[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2000227590A - Display device - Google Patents

Display device

Info

Publication number
JP2000227590A
JP2000227590A JP11029493A JP2949399A JP2000227590A JP 2000227590 A JP2000227590 A JP 2000227590A JP 11029493 A JP11029493 A JP 11029493A JP 2949399 A JP2949399 A JP 2949399A JP 2000227590 A JP2000227590 A JP 2000227590A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
layer
circularly polarized
polarized 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.)
Abandoned
Application number
JP11029493A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Hisatake
雄三 久武
Taku Nakamura
卓 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11029493A priority Critical patent/JP2000227590A/en
Priority to TW089102027A priority patent/TW539894B/en
Priority to KR1020000005789A priority patent/KR100360155B1/en
Priority to US09/499,696 priority patent/US6693688B1/en
Publication of JP2000227590A publication Critical patent/JP2000227590A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly improve the use efficiency of light by disposing a polarizing reflection layer which mostly transmits light in plural small wavelength regions including specified plural wavelengths in a first circularly polarized light component and which mostly reflects light in the regions between the plural small wavelength regions. SOLUTION: In the cholesteric liquid crystal layer 18, the helical pitch of a cholesteric liquid crystal layer 18 changes in the layer thickness direction in such a manner that the product np of the helical pitch p of the layer 18 and the average refractive index n of the cholesteric liquid crystal polymer 19 covers most of the wavelength region in the visible ray region, and that the left-handed circularly polarized light is selectively reflected. However, the device has a structure that transmits left- handed circularly polarized light for the light near the main three wavelengths in the spectrum of the emitted light from a back light Lb. By displaying an image in the display device using the cholesteric liquid crystal layer 18, the reflection to transmission ratio near the region of the main three wavelengths of the back light Lb is 5:95, while in other regions, the ratio is 95:5. In the whole left-handed circularly polarized light emitted from the back light Lb, 95% of the light is transmitted, while 90% of the left-handed circularly polarized light of external light Lf is reflected.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子など
の平板型表示素子に係り、特に外光を利用した反射型表
示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat display device such as a liquid crystal display device, and more particularly to a reflective display device utilizing external light.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の反射型液晶表示素子は、外光を利
用するため使用環境によっては照度不足のため表示画面
が暗くなり、特に暗所では全く利用することができな
い。一方で、暗い環境では透過型液晶表示素子として利
用できるように、外光を反射するための反射板として半
透過反射板(ハーフミラー)を用い、この半透過反射板
の背面にバックライトを具備した半透過型表示素子が応
用されてきた。しかしながら、半透過反射板は入射光の
利用効率が最大でも50%であるため、表示画面の明る
さは透過型表示素子または反射型表示素子と比べて著し
く劣っていた。
2. Description of the Related Art A conventional reflection type liquid crystal display element utilizes external light, and the display screen becomes dark due to insufficient illuminance depending on the use environment, and cannot be used at all in a dark place. On the other hand, in a dark environment, a semi-transmissive reflector (half mirror) is used as a reflector for reflecting external light so that it can be used as a transmissive liquid crystal display element, and a backlight is provided on the back of the semi-transmissive reflector. The transflective display element described above has been applied. However, since the transflective plate has a maximum utilization efficiency of 50% of the incident light, the brightness of the display screen is remarkably inferior to that of the transmissive display element or the reflective display element.

【0003】近年、こうした問題に対し、反射板に画素
ごとにピンホールを設け、このピンホールに対応したマ
イクロレンズを配置した半透過型液晶表示素子が検討さ
れている。この半透過型液晶表示素子においては、外光
利用時には反射板のピンホールを除く領域で反射した光
を光源として利用し、バックライト使用時にはピンホー
ルを透過した光をマイクロレンズにより集光することに
より、光の利用効率を高めている。しかしながら外光利
用時にはピンホール分の光の損失があるため、結果的に
透過型としての使用頻度が高まり、消費電力を増大させ
ることとなる。また反射板の構造が複雑なため外付けの
反射板を用いる必要があり、その結果視差が生じ表示性
能を著しく低下させる。
In recent years, a transflective liquid crystal display device in which a pinhole is provided for each pixel on a reflection plate and a microlens corresponding to the pinhole is arranged to solve such a problem has been studied. In this transflective liquid crystal display device, when external light is used, the light reflected from the area excluding the pinhole of the reflector is used as a light source, and when the backlight is used, the light transmitted through the pinhole is collected by a microlens. As a result, the light use efficiency is increased. However, when external light is used, there is a loss of light corresponding to the pinhole, and as a result, the frequency of use as a transmission type is increased, and power consumption is increased. Further, since the structure of the reflection plate is complicated, it is necessary to use an external reflection plate. As a result, parallax is generated, and the display performance is significantly reduced.

【0004】また、反射型液晶表示素子の観察面側に導
光板を配置し、この導光板の側面に線状光源を配置した
いわゆるフロントライト方式の表示素子も検討されてい
る。しかしながら、フロントライト表面での表面反射が
著しく、コントラストなどの表示品位を著しく低下させ
てしまう。
Further, a so-called front light type display element in which a light guide plate is arranged on the observation surface side of a reflection type liquid crystal display element and a linear light source is arranged on a side surface of the light guide plate has been studied. However, the surface reflection on the front light surface is remarkable, and the display quality such as contrast is remarkably deteriorated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
の反射型または半透過型表示素子の問題点を新規な構造
にて解決し、光利用効率を飛躍的に高めた表示素子を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problems of these conventional reflective or transflective display elements with a novel structure, and provides a display element with greatly improved light use efficiency. The purpose is to:

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、直線偏光をそ
の偏光軸に沿って透過する第一偏光板と、第一偏光板の
後方に配置され、印加電圧に応じて入射光を変調する光
変調層と、この光変調層の後方に配置され、入射光の第
一円偏光成分を選択的に反射する偏光反射層と、偏光反
射層の後方に配置され、複数の所定波長に強度ピークを
持つ光を出光するバックライトとを有する表示装置にお
いて、偏光反射層は、前記第一円偏光成分のうち、複数
の所定波長を含む複数の小領域の波長の光をほぼ透過
し、複数の小領域どうしの間の領域の光をほぼ反射する
ことを特徴とする表示素子である。
According to the present invention, there is provided a first polarizing plate which transmits linearly polarized light along its polarization axis, and is disposed behind the first polarizing plate, and modulates incident light according to an applied voltage. A light modulation layer, a polarization reflection layer disposed behind the light modulation layer and selectively reflecting the first circularly polarized light component of the incident light; and a polarization reflection layer disposed behind the polarization reflection layer and having an intensity peak at a plurality of predetermined wavelengths. And a backlight that emits light having: a polarizing reflection layer, the first circularly polarized light component, substantially transmits light of a plurality of small regions including a plurality of predetermined wavelengths, A display element which substantially reflects light in a region between small regions.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は、半透過型表示素子10の
構成を示し、それを用いて半透過型表示素子10の動作
を以下に説明する。表示素子の観察側には、偏光板11
が配置され、その下層には、λ/4位相差板12が配置
されている。そしてλ/4位相差板12の下層には、2
枚のガラス基板13,14によって挟持された垂直配向
型液晶層15を有する液晶素子が配置されている。
FIG. 1 shows the structure of a transflective display element 10, and the operation of the transflective display element 10 will be described below with reference to FIG. A polarizing plate 11 is provided on the observation side of the display element.
Are arranged, and a λ / 4 phase difference plate 12 is arranged below the layer. In the lower layer of the λ / 4 retardation plate 12, 2
A liquid crystal element having a vertical alignment type liquid crystal layer 15 sandwiched between glass substrates 13 and 14 is arranged.

【0008】そして下側のガラス基板14と電極層17
との間には、コレステリック液晶をポリマー化したフィ
ルム18が被着形成されている。図2はフィルム18に
よって透過または反射される光の様子を示す。フィルム
18に用いられるコレステリック液晶は、その液晶分子
19の捩れピッチpと平均屈折率nを乗じた値npが入
射光波長λに等しい場合を想定している。このコレステ
リック液晶の液晶分子が左回りの螺旋構造となっている
場合、入射した光Lfの左円偏光成分が選択反射され、
残りの偏光成分は透過する。コレステリック液晶は上記
の値npが入射光波長λに等しい場合、その螺旋方向
(左回りまたは右回り)と等しい方向の円偏光成分を理
想的には100%反射する機能を有するが実際には10
%程度透過する。下側から入射した光Lbに対しても同
様に左円偏光成分が選択反射される。
The lower glass substrate 14 and the electrode layer 17
A film 18 in which cholesteric liquid crystal is polymerized is formed between the two. FIG. 2 shows how light is transmitted or reflected by the film 18. The cholesteric liquid crystal used for the film 18 assumes that the value np obtained by multiplying the twist pitch p of the liquid crystal molecules 19 by the average refractive index n is equal to the incident light wavelength λ. When the liquid crystal molecules of the cholesteric liquid crystal have a counterclockwise spiral structure, the left-handed circularly polarized light component of the incident light Lf is selectively reflected,
The remaining polarization components are transmitted. When the above value np is equal to the incident light wavelength λ, the cholesteric liquid crystal ideally has a function of reflecting 100% of the circularly polarized light component in the direction equal to the spiral direction (counterclockwise or counterclockwise).
% Transmission. Similarly, the left circularly polarized light component is selectively reflected on the light Lb incident from below.

【0009】再び図1を参照して、表示素子10の動作
を説明する。図1aは、垂直配向型液晶層15に電源2
0から電圧が印加されたオン状態、正確には液晶のスレ
ッショルドレベル以上の電圧印加状態(Von時)を示
す。この場合、ネマティック液晶分子は上側基板から下
側基板に向けて基板に水平な方向に配列するホモジニア
ス配向となる。
Referring again to FIG. 1, the operation of the display element 10 will be described. FIG. 1A shows that the power supply 2 is connected to the vertical alignment type liquid crystal layer 15.
It indicates an on state where a voltage is applied from 0, more precisely, a voltage applied state (at the time of Von) equal to or higher than the threshold level of liquid crystal. In this case, the nematic liquid crystal molecules have a homogeneous alignment in which the nematic liquid crystal molecules are arranged in a direction parallel to the substrate from the upper substrate to the lower substrate.

【0010】この状態において、図上方の観察側から入
射してくる光Lfは、偏光板11および固定リターダ層
であるλ/4位相差板12を介して、右回りの円偏光と
して可変リターダ層である垂直配向型液晶層(VA層)
15に入射する。そしてこの層15で位相がλ/2遅延
されることにより、左回りの円偏光に変換されて偏光反
射層であるコレステリック液晶層18に到達する。従っ
て上述した通り到達した左回りの円偏光はコレステリッ
ク液晶層18により反射され、再びVA層15により位
相がλ/2遅延されることにより、右回りの円偏光に変
換されて出力される。この光が再びλ/4位相差板12
を通過することにより、偏光板11の偏光軸に沿った直
線偏光となり、偏光板11を通過して出力され、明暗状
態の表示が得られる。
In this state, the light Lf entering from the observation side in the upper part of the figure passes through the polarizing plate 11 and the λ / 4 phase difference plate 12 which is a fixed retarder layer to become clockwise circularly polarized light. Vertical alignment type liquid crystal layer (VA layer)
15 is incident. When the phase is delayed by λ / 2 in the layer 15, the light is converted into left-handed circularly polarized light and reaches the cholesteric liquid crystal layer 18, which is a polarization reflection layer. Therefore, the left-handed circularly polarized light that has reached as described above is reflected by the cholesteric liquid crystal layer 18 and is again converted into right-handed circularly polarized light by the VA layer 15 delaying the phase by λ / 2. This light is again transmitted to the λ / 4 retardation plate 12.
, The light becomes linearly polarized light along the polarization axis of the polarizing plate 11, is output through the polarizing plate 11, and a display in a bright and dark state is obtained.

【0011】図1bは、垂直配向型液晶層15に閾値以
下の電圧が印加されたオフ状態(零電圧を含む)(Vo
ff時)を示す。この場合、液晶層は液晶分子が基板に
垂直に配列し、入射光を位相変調しない状態となる。
FIG. 1B shows an off state (including a zero voltage) in which a voltage equal to or lower than a threshold is applied to the vertical alignment type liquid crystal layer 15 (Vo).
ff). In this case, the liquid crystal layer is in a state where the liquid crystal molecules are arranged perpendicular to the substrate and the incident light is not phase-modulated.

【0012】この状態において、図上方から入射してく
る光Lfは、図aの場合と同様に、偏光板11およびλ
/4位相差板12を介して、右回りの円偏光として液晶
層15に入射するが、同層では位相変調されず、右回り
の円偏光のままコレステリック液晶層18に到達する。
この右回りの円偏光は、表示素子の背面に向けて透過し
ていき、位相差板25で偏光板26の吸収軸に沿った振
動成分をもつ直線偏光に変換される。その結果、観察面
には光は戻らず、暗状態の表示が得られる。
In this state, the light Lf incident from the upper side of the drawing is, as in the case of FIG.
The light enters the liquid crystal layer 15 as clockwise circularly polarized light via the / 4 phase difference plate 12, but is not phase-modulated in the same layer and reaches the cholesteric liquid crystal layer 18 as clockwise circularly polarized light.
The clockwise circularly polarized light is transmitted toward the back surface of the display element, and is converted by the phase difference plate 25 into linearly polarized light having a vibration component along the absorption axis of the polarizing plate 26. As a result, no light returns to the observation surface, and a dark display is obtained.

【0013】次にコレステリック液晶層18の背面に面
光源21を配置した場合の動作について説明する。面光
源21は、アクリル平板などにより形成される導光板2
2と、その側面に配置された線状光源24、および導光
板の背面に配置された拡散反射層23により構成され
る。
Next, the operation when the surface light source 21 is arranged on the back of the cholesteric liquid crystal layer 18 will be described. The surface light source 21 is a light guide plate 2 formed of an acrylic flat plate or the like.
2, a linear light source 24 arranged on the side surface thereof, and a diffuse reflection layer 23 arranged on the back surface of the light guide plate.

【0014】図1aの状態即ちVon時には、面光源か
ら出力される光Lbは偏光板26および位相差板25に
より左回り円偏光となりそのうち所定の割合の光(約1
0%)がコレステリック液晶層18を通過し、残りの光
は反射される。そしてコレステリック液晶層18を通過
した光は、VA層15によって位相変調され、右回りの
円偏光に変換される。そしてこの光がλ/4位相差板1
2を通過することにより、偏光板11の偏光軸に沿った
直線偏光となり、偏光板11を通過して出力され、明状
態の表示が得られる。
In the state shown in FIG. 1A, that is, at the time of Von, the light Lb output from the surface light source is converted into left-handed circularly polarized light by the polarizing plate 26 and the phase difference plate 25.
0%) passes through the cholesteric liquid crystal layer 18 and the remaining light is reflected. The light that has passed through the cholesteric liquid crystal layer 18 is phase-modulated by the VA layer 15 and converted into clockwise circularly polarized light. And this light is λ / 4 retardation plate 1
2, the light becomes linearly polarized light along the polarization axis of the polarizing plate 11, is output through the polarizing plate 11, and a bright display is obtained.

【0015】一方、図1bの状態Voff時には、コレ
ステリック液晶層18を通過した左回りの円偏光は、V
A層15による位相変調を受けず、そのまま出力され
る。そしてこの光がλ/4位相差板12を通過すること
により、偏光板11の偏光軸と直交する振動方向を有す
る直線偏光となり、偏光板11により吸収されて、暗状
態の表示が得られる。
On the other hand, in the state Voff in FIG. 1B, the counterclockwise circularly polarized light passing through the cholesteric liquid crystal layer 18 is
The signal is output as it is without being subjected to the phase modulation by the A layer 15. When this light passes through the λ / 4 phase difference plate 12, the light becomes linearly polarized light having a vibration direction orthogonal to the polarization axis of the polarizing plate 11, is absorbed by the polarizing plate 11, and a dark display is obtained.

【0016】さて、上記説明したような動作を行う表示
素子において、本発明における実施の形態では、コレス
テリック液晶層18の螺旋ピッチpとコレステリック液
晶ポリマーの平均屈折率nを乗じた値npが、可視光波
長域をおおむね網羅するように螺旋ピッチが層厚方向に
そって変化し、左円偏光を選択的に反射する構成となっ
ているが、バックライトからの出光スペクトルの主要3
波長近傍の波長域の光については左円偏光を透過するよ
うな螺旋構造としている。本実施の形態におけるバック
ライトから出光される光の主要3波長はおよそ430n
m付近、およそ550nm付近、およそ610nm付近
である。そしてそれぞれの主要3波長を中心として20
〜30nmの幅(以下スリット幅とする)の波長域を透
過するものとする。
Now, in the display element performing the above-described operation, in the embodiment of the present invention, the value np obtained by multiplying the helical pitch p of the cholesteric liquid crystal layer 18 by the average refractive index n of the cholesteric liquid crystal polymer is visible. The helical pitch changes along the layer thickness direction so as to cover almost the entire optical wavelength range, and the configuration is such that left circularly polarized light is selectively reflected.
The light having a wavelength in the vicinity of the wavelength has a helical structure that transmits left-handed circularly polarized light. The three main wavelengths of light emitted from the backlight in this embodiment are approximately 430n.
m, about 550 nm, and about 610 nm. Then, each of the three main wavelengths is centered on 20
It is assumed to transmit a wavelength range of a width of 30 nm (hereinafter referred to as a slit width).

【0017】図3に、外光の左円偏光強度のプロファイ
ルと、バックライトからの出光の左円偏光強度のプロフ
ァイルを示す。これらの光を利用して本実施の形態のコ
レステリック液晶層18を用いた表示素子により表示を
行うと、図4に示すような反射率と透過率のグラフとな
り、バックライトの主要3波長部近傍の領域では、反
射:透過の比が5:95、それ以外の領域では95:5
となる。また、図5に示すように、バックライトから出
光される左円偏光全体のうち、95%が透過し、外光の
左円偏光全体のうち、90%が反射されることになる。
これにより、色純度がよく、しかも輝度の高い表示を行
うことが可能になる。
FIG. 3 shows a left circular polarization intensity profile of external light and a left circular polarization intensity profile of light emitted from the backlight. When display is performed by a display element using the cholesteric liquid crystal layer 18 of the present embodiment using these lights, a graph of the reflectance and the transmittance as shown in FIG. 4 is obtained. In the region, the reflection: transmission ratio is 5:95, and in the other regions, 95: 5.
Becomes Further, as shown in FIG. 5, 95% of the entire left circularly polarized light emitted from the backlight is transmitted, and 90% of the entire left circularly polarized light of the external light is reflected.
This makes it possible to perform display with good color purity and high luminance.

【0018】さらに、図6にスリット幅と輝度との関係
を示す。同図によれば、スリット幅を20〜30nmと
することが、透過輝度と反射輝度との総和が最も大きく
なることが分かる。
FIG. 6 shows the relationship between the slit width and the luminance. According to the figure, it can be seen that when the slit width is set to 20 to 30 nm, the sum of the transmission luminance and the reflection luminance becomes maximum.

【0019】このような表示素子を用いることにより、
外光を利用する場合、光源を利用する場合とともに、極
めて光利用効率の高い表示を得ることができ、明るい表
示が可能となる。
By using such a display element,
When using external light, a display with extremely high light use efficiency can be obtained together with the case where a light source is used, and a bright display can be obtained.

【0020】また、コレステリック液晶層18の偏光反
射層を可変リターダであるVA液晶素子の内部に形成す
ることにより、基板14外面に偏光反射層を配置した場
合に比べ、基板14による視差はなくなる。また偏光反
射層を、例えば基板14上にTFT、MIM等のアクテ
ィブ素子を形成した場合の絶縁層として兼用すれば、製
造プロセスを簡略化でき、コストを低減できる。
Further, by forming the polarization reflection layer of the cholesteric liquid crystal layer 18 inside the VA liquid crystal element which is a variable retarder, parallax due to the substrate 14 is eliminated as compared with the case where the polarization reflection layer is arranged on the outer surface of the substrate 14. If the polarization reflection layer is also used as an insulating layer when an active element such as a TFT or MIM is formed on the substrate 14, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.

【0021】なお、上記実施例においては、VA液晶素
子を可変リターダとして用いたが、入射光の位相を2分
の1波長ずらすか位相変調しないかを電界により制御で
きる素子であれば同様の効果を得られることは言うまで
もない。例えば、他の実施例として、従来公知のネマテ
ィック液晶を基板の方向に平行に配向させた水平配向型
ネマティック液晶素子を用いてもよく、また、ネマティ
ック液晶をツイスト配向させたツイステッドネマティッ
ク液晶素子を用いてもよい。
In the above embodiment, the VA liquid crystal element is used as the variable retarder. However, the same effect can be obtained as long as the element can control whether the phase of the incident light is shifted by a half wavelength or not to be phase modulated by an electric field. Needless to say, it can be obtained. For example, as another embodiment, a horizontal alignment type nematic liquid crystal element in which a conventionally known nematic liquid crystal is aligned in parallel with the direction of the substrate may be used, or a twisted nematic liquid crystal element in which the nematic liquid crystal is twisted is used. You may.

【0022】上述したような螺旋ピッチが変化するコレ
ステリック液晶層を得るには、ピッチの異なる複数種の
コレステリック液晶ポリマー層を積層したり、コレステ
リック液晶材料を基板に塗布して固化させる際に、塗布
後の膜表面にコレステリック液晶の螺旋ピッチを長くす
る添加剤(例えば螺旋ピッチが無限大であるネマティッ
ク液晶など)をコーティングする方法が好適である。
In order to obtain a cholesteric liquid crystal layer in which the helical pitch changes as described above, a plurality of types of cholesteric liquid crystal polymer layers having different pitches are laminated, or when a cholesteric liquid crystal material is applied to a substrate and solidified, It is preferable to coat the subsequent film surface with an additive that increases the helical pitch of the cholesteric liquid crystal (for example, a nematic liquid crystal having an infinite helical pitch).

【0023】また、上記例においては、可変リターダ層
に印加する電圧としてVonとVoffの中間の電圧を
印加することにより、中間調表示をさせることももちろ
ん可能である。
In the above example, it is of course possible to display an intermediate tone by applying an intermediate voltage between Von and Voff as the voltage applied to the variable retarder layer.

【0024】以上の各実施の形態においては、外光を利
用して反射型表示素子として動作させる場合、またバッ
クライトを利用して透過型表示素子として動作させる場
合、いずれの場合も高い光利用効率を達成することがで
きる。
In each of the above-described embodiments, the case of operating as a reflective display element by using external light and the case of operating as a transmissive display element by using a backlight are high in both cases. Efficiency can be achieved.

【0025】図7は、本発明の第2の実施例の半透過型
液晶表示装置として構成されたTFTアクティブマトリ
クス型液晶表示装置である。図8はその主たる構成部
分、図9はアレイ基板のTFT素子構造を示す。同図は
図8のTFT素子構造を説明するため、図8に対して上
下反転して示してある。TFTアレイ基板13は、ガラ
ス等からなる絶縁基板からなり、図はTFTアレイ基板
13を観察側に配置し、対向基板14をバックライト側
に配置したカラーフィルタを有する垂直配向ネマティッ
ク型の素子を示す。画面表示領域に多数の画素電極30
をマトリクス状に配置し、各画素電極30に駆動スイッ
チング素子として薄膜トランジスタ(TFT)31が設
けられる。これらの画素電極間に信号線32、ゲート電
極33を含む走査線34、さらに必要に応じて補助容量
電極(図示しない)が設けられる。これらの上から酸化
膜35、例えばアモルファスシリコン(a−Si)から
なる半導体膜36が順次形成されており、半導体層を覆
って低抵抗半導体膜37が形成されている。TFT素子
31を構成している部分は、TFT素子を保護するため
のパッシベーション膜38によって覆われている。
FIG. 7 shows a TFT active matrix type liquid crystal display device configured as a transflective type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 8 shows the main components, and FIG. 9 shows the TFT element structure of the array substrate. This figure is shown upside down with respect to FIG. 8 in order to explain the structure of the TFT element shown in FIG. The TFT array substrate 13 is formed of an insulating substrate made of glass or the like, and the figure shows a vertical alignment nematic element having a color filter in which the TFT array substrate 13 is disposed on the observation side and the counter substrate 14 is disposed on the backlight side. . A large number of pixel electrodes 30 are provided in the screen display area.
Are arranged in a matrix, and a thin film transistor (TFT) 31 is provided on each pixel electrode 30 as a drive switching element. A signal line 32, a scanning line 34 including a gate electrode 33, and, if necessary, an auxiliary capacitance electrode (not shown) are provided between these pixel electrodes. An oxide film 35, for example, a semiconductor film 36 made of amorphous silicon (a-Si) is sequentially formed from above, and a low-resistance semiconductor film 37 is formed to cover the semiconductor layer. The part constituting the TFT element 31 is covered with a passivation film 38 for protecting the TFT element.

【0026】このように、ゲート電極33が半導体膜3
6の下に配置される構造をボトムゲート構造と称し、ア
レイ基板13からTFT素子31に向かって入る外光は
ゲート電極33で遮られるため半導体膜36に入射しな
い。その結果、表示素子を屋外使用する時の光により発
生する光リーク電流による表示コントラスト比低下を防
止できる。
As described above, the gate electrode 33 is formed of the semiconductor film 3
6 is referred to as a bottom gate structure, and external light entering from the array substrate 13 toward the TFT element 31 is blocked by the gate electrode 33 and does not enter the semiconductor film 36. As a result, it is possible to prevent a decrease in the display contrast ratio due to a light leak current generated by light when the display element is used outdoors.

【0027】また、画素部の全面にはカラーフィルタ3
9が配置されている。カラーフィルタには10μm角程
度のコンタクトホールが設けられている。カラーフィル
タ39の上には例えばITOからなる透明画素電極30
が各画素毎に形成されている。透明画素電極30はカラ
ーフィルタ39に設けられたコンタクトホール40を介
してTFTのソース電極41に電気的に接続されてい
る。
A color filter 3 is provided on the entire surface of the pixel portion.
9 are arranged. The color filter is provided with a contact hole of about 10 μm square. A transparent pixel electrode 30 made of, for example, ITO is provided on the color filter 39.
Are formed for each pixel. The transparent pixel electrode 30 is electrically connected to a source electrode 41 of the TFT via a contact hole 40 provided in the color filter 39.

【0028】透明画素電極30の境界部には信号線3
2、走査線34、補助容量線のいずれかの配線電極が配
置されて、バックライトによる半透過型液晶表示装置の
透過光使用時に、バックライトの光が漏れてコントラス
ト比を低下させることがない。このアレイ基板の上にさ
らに、図示しない配向膜が所定の配向軸を備え積層され
ている。
The signal line 3 is located at the boundary between the transparent pixel electrodes 30.
2. A wiring electrode of any one of the scanning line 34 and the auxiliary capacitance line is arranged, and when the transmissive light of the transflective liquid crystal display device is used by the backlight, the light of the backlight does not leak to lower the contrast ratio. . An alignment film (not shown) is further provided on the array substrate with a predetermined alignment axis.

【0029】一方、対向基板14には、偏光反射層18
が所定形状に形成されている。ここで、偏光反射層18
としては、コレステリック液晶をポリマー化したフィル
ムを被着形成した。偏光反射層18はさらに、対向電極
17として例えばITOの透明導電膜が所定形状に積層
されている。ITOは通常のマスクスパッタの手段によ
り成膜とパターニングを同時に行うのが好ましい。これ
によりITO形成時のコレステリック液晶層へのプロセ
ス負荷は極めて小さい。
On the other hand, the opposite substrate 14 has a polarization reflection layer 18
Are formed in a predetermined shape. Here, the polarization reflection layer 18
Was formed by applying a film obtained by polymerizing a cholesteric liquid crystal. The polarization reflection layer 18 further has a transparent conductive film of, for example, ITO laminated as a counter electrode 17 in a predetermined shape. It is preferable that film formation and patterning of ITO are simultaneously performed by means of ordinary mask sputtering. As a result, the process load on the cholesteric liquid crystal layer during the formation of ITO is extremely small.

【0030】さらに、図示しない配向膜が配向処理して
積層されている。配向は液晶分子が基板に垂直に配向さ
れる方向となっている。これらのTFTアレイ基板13
と対向基板14とが対向して液晶セルを構成しており、
両基板の周辺部(シール部)42は接着剤(シール材)
43によって貼り合わされ、液晶セルにはVA液晶15
が封入されている。このとき、シール材は対向基板14
の偏光反射層18が形成されていない領域に塗布するの
がよい。偏光反射層18の上ではシール材の付着性が悪
く、1万時間以上の長時間の使用に対して基板が剥がれ
るなどの信頼性を招く恐れがある。あるいは偏光反射層
の上にシール材の付着性のよいオーバーコート剤を塗布
しておけば、上記信頼性問題は回避できる。オーバーコ
ート剤は、例えば通常カラーフィルタに用いられている
アクリル樹脂でよい。
Further, an alignment film (not shown) is stacked by performing an alignment process. The orientation is such that the liquid crystal molecules are oriented perpendicular to the substrate. These TFT array substrates 13
And the opposing substrate 14 oppose to form a liquid crystal cell,
A peripheral portion (seal portion) 42 of both substrates is an adhesive (sealant)
43, and the liquid crystal cell has a VA liquid crystal 15
Is enclosed. At this time, the sealing material is
It is preferable to apply it to a region where the polarization reflection layer 18 is not formed. On the polarization reflection layer 18, the adhesion of the sealing material is poor, and there is a possibility that reliability may be caused such that the substrate is peeled off for a long time use of 10,000 hours or more. Alternatively, the reliability problem can be avoided by applying an overcoat agent having good adhesion of the sealing material on the polarization reflection layer. The overcoat agent may be, for example, an acrylic resin usually used for a color filter.

【0031】アレイ基板13の外側の面上には、λ/4
位相差板12、偏光板11、がこの順に積層されてい
る。対向基板14の液晶層とは反対側の外面には図示し
ないバックライトが配置されている。また、対角画面寸
法が8インチ以上の中型から大型液晶表示装置では、光
拡散フィルムをアレイ基板13の外側の面に設けて視野
角を拡大してもよい。
On the outer surface of the array substrate 13, λ / 4
The retardation plate 12 and the polarizing plate 11 are stacked in this order. A backlight (not shown) is arranged on the outer surface of the opposite substrate 14 opposite to the liquid crystal layer. In a medium to large liquid crystal display device having a diagonal screen size of 8 inches or more, a light diffusion film may be provided on the outer surface of the array substrate 13 to increase the viewing angle.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明によれば、半透過型表示素子にお
いて、色純度がよく、しかも輝度の高い表示が可能とな
る。
According to the present invention, in a transflective display element, a display with high color purity and high luminance can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】半透過型表示素子の構成と動作を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration and operation of a transflective display element.

【図2】偏光反射層の動作原理を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing the operation principle of a polarization reflection layer.

【図3】外光とバックライトからの出光のプロファイル
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing profiles of external light and light emitted from a backlight.

【図4】本発明の実施の形態による表示素子の反射率と
透過率とを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a reflectance and a transmittance of the display element according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態による表示素子の透過光強
度と反射光強度のプロファイルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing profiles of transmitted light intensity and reflected light intensity of the display element according to the embodiment of the present invention.

【図6】スリット幅と輝度との関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a slit width and luminance.

【図7】本発明の実施の形態の構成を示す一部平面図で
ある。
FIG. 7 is a partial plan view showing the configuration of the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態のTFTの断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a TFT according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

18…コレステリック液晶層(偏光反射層) 21…バックライト 11,26…偏光板 12…λ/4波長板(固定リターダー層) 15…垂直配向型液晶層(VA層) 16,17…透明電極層 25…位相差板 18 cholesteric liquid crystal layer (polarization reflection layer) 21 backlight 11 and 26 polarizing plate 12 λ / 4 wavelength plate (fixed retarder layer) 15 vertical alignment type liquid crystal layer (VA layer) 16, 17 transparent electrode layer 25 ... Phase plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H091 FA01Z FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Y FA14Z FA41Z FB02 FD24 GA06 GA13 GA16 HA07 LA03 LA15 LA16 LA17 LA19 5G435 AA03 AA04 BB12 BB15 BB16 CC09 EE27 EE33 FF00 FF03 FF05 FF06 FF08 GG12 GG24 HH02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H091 FA01Z FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Y FA14Z FA41Z FB02 FD24 GA06 GA13 GA16 HA07 LA03 LA15 LA16 LA17 LA19 5G435 AA03 AA04 BB12 BB15 BB16 CC09 EE27 EE33 FF00 FF03 FF00 FF03 FF00FF03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直線偏光をその偏光軸に沿って透過する
第一偏光板と、 前記第一偏光板の後方に配置され、印加電圧に応じて入
射光を変調する光変調層と、この光変調層の後方に配置
され、入射光の第一円偏光成分を選択的に反射する偏光
反射層と、 前記偏光反射層の後方に配置され、複数の所定波長に強
度ピークを持つ光を出光するバックライトとを有する表
示装置において、 前記偏光反射層は、前記第一円偏光成分のうち、前記複
数の所定波長を含む複数の小領域の波長の光をほぼ透過
し、前記複数の小領域どうしの間の領域の光をほぼ反射
することを特徴とする表示素子。
1. A first polarizing plate that transmits linearly polarized light along its polarization axis; a light modulation layer that is disposed behind the first polarizing plate and modulates incident light according to an applied voltage; A polarizing reflection layer disposed behind the modulation layer and selectively reflecting the first circularly polarized light component of the incident light; and a light exiting from the polarization reflection layer and having light intensity peaks at a plurality of predetermined wavelengths. In a display device having a backlight, the polarization reflection layer substantially transmits light of wavelengths of a plurality of small regions including the plurality of predetermined wavelengths in the first circularly polarized light component, and the plurality of small regions are connected to each other. A display element substantially reflecting light in a region between the two.
【請求項2】 前記複数の小領域は、3領域あることを
特徴とする請求項1記載の表示素子。
2. The display device according to claim 1, wherein the plurality of small regions include three regions.
【請求項3】 前記複数の小領域は、それぞれ430n
m、550nm、610nmの波長を含むことを特徴と
する請求項1記載の表示素子。
3. The plurality of small areas are each 430n.
2. The display element according to claim 1, wherein the display element includes wavelengths of m, 550 nm, and 610 nm.
【請求項4】 前記複数の小領域は、それぞれ20nm
〜30nmの幅であることを特徴とする請求項1記載の
表示素子。
4. A method according to claim 1, wherein each of the plurality of small regions has a thickness of 20 nm.
The display element according to claim 1, wherein the width of the display element is from 30 to 30 nm.
JP11029493A 1999-02-08 1999-02-08 Display device Abandoned JP2000227590A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11029493A JP2000227590A (en) 1999-02-08 1999-02-08 Display device
TW089102027A TW539894B (en) 1999-02-08 2000-02-03 Planar display device
KR1020000005789A KR100360155B1 (en) 1999-02-08 2000-02-08 A plane display device
US09/499,696 US6693688B1 (en) 1999-02-08 2000-02-08 Flat display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11029493A JP2000227590A (en) 1999-02-08 1999-02-08 Display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000227590A true JP2000227590A (en) 2000-08-15

Family

ID=12277605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11029493A Abandoned JP2000227590A (en) 1999-02-08 1999-02-08 Display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000227590A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004038204A (en) * 2003-10-03 2004-02-05 Seiko Epson Corp Liquid crystal display and electronic equipment
US7092062B2 (en) 2001-10-24 2006-08-15 Seiko Epson Corporation Liquid crystal display device and electronic apparatus having cholesteric liquid crystal reflective layer
CN1313869C (en) * 2001-12-07 2007-05-02 精工爱普生株式会社 Reflective boards, liquid crystal display devices and electronic devices

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7092062B2 (en) 2001-10-24 2006-08-15 Seiko Epson Corporation Liquid crystal display device and electronic apparatus having cholesteric liquid crystal reflective layer
CN1313869C (en) * 2001-12-07 2007-05-02 精工爱普生株式会社 Reflective boards, liquid crystal display devices and electronic devices
JP2004038204A (en) * 2003-10-03 2004-02-05 Seiko Epson Corp Liquid crystal display and electronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6300929B1 (en) Flat panel display device
JP3858581B2 (en) Liquid crystal device and electronic device
KR100427881B1 (en) Half-transmissive liquid crystal display element
US20020171794A1 (en) Transelective LCD in which reflected light passes through color filters twice, transmitted light passes through color filter only once, but also passes through additional layer of cholesteric liquid crystal or band-pass filter
JP3806104B2 (en) Transflective liquid crystal display device and manufacturing method thereof
US6693689B1 (en) Reflective liquid crystal display device
JP3015792B1 (en) Display element
US6671016B1 (en) Transmission-reflection type liquid crystal display device having a selectively reflective filter layer
TW546513B (en) Display element
TW539894B (en) Planar display device
KR100314392B1 (en) Liquid crystal display device
KR100456374B1 (en) liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal color filter and manufacturing method for the same
JP3256656B2 (en) Deflection element
US20010003470A1 (en) Liquid crystal display with black matrix of low reflectivity
KR19990083319A (en) Reflection type liquid crystal display device
JP2000227590A (en) Display device
KR100439428B1 (en) Polarized light reflection element and liquid crystal display element having the same
JP4248062B2 (en) LCD panel
KR100302220B1 (en) Display element
JP2001209046A (en) Planar display device
JP2003195288A (en) Semi-transmission type liquid crystal display
JP4465847B2 (en) Transflective liquid crystal display device
US7535526B1 (en) Transmission-reflection type liquid crystal display device having a light transmitting region in a reflecting film
US7495727B2 (en) Transflective liquid crystal display device having liquid crystal layer with much larger transmissive retardation than reflective retardation
JP2001209048A (en) Liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20050414

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050606

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060206

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20061215