するうえ、透光層を機械的に固定する必要がなくなるという副次的な効果が得られる。 If the translucent layer is a surface on the back illumination side of a reflective polarizing plate on which a pattern, characters, marks, etc. are formed, the laminated structure is simplified and the need to mechanically fix the translucent layer is eliminated. The following effects can be obtained.
内在型半透過反射層を備えている場合、透光層が、絵柄、文字、マークなどを形成した透明基板の液晶層側の表面、あるいは照明装置側の表面であると、積層構造が単純化するうえ、透光層を機械的に固定する必要がなくなるという副次的な効果が得られる。 When the internal transflective layer is provided, the laminated structure is simplified if the transparent layer is the surface on the liquid crystal layer side of the transparent substrate on which the pattern, characters, marks, etc. are formed, or the surface on the lighting device side. In addition, there is a secondary effect that it is not necessary to mechanically fix the light transmitting layer.
透光層が、絵柄、文字、マークなどを形成した照明装置の出射面であると、積層構造が単純化するうえ、透光層を機械的に固定する必要がなくなるという副次的な効果が得られる。 If the light-transmitting layer is the exit surface of the lighting device on which a pattern, characters, marks, etc. are formed, the laminated structure is simplified and there is a secondary effect that it is not necessary to mechanically fix the light-transmitting layer. can get.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(First embodiment)
図1と図2を用いて本発明の第1の実施形態を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置を示す斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
図1において積層構造を説明する。視認側から、高分子分散型液晶セル11、第1の反射型偏光板12、第2の反射型偏光板13、絵柄フィルム14、導光板15が積層している。第1の反射型偏光板12上の矢印T1は透過軸の方向を示している。同様に第2の反射型偏光板13上の矢印T2は透過軸の方向を示している。導光板15の左側にはLED素子16がある。LED素子16から導光板15に向かう矢印は光の進行方向を示している。この光は導光板15で進行方向を変えられ、絵柄フィルム14に向かって出射する。
The laminated structure will be described with reference to FIG. From the viewing side, a polymer dispersed
図2により積層した部材を説明する。 The laminated members will be described with reference to FIG.
高分子分散型液晶セル11は、透明基板11a、11dを10μm程度の間隔で対向させ、シール11cとこの2枚の透明基板11a、11dで形成された空間に硬化前の高分子分散型液晶材料を注入し、その後硬化させ液晶層11bを形成したものである。透明基板は厚さが100μmのポリカーボネートを使用した。この基板は可撓性を有し、液晶面に駆動用の電極(図示せず)が形成されている。高分子分散型液晶は、大日本インキ社製のポリマーネットワーク液晶を使用した。紫外線で硬化させたとき高分子材料はスポンジのような多孔質の構造体となり、その孔に液晶が留まる。電圧無印加時の液晶層11bは、液晶と高分子領域の屈折率が異なっているため入射光を散乱させる(散乱状態)。一方、電圧印加時は液晶と高分子領域の屈折率が等しくなるので入射光を直進させる(透過状態)。高分子分散型液晶セル11は、閾値はあるが急峻性に乏しい(透過率と印加電圧の関係;T−Vカーブ)ためスタティック駆動が採用されている。
The polymer-dispersed
半透過反射層(ハーフミラー)として採用した第1と第2の反射型偏光板12、13は、住友3M社製のDBEFフィルム使用した。それぞれの透過軸方向(矢印T1,T2)の間の交差角度は80°である。
The first and second reflective polarizing
絵柄フィルム14は、厚さが100μmの透明なポリスチレンシートで表面に絵柄17が印刷されている。
The
照明装置は、導光板15、反射板15a、LED素子16からなり、背面(型)照明装置を示している。導光板15の上面には微細プリズム(図示せず)が形成されている。LED素子16から出射し導光板15の側面から入射した光は、微細プリズムと導光板15の裏面に形成された反射板との間を何回か反射したのち絵柄フィルム14に向かって出射する。なお、絵柄フィルム14と対向する導光板15の面が照明装置の出射面となる。
The lighting device includes a
導光板15から概略平行となって出射した光は、絵柄フィルム14に入射し絵柄17の部分が弱まるような強度変調を受ける。この光の一部が半透過反射層である反射型偏光板13、12を透過し、液晶層11bに達する。このようにして絵柄17が液晶層11bに投影される。絵柄17の形状と液晶層11bの透過領域は一致するように構成されている。
The light emitted from the
以上のように、本発明の実施形態に係る液晶表示素子では、高分子分散型液晶セルを用いることを一つの特徴としている。吸収型偏光板を備えるTN液晶などの場合、絵柄を透過しない光は、吸収型偏光板にて吸収されてしまい光量が低下する。しかし、本発明の実施形態に係る液晶表示素子によれば、絵柄を透過しない光は、散乱領域にて散乱(反射)を繰り返して吸収されないため、光の利用効率がTN液晶等に比べ高くなるという効果が
得られる。
(第2実施形態)
As described above, the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention is characterized by using a polymer dispersed liquid crystal cell. In the case of a TN liquid crystal provided with an absorptive polarizing plate, light that does not pass through the pattern is absorbed by the absorptive polarizing plate, and the amount of light decreases. However, according to the liquid crystal display element according to the embodiment of the present invention, light that does not pass through the pattern is not absorbed by repeatedly scattering (reflecting) in the scattering region, so that the light use efficiency is higher than that of TN liquid crystal or the like. The effect is obtained.
(Second Embodiment)
図3と図4を用いて本発明の第2の実施形態を説明する。図3は、本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置を示す断面図である。図4は本発明の第2の実施形態の半透過反射層33の拡大平面図である。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged plan view of the
図3において積層構造と部材を説明する。視認側から、高分子分散型液晶セル31と導光板15が積層している。(背面)照明装置としては第1実施形態と同様のものを使用している。
The laminated structure and members will be described with reference to FIG. From the viewing side, the polymer dispersed
高分子分散型液晶セル31には、透明基板31a、31dとシール31cから形成された空間に液晶層31bが存在している。それぞれ第1実施形態と同じ材料を使った。上側の透明基板31aの液晶層31b側の面には透明電極32が形成されている。下側の透明基板31d上には半透過反射層33が積層している。下側の透明基板31dの下面には絵柄34が印刷されている。
In the polymer-dispersed
透明電極32は厚さが0.03μmでITOからなる。配線抵抗の影響の少ないスタティック駆動を採用しているので透明電極層32を薄くできている。またこの程度の厚さにすることで可撓性も確保できた。半透過反射層33は、厚さが0.1μmのアルミニウムからなり、細孔を有することで透過性を具備している。
The
透明電極32はセグメント電極であり、半透過反射層33はコモン電極を兼ねている。透明電極32と半透過反射層33の平面的重なる領域が画素となる。絵柄34は図3において画素と重ならない領域に印刷されている。このため絵柄34の領域を視認側から眺めると常に白濁しており、LED素子16を点灯すると絵柄34の影が液晶層31bに投影される。
The
図4で細孔を説明する。半透過反射層33には、4μm角の細孔41が開いている。細孔41を小さくしておくと、駆動時に周りから受ける電界で細孔41部の液晶が周囲の液晶といっしょになって散乱状態と透過状態を切り換える。つまり細孔41は視認されなくなる。透過率は開口率と等しく概ね10%である。反射率は損失を入れると80%程度となる。半透過反射層33は、透明基板31d上にアルミ膜をスパッタリング法で形成してから、外周部と細孔41をエッチングにより形成する。
The pores will be described with reference to FIG. The
細孔41をもう少し大きくする場合は、半透過反射層とコモン電極を別々に形成すればよい。このとき半透過反射層とコモン電極の間に絶縁層を設ける。 In order to make the pores 41 a little larger, the semi-transmissive reflective layer and the common electrode may be formed separately. At this time, an insulating layer is provided between the transflective layer and the common electrode.
半透過反射層は0.05μm程度のアルミニウム膜を透明基板に形成するだけでも良い。このとき反射率は80%程度となる。細孔を開けた金属膜、ないし薄い金属膜は、内在型半透過反射層だけではなく、透明基板の照明側の面に形成したり、独立したハーフミラーとして使用たりすることもできる。照明装置は光の出射面が平面であれば良いので、エレクトロルミネッセンスを使ったシートでも蛍光管と拡散板の組合せでも良い。絵柄を持った透光層は半透過反射層と照明装置の間にあれば良いので、反射型偏光板の照明装置側の面、ないし照明装置の光の出射面も利用できる。 The transflective layer may be formed only by forming an aluminum film of about 0.05 μm on the transparent substrate. At this time, the reflectance is about 80%. A metal film having a small pore or a thin metal film can be formed not only on the internal transflective layer but also on the illumination side of the transparent substrate, or used as an independent half mirror. Since the illumination device only needs to have a flat light emission surface, it may be a sheet using electroluminescence or a combination of a fluorescent tube and a diffusion plate. Since the light-transmitting layer having a pattern may be provided between the transflective layer and the lighting device, the surface of the reflective polarizing plate on the lighting device side or the light emitting surface of the lighting device can also be used.
実施形態1、2は、軽い、割れない、薄い、外形加工が容易、というような樹脂材料特有の性質を利用しようとしたものである。樹脂材料の代わりにガラスなど無機材料を利用しても良い。 Embodiments 1 and 2 are intended to utilize properties unique to resin materials such as being light, unbreakable, thin, and easy to form. An inorganic material such as glass may be used instead of the resin material.
11、31…高分子分散型液晶セル、11a、11d、31a、31d、52a、52d…透明基板、11b、31b、52b…液晶層 、11c、31c、52c… …シール、12、13、53、54…反射型偏光板(半透過反射層)、14、56…絵柄フィルム(透光層)、15…導光板(照明装置)、15a…反射層(照明装置)、16…LED素子(照明装置)、17、34…絵柄、32…透明電極、33…内在型半透過反射層、41…細孔、51、61…吸収型偏光板、57…背面照明装置、55、62…拡散層、T1、T2…透過軸を示す矢印
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記液晶層は、透過状態と散乱状態に切り替え可能であり、
前記液晶層と前記照明装置との間に配置され、入射光の一部を反射し一部を透過する半透過反射層と、
前記半透過反射層と前記照明装置との間に位置し、絵柄、文字、マークなどが形成された透光層と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 In a liquid crystal display device having a liquid crystal layer sandwiched between two substrates and an illumination device for illuminating the liquid crystal layer,
The liquid crystal layer can be switched between a transmission state and a scattering state,
A transflective layer that is disposed between the liquid crystal layer and the illumination device and reflects a part of incident light and transmits a part thereof;
A translucent layer located between the transflective layer and the lighting device, on which a pattern, characters, marks, etc. are formed;
A liquid crystal display device comprising:
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light transmissive layer constitutes an emission surface of the illumination device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167218A JP2009008710A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007167218A JP2009008710A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009008710A true JP2009008710A (en) | 2009-01-15 |
Family
ID=40323888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007167218A Pending JP2009008710A (en) | 2007-06-26 | 2007-06-26 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009008710A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015019858A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | シャープ株式会社 | Mirror display, half mirror plate, and electronic device |
WO2015141350A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | シャープ株式会社 | Mirror display and electronic device |
JP2016024465A (en) * | 2014-07-21 | 2016-02-08 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
CN109532065A (en) * | 2018-11-30 | 2019-03-29 | 合肥泰沃达智能装备有限公司 | A kind of manufacturing method of half-reflection and half-transmission light guide plate |
CN112987365A (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-18 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | Liquid crystal display device having a plurality of pixel electrodes |
-
2007
- 2007-06-26 JP JP2007167218A patent/JP2009008710A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015019858A1 (en) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | シャープ株式会社 | Mirror display, half mirror plate, and electronic device |
WO2015141350A1 (en) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | シャープ株式会社 | Mirror display and electronic device |
CN106133587A (en) * | 2014-03-19 | 2016-11-16 | 夏普株式会社 | Mirror display and electronic equipment |
US10012866B2 (en) | 2014-03-19 | 2018-07-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Mirror display and electronic device |
JP2016024465A (en) * | 2014-07-21 | 2016-02-08 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof |
CN109532065A (en) * | 2018-11-30 | 2019-03-29 | 合肥泰沃达智能装备有限公司 | A kind of manufacturing method of half-reflection and half-transmission light guide plate |
CN112987365A (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-18 | 斯沃奇集团研究及开发有限公司 | Liquid crystal display device having a plurality of pixel electrodes |
JP2021096222A (en) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | Liquid crystal display device |
JP2022188135A (en) * | 2019-12-17 | 2022-12-20 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | liquid crystal display device |
US12007633B2 (en) | 2019-12-17 | 2024-06-11 | The Swatch Group Research And Development Ltd | Liquid crystal display device with decorative pattern directly thereon |
US12140829B2 (en) | 2019-12-17 | 2024-11-12 | The Swatch Group Research And Development Ltd. | Liquid crystal display device with decorative pattern directly aligned with transparent structured electrodes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI244566B (en) | Surface light source emit light from both surfaces, and double side display using the same | |
JP3881701B2 (en) | Display device and electronic apparatus using the same | |
WO2000079338A1 (en) | Liquid crystal display | |
JP3337028B2 (en) | Liquid crystal devices and electronic equipment | |
JPH10260403A (en) | Liquid crystal devices and electronic equipment | |
KR100302279B1 (en) | Liquid crystal display device | |
JPH11281974A (en) | Display device and electronic equipment using the same | |
JP2010123464A (en) | Illumination device, optical sheet, and liquid crystal display device | |
JP2001083509A (en) | Liquid crystal display device and electronic device using the same | |
CN105829947A (en) | Liquid-crystal display for heads-up display, and heads-up display | |
US10073207B2 (en) | Display device having liquid crystal layer sealed between sealing member, first substrate, and second substrate | |
CN100520524C (en) | Liquid crystal display device | |
JPH1184115A (en) | Reflector, liquid crystal device and electronic equipment | |
JP2009008710A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2000206523A (en) | Liquid crystal devices and electronic equipment | |
US20080129926A1 (en) | Display device and method of displaying image using the same | |
WO2010047144A1 (en) | Liquid crystal display apparatus | |
JP2004354818A (en) | Display device | |
JP2006201280A (en) | Liquid crystal display | |
JP2007004162A (en) | Display panel assembly and display apparatus having the same | |
KR20140002390A (en) | Liquid crystal display device | |
JP3800865B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
JP2000221288A (en) | Time piece | |
JP2009271379A (en) | Transmission type display device | |
CN113267927A (en) | Display panel and display device |