JP3578894B2

JP3578894B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP3578894B2
Application number: JP21232797A
Authority: JP
Inventors: 満鹿野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1997-08-06
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: JPH1152347A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周囲の明るさ等の使用環境によらず使用することができ、反射型としても透過型としても使用可能な液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置の表示形態には、バックライトを備えた半透過型、透過型と呼ばれるものと、反射型と呼ばれるものがある。反射型液晶表示装置は、太陽光、照明光等の外光だけを利用してバックライト無しで表示する液晶表示装置であり、例えば、薄型で軽量化が要求される携帯情報端末等に多く用いられている。
【０００３】
図５は従来一般の反射型液晶表示装置の概略構成を示す断面図であり、この装置は特に単純マトリクス方式のＳＴＮ型液晶表示装置の例である。
この反射型液晶表示装置は、反射板７１上の下側偏光板７０の上方に、反射モードＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ−ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）方式用の液晶セル７２、位相差板７３が積層され、さらにこの位相差板７３上に上側偏光板７４が積層された概略構成となっている。
また、上記液晶セル７２は、下側ガラス基板７５、カラーフィルタ７６、下側透明電極層７８、下側配向膜７９、この下側配向膜７９と隙間を隔てて対向配置された上側配向膜８０、上側透明電極層８１、上側ガラス基板８２の順に積層され、上記下側配向膜７９、上側配向膜８０間にＳＴＮ液晶層８３が配設された構成となっている。なお、カラーフィルタ７６と下側透明電極層７８との間には、シリカやアクリル樹脂からなるオーバーコート層（図示略）が設けられている。上記位相差板７３は、ＳＴＮ液晶を透過する光の位相差を補償することにより表示が青や黄色に着色するのを防止するためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の反射型液晶表示装置は、薄型軽量に加えて、バックライト用の電源を必要としない分、消費電力が低減できるという利点を持っており、明るい場所では支障なく使用できるものの、バックライトを備えていないために暗い場所では表示を視認するのが困難であった。その一方、バックライトを備えた透過型液晶表示装置は、暗い場所での表示の視認性は向上するものの、バックライト用電源を用いることで消費電力が増大するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、消費電力の増大を最小限に抑えながらも周囲の明るさによらず表示を確実に視認し得る液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、対向する上下の透明基板のうち、下側透明基板の対向面にカラーフィルタ、下側透明電極、配向膜を順次設けるとともに下側透明基板の外側に下側偏光板、照明用光源となる面発光体を順次設け、上側透明基板の対向面に上側透明電極、配向膜を順次設けるとともに上側透明基板の外側に位相差板、上側偏光板を順次設け、上下の配向膜の間に液晶層を設け、上記下側透明基板の対向面には上記カラーフィルタ直下の画素領域のみに反射膜を設け、上記下側偏光板と上記面発光体との間に、上記面発光体から照射される光を上記反射膜が設けられていない非画素領域の部分に収束し、その光を上記液晶層に向けて拡散させる集光レンズ体を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
すなわち、本発明の液晶表示装置は、下側透明基板の対向面に反射膜を設けたことで反射型液晶表示装置として機能し、下側透明基板の外側に面発光体、いわゆるバックライトを設けたことで透過型液晶装置としても機能するというものである。ただし、反射体を全面にわたって設けたのでは面発光体からの光が液晶層側に透過しないため、面発光体からの光が透過するように、反射膜のうち非画素領域の部分だけを切り欠いたものである。
【０００８】
この液晶表示装置を明るい場所で使用する際には、面発光体を点灯せずに外光を利用して表示を行う。この場合、入射した光が上側透明基板、液晶層を経て下側透明基板の対向面に到達するが、この対向面上の画素領域の部分にはカラーフィルタの直下に反射膜が設けられているので、入射光は反射膜の表面で上側透明基板側に向けて反射し、表示が可能となる。この場合、光はカラーフィルタを透過するので、カラー表示となる。
一方、暗い場所で使用する際には、面発光体を点灯して表示を行う。この場合、面発光体から出射された光はまず、集光レンズ体によって下側透明基板の対向面上の非画素領域の部分に収束するが、この部分には反射膜が設けられていないため、光はこの非画素領域の部分を透過することになる。そして、透過した光は液晶層を進むうちに画素領域内に拡散するため、画素領域において液晶層、上側透明基板を透過して表示が可能となる。この場合、光はカラーフィルタを透過しないので、白黒表示となる。
【０００９】
このように、本発明の液晶表示装置は、明るい場所で反射型液晶表示装置として使用する際にはカラー表示となり、暗い場所で透過型液晶表示装置として使用する際には白黒表示となるが、いずれにしても周囲の明るさにかかわらず表示の視認が可能な液晶表示装置となる。
【００１０】
また、上記の構成に代えて、対向する上下の透明基板のうち、下側透明基板の対向面に下側透明電極、配向膜を順次設けるとともに下側透明基板の外側に下側偏光板、照明用光源となる面発光体を順次設け、上側透明基板の対向面にカラーフィルタ、上側透明電極、配向膜を順次設けるとともに上側透明基板の外側に位相差板、上側偏光板を順次設け、上下の配向膜の間に液晶層を設け、上記下側透明基板と下側透明電極の間には上記カラーフィルタ下方の画素領域のみに反射膜を設け、上記下側偏光板と上記面発光体との間に、上記面発光体から照射される光を上記反射膜が設けられていない非画素領域の部分に収束し、その光を上記液晶層に向けて拡散させる集光レンズ体を設ける構成としてもよい。
【００１１】
すなわち、本構成が上記の構成と異なる点は、カラーフィルタを上側透明基板側に設けた点であり、反射膜を画素領域のみに設けて非画素領域には設けない点など、各部の平面的な位置関係は上記構成と同様である。
本構成の液晶表示装置の場合、明るい場所で使用する際には、入射した外光が上側透明基板、カラーフィルタ、液晶層を経て下側透明基板の対向面に到達し、画素領域部分に設けられた反射膜の表面で反射し、表示が可能となる。
一方、暗い場所で使用する際には、面発光体から出射された光が下側透明基板の対向面上の非画素領域の部分に収束し、この部分を透過して液晶層中で画素領域内に拡散し、画素領域においてカラーフィルタ、上側透明基板を順次透過して表示が可能となる。本装置の場合、上記構成の装置と異なり明るい場所で反射型液晶表示装置として使用する際にも暗い場所で透過型液晶表示装置として使用する際にもカラー表示となり、周囲の明るさにかかわらず表示の視認が可能な液晶表示装置が得られる。
なお、上記の２つの構成の液晶表示装置は、実質的には上下の透明電極が交差する単純マトリクス型液晶表示装置を構成するものであり、画素領域は上下の透明電極が交差し、その電極間で液晶層が動作して実際に表示に寄与する領域のことであり、非画素領域は表示に寄与しないそれ以外の領域のことである。
【００１２】
さらに、対向する上下の透明基板のうち、下側透明基板の対向面にスイッチング素子、このスイッチング素子に接続された光反射性を有する画素電極、配向膜を順次設けるとともに下側透明基板の外側に下側偏光板、照明用光源となる面発光体を順次設け、上側透明基板の対向面にカラーフィルタ、共通透明電極、配向膜を順次設けるとともにこの上側透明基板の外側に上側偏光板を設け、上下の配向膜の間に液晶層を設け、上記下側偏光板と上記面発光体との間に、上記面発光体から照射される光を上記画素電極が設けられていない非画素領域の部分に収束し、その光を上記液晶層に向けて拡散させる集光レンズ体を設ける構成としてもよい。
【００１３】
このように、本発明は、上記２つの構成のような単純マトリクス型液晶表示装置のみならず、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子と画素電極を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用することもできる。この場合、画素電極そのものを光反射性を有する金属等で形成することによって、特に反射膜を設けることなく、上記と同様の作用により、周囲の明るさによらず表示の視認が可能な液晶表示装置を構成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。
この実施の形態の液晶表示装置は、本発明を単純マトリクス方式のＳＴＮ型カラー液晶表示装置に適用したものである。
図１に示すように、本実施の形態の液晶表示装置は、液晶セル１と、液晶セル１の上側ガラス基板２（上側透明基板）の外側に順次設置された第１の位相差板３、第２の位相差板４、上側偏光板５、液晶セル１の下側ガラス基板６（下側透明基板）の外側に設けられた下側偏光板７、集光レンズ体８、光源９から概略構成されている。
【００１５】
上記液晶セル１は、対向する上下のガラス基板のうち、下側ガラス基板６の対向面には、表面に多数の凹凸が形成された樹脂層１０、Ａｌ等の金属からなる反射膜１１、カラーフィルタ１２、オーバーコート層１３、インジウムすず酸化物（以下、ＩＴＯと記す）からなるコモン電極１４（下側透明電極）、および配向膜１５が順に積層されている。一方、上側ガラス基板２の対向面には、ＩＴＯからなるセグメント電極１６（上側透明電極）、配向膜１７が順に積層されている。そして、上記上下のガラス基板２、６上の配向膜１５、１７の間にＳＴＮ液晶層１８が封入されている。
【００１６】
本実施の形態の液晶表示装置は、上述したように単純マトリクス方式のものであり、図１において紙面を貫通する方向に延びるセグメント電極１６と左右方向に延びるコモン電極１４は、図２に示すように互いに直交している。そして、これら電極１４、１６が重なり合う領域が画素領域１９、それ以外の領域が非画素領域２０となるが、上記カラーフィルタ１２および反射膜１１は画素領域１９に合わせた形状（斜線で示す部分）に形成されている。つまり、図１に示すように、反射膜１１は樹脂層１０上のカラーフィルター１２直下の画素領域１９にのみ設けられ、非画素領域２０には設けられていない状態となっている。ここで、各部の寸法の一例を挙げると、コモン電極１４の幅が３００μｍ、コモン電極１４間のスペースが３０μｍ、セグメント電極１６の幅が１００μｍ、セグメント電極１６間のスペースが１０μｍ、長方形状の１画素分のカラーフィルタ１２および反射膜１１が３００μｍ×１００μｍ、である。
【００１７】
また、上記配向膜１５、１７としては、通常使用されている透明な配向膜が用いられ、例えば、ポリイミドなどの高分子膜がラビング処理されたものである。上記ＳＴＮ液晶層１８は、上側ガラス基板２、下側ガラス基板６の対向面側に設けられた上下の配向膜１５、１７の間に封入された常温でネマチック状態となる液晶分子からなり、この液晶分子は１８０゜以上、好ましくは２４０゜捻れて配向されたスーパーツイステッドネマチックタイプのものが用いられる。上記上側ガラス基板２は、液晶表示装置の種類によって異るが、ソーダライムガラス等を用いることができる。上記下側ガラス基板６に関しても、液晶表示装置の種類によって異るが、ナトリウム等のアルカリ金属の酸化物を含んだソーダライムガラス等を用いることができる。上記オーバーコート層１３は、カラーフィルタ１２による凹凸を平坦化するために設けられたもので、カラーフィルタ１２と密着性の高いポリビニルアルコールやアクリル系樹脂などの有機材料からなるものである。
【００１８】
上記カラーフィルタ１２は、図２に示すように、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）の３原色の各画素がフォトリソグラフィーや印刷法などの方法により所望のパターン通り形成されたものである。ただし、本実施の形態の場合、このカラーフィルタ１２には、上記３原色の周囲に非画素領域２０を覆うブラックマトリックスを形成してはならない。後述するように、本実施の形態の装置を透過型液晶表示装置として用いる場合、光源９からの光が非画素領域２０を透過する必要があるが、ブラックマトリックスがあると光が透過しないからである。上記反射膜１１は、入射した外光を反射するとともに拡散させることにより、視野角を大きくするためのものである。この反射膜１１は、下側ガラス基板６の対向面側に設けられた樹脂層１０の凹凸を有する表面に沿って形成されたＡｌ膜やＡｇ膜等の金属膜からなるものである。
【００１９】
上記第１および第２の位相差板３、４は、１または２軸延伸したポリビニルアルコールや、ポリカーボネートのフィルムなどからなるものである。また、上側偏光板５および下側偏光板７としては市販の偏光板（例えば、製品名：Ｇ１２２５ＤＵ、日東電工社製など）を用いることができる。
【００２０】
上記光源９は本装置を透過型液晶表示装置として使用する際にバックライトとなるものであり、無機または有機の白色ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル、冷陰極蛍光ランプ等からなる面発光体を使用することが望ましい。上記集光レンズ体８は光源９から出射された光を反射膜１１がない非画素領域２０に収束するためのものであり、複数の凸状のマイクロレンズを並設したものである。このマイクロレンズの配置、形状、焦点距離等に関しては、（１）各マイクロレンズの焦点が下側ガラス基板６に設けた反射膜１１間のスペースの中心線上に位置する、（２）各マイクロレンズの直径Ｄがセグメント電極１６の幅Ｗと上記スペースの幅Ｓとを加算した値「Ｗ＋Ｓ」以下であることが望ましい、（３）各マイクロレンズの焦点距離は、レンズの中心から反射膜１１を形成した樹脂層１０表面までの距離と略同じ距離もしくはそれ以上の距離である、（４）焦点距離の最大値は、マイクロレンズの中心から液晶層１８と上側ガラス基板２側の配向膜１７との界面までの距離である、以上の条件を満たす必要がある。なお、このマイクロレンズには単なる凸レンズの他、フレネルレンズ等を用いることもできる。
【００２１】
本実施の形態の液晶表示装置は、下側ガラス基板６の対向面側に一部を切り欠いた反射膜１１を設けたことで反射型液晶表示装置として機能し、下側ガラス基板６の外側にバックライトとしての光源９を設けたことで透過型液晶装置としても機能するというものである。
すなわち、この液晶表示装置を明るい場所で使用する際には、バックライトを点灯せずに外光のみを利用して表示を行う。この場合、入射した光が上側ガラス基板２、液晶層１８を経て下側ガラス基板６の対向面に到達するが、この対向面上の画素領域１９の部分にはカラーフィルタ１２の直下に反射膜１１が設けられているので、入射光は反射膜１１の表面で上側ガラス基板２側に向けて反射し、表示が可能となる。この場合、光はカラーフィルタ１２を透過するので、カラー表示となる。
一方、暗い場所で使用する際には、バックライトを点灯して表示を行う。この場合、出射された光（図１において光線を符号Ｌで示す）は集光レンズ体８によって下側ガラス基板６の対向面上の非画素領域２０の部分に収束するが、この部分には反射膜１１を設けていないため、光はこの非画素領域２０の部分を透過することになる。そして、透過した光は液晶層１８を進むうちに画素領域１９内に拡散するため、画素領域１９内の液晶層１８を透過して表示が可能となる。この場合、光はカラーフィルタ１２を透過しないので、白黒表示となる。
【００２２】
このように、本実施の形態の液晶表示装置は、明るい場所で反射型液晶表示装置として使用する際にはカラー表示となり、暗い場所で透過型液晶表示装置として使用する際には白黒表示となるが、いずれにしても周囲の明るさにかかわらず表示の視認が可能な液晶表示装置となる。また、明るい場所で使用する際には反射型液晶表示装置として充分に表示を視認でき、バックライトを点灯させる必要がないため、消費電力が必要以上に増大することもない。
【００２３】
以下、本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。
本実施形態の液晶表示装置も第１の実施の形態と同様、本発明を単純マトリクス方式のＳＴＮ型カラー液晶表示装置に適用したものである。そして、本実施の形態の装置が第１の実施の形態の装置と異なるところは、カラーフィルタを上側ガラス基板側に設けた点である。その他の概略構成は第１の実施の形態と同様であり、図３において図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２４】
液晶セル１は、図３に示すように、対向する上下のガラス基板のうち、下側ガラス基板６の対向面には、樹脂層１０、反射膜１１、平坦化層２２、ＩＴＯからなるコモン電極１４（下側透明電極）、および配向膜１５が順に積層されている。一方、上側ガラス基板２の対向面には、カラーフィルタ１２、オーバーコート層１３、ＩＴＯからなるセグメント電極１６（上側透明電極）、配向膜１７が順に積層されている。そして、上記上下のガラス基板２、６上の配向膜１５、１７の間にＳＴＮ液晶層１８が封入されている。各層の構成材料は第１の実施の形態と同様である。
【００２５】
本実施の形態の液晶表示装置の場合、断面構造では第１の実施の形態と異なるものの、セグメント電極１６、コモン電極１４、カラーフィルタ１２、反射膜１１の平面的な位置関係は第１の実施の形態と同様であり、図２に示した通りである。すなわち、上記カラーフィルタ１２は画素領域１９に合わせた形状で上側ガラス基板２側に形成され、また、反射膜１１は画素領域１９に合わせた形状で下側ガラス基板６側に形成されている。したがって、図３に示すように、カラーフィルタ１２、反射膜１１の端部が一致し、反射膜１１はカラーフィルター１２下方の画素領域１９にのみ設けられた状態となっている。
【００２６】
上記カラーフィルタ１２に関しては、本実施の形態の装置の場合、第１の実施の形態と異なり、３原色の周囲にブラックマトリックスが形成されていても透過型液晶表示装置としての表示が不可能になるわけではない。しかしながら、ブラックマトリックスが形成されていると、反射型として使用する場合に入射光のうち２割程度の光がブラックマトリックスで遮光されて表示が暗くなるため、この点からはブラックマトリックスを形成しない方が望ましい。
【００２７】
本実施の形態の液晶表示装置の場合、明るい場所で使用する際には、入射した外光が上側ガラス基板２、カラーフィルタ１２、液晶層１８を経て下側ガラス基板６の対向面に到達し、画素領域１９部分に設けられた反射膜１１の表面で反射し、表示が可能となる。
一方、暗い場所で使用する際には、光源９から出射された光（図３において光線を符号Ｌで示す）が下側ガラス基板６の対向面上の非画素領域２０の部分に収束し、この部分を透過して液晶層１８中で画素領域１９内に拡散し、画素領域１９においてカラーフィルタ１２、上側ガラス基板２を順次透過して表示が可能となる。したがって、本装置の場合、第１の実施の形態と異なって明るい場所で反射型液晶表示装置として使用する際にも暗い場所で透過型液晶表示装置として使用する際にも表示がカラーとなり、消費電力を必要以上に増大させることなく、周囲の明るさにかかわらず表示を確実に視認し得る液晶表示装置を実現することができる。
【００２８】
以下、本発明の第３の実施の形態を図４を参照して説明する。
この実施形態の液晶表示装置は、本発明をアクティブマトリクス方式のＴＦＴ型カラー液晶表示装置に適用したものである。
本装置は、図４に示すように、液晶セル１と、液晶セル１の上側ガラス基板２（上側透明基板）の外側に設置された上側偏光板５、液晶セル１の下側ガラス基板６（下側透明基板）の外側に設けられた下側偏光板７、集光レンズ体８、光源９から概略構成されている。
【００２９】
上記液晶セル１は、対向する上下のガラス基板のうち、下側ガラス基板６の対向面には、薄膜トランジスタ２４（スイッチング素子）が形成され、この薄膜トランジスタ２４を覆う絶縁膜２５が形成されている。そして、絶縁膜２５上には画素電極２６が設けられ、この画素電極２６を覆うように絶縁膜２５上の全面に配向膜１５が設けられている。この画素電極２６は、光に対して高い反射率を有する例えばＡｌ等の金属からなるものである。また、薄膜トランジスタ２４のドレイン電極２７と画素電極２６は導電性材料からなる電極橋絡部２８によって電気的に接続されている。一方、上側ガラス基板２の対向面には、カラーフィルタ１２、オーバーコート層１３、ＩＴＯからなる共通電極２９、配向膜１７が順に積層されている。そして、上記上下のガラス基板２、６上の配向膜１５、１７の間にＴＮ（ＴｗｉｓｔｅｄＮｅｍａｔｉｃ）液晶層３０が封入されている。
【００３０】
また、上記配向膜１５、１７としては、通常使用されている透明な配向膜が用いられ、例えば、ポリイミドなどの高分子膜がラビング処理されたものである。上記ＴＮ液晶層３０は、上側または下側ガラス基板２、６の対向面側に設けられた上下の配向膜１５、１７の間に封入された常温でネマチック状態となる液晶分子からなり、この液晶分子は９０゜捻れて配向されたツイステッドネマチックタイプのものが用いられる。上記上側ガラス基板２、下側ガラス基板６は、液晶表示装置の種類によって異るが、ソーダライムガラス等を用いることができる。上記オーバーコート層１３は、カラーフィルタ１２と密着性の高いポリビニルアルコールやアクリル系樹脂などの有機材料からなるものである。上記カラーフィルタ１２は、レッド、グリーン、ブルーの３原色の各画素がフォトリソグラフィーや印刷法などの方法により所望のパターン通り形成されたものである。上側および下側偏光板５、７としては、市販の偏光板（例えば、製品名：Ｇ１２２５ＤＵ、日東電工社製など）を用いることができる。
【００３１】
また、上記光源９は本装置を透過型液晶表示装置として使用する際にバックライトとなるものであり、無機または有機の白色ＥＬパネル、冷陰極蛍光ランプ等からなる面発光体を使用することができる。上記集光レンズ体８は光源９から出射された光を画素電極２６がない非画素領域に収束させるためのものであり、複数の凸状のマイクロレンズを並設したものである。なお、このマイクロレンズには単なる凸レンズの他、フレネルレンズ等を用いることもできる。
【００３２】
本実施の形態の液晶表示装置においては、下側ガラス基板６側にＡｌ等の金属からなる光反射性の画素電極２６を設けているため、この画素電極２６自体が上記２つの実施の形態における反射膜の機能を兼ねることになる。したがって、この液晶表示装置を明るい場所で使用する際には、入射した外光が上側ガラス基板２、液晶層３０を透過し、画素電極２６の表面で上側ガラス基板２側に向けて反射するため、表示が可能となる。
一方、暗い場所で使用する際には、光源９から出射された光は集光レンズ体８によって画素電極２６間のスペースの部分に収束した後、この部分を透過し、液晶層３０中で画素領域内に拡散するため、表示が可能となる。本実施の形態の液晶表示装置の場合、明るい場所でも暗い場所でも表示はカラーとなる。
【００３３】
このように、アクティブマトリクス方式でＴＦＴ型の液晶表示装置に本発明を適用した本実施の形態においても、消費電力を必要以上に増大させることなく、周囲の明るさにかかわらず表示の視認が可能な液晶表示装置が得られる、といった上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では光源と下側偏光板の間に集光レンズ体を設けた例を示したが、集光レンズ体の配設位置としてはこの箇所に限ることなく、例えば下側ガラス基板と下側偏光板との間に設けてもよい。また、各部の構成材料等に関しても適宜変更が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の液晶表示装置においては、下側透明基板上の画素領域に反射膜または光反射性を有する画素電極を設け、下側透明基板の外側に光源と光源からの光を非画素領域に収束する集光レンズ体とを備えたことによって、明るい場所では反射型液晶表示装置、暗い場所では透過型液晶表示装置として用いることができる。したがって、場合によって光源を点灯または消灯させることにより消費電力を必要以上に増大させることなく、周囲の明るさにかかわらず表示の視認が可能な液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である液晶表示装置を示す断面図である。
【図２】同、液晶表示装置の電極、カラーフィルタの配置を示す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である液晶表示装置を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態である液晶表示装置を示す断面図である。
【図５】従来の反射型液晶表示装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１液晶セル
２上側ガラス基板（上側透明基板）
３，４位相差板
５上側偏光板
６下側ガラス基板（下側透明基板）
７下側偏光板
８集光レンズ体
９光源
１１反射膜
１２カラーフィルタ
１４コモン電極（下側透明電極）
１５，１７配向膜
１６セグメント電極（上側透明電極）
１８ＳＴＮ液晶層（液晶層）
１９画素領域
２０非画素領域
２４薄膜トランジスタ（スイッチング素子）
２６画素電極
２９共通電極
３０ＴＮ液晶層（液晶層）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device that can be used regardless of the use environment such as ambient brightness and can be used as a reflection type or a transmission type.
[0002]
[Prior art]
In general, display modes of a liquid crystal display device include a transflective type having a backlight, a transmissive type, and a reflective type. A reflection type liquid crystal display device is a liquid crystal display device that displays without using a backlight using only external light such as sunlight and illumination light, and is often used for a portable information terminal or the like that is required to be thin and lightweight. Have been.
[0003]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a conventional general reflection type liquid crystal display device. This device is an example of a simple matrix type STN type liquid crystal display device.
In this reflection type liquid crystal display device, a liquid crystal cell 72 for a reflection mode STN (Super-Twisted Nematic) system and a retardation plate 73 are stacked above a lower polarizing plate 70 on a reflection plate 71. It has a schematic configuration in which an upper polarizing plate 74 is laminated on a plate 73.
The liquid crystal cell 72 includes a lower glass substrate 75, a color filter 76, a lower transparent electrode layer 78, a lower alignment film 79, and an upper alignment film 80 which is disposed to face the lower alignment film 79 with a gap. , An upper transparent electrode layer 81 and an upper glass substrate 82 in this order, and an STN liquid crystal layer 83 is provided between the lower alignment film 79 and the upper alignment film 80. Note that an overcoat layer (not shown) made of silica or acrylic resin is provided between the color filter 76 and the lower transparent electrode layer 78. The phase difference plate 73 is for compensating for the phase difference of the light transmitted through the STN liquid crystal to prevent the display from being colored blue or yellow.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional reflection-type liquid crystal display devices have the advantage of being thin and lightweight, and having the advantage of not requiring a power supply for a backlight, and thus having the advantage of being able to reduce power consumption. It was difficult to visually recognize the display in a dark place because there was no light. On the other hand, a transmissive liquid crystal display device having a backlight has a problem in that although the visibility of display in a dark place is improved, power consumption is increased by using a backlight power supply.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a liquid crystal display device that can reliably display a display regardless of ambient brightness while minimizing an increase in power consumption. The purpose is to:
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device of the present invention includes a color filter, a lower transparent electrode, and an alignment film that are sequentially provided on a surface facing a lower transparent substrate, among upper and lower transparent substrates facing each other. A lower polarizing plate and a surface light emitter serving as a light source for illumination are sequentially provided outside the transparent substrate, an upper transparent electrode and an alignment film are sequentially provided on the opposite surface of the upper transparent substrate, and a retardation plate and an upper side are provided outside the upper transparent substrate. A polarizing plate is sequentially provided, a liquid crystal layer is provided between the upper and lower alignment films, a reflection film is provided only on a pixel area immediately below the color filter on the opposite surface of the lower transparent substrate, and the lower polarizing plate and the surface are provided. A light-collecting lens body that converges light emitted from the surface light emitter between the light-emitting body and the non-pixel region where the reflective film is not provided, and diffuses the light toward the liquid crystal layer. It is characterized by having been provided.
[0007]
That is, the liquid crystal display device of the present invention functions as a reflection type liquid crystal display device by providing a reflective film on the opposite surface of the lower transparent substrate, and a surface light emitter, a so-called backlight, is provided outside the lower transparent substrate. As a result, it also functions as a transmissive liquid crystal device. However, if the reflector is provided over the entire surface, the light from the surface light emitter does not transmit to the liquid crystal layer side. Therefore, only the non-pixel area portion of the reflective film is cut so that the light from the surface light emitter transmits. It is missing.
[0008]
When the liquid crystal display device is used in a bright place, display is performed using external light without turning on the surface light emitter. In this case, the incident light reaches the opposing surface of the lower transparent substrate via the upper transparent substrate and the liquid crystal layer, and a portion of the pixel region on this opposing surface is provided with a reflective film immediately below the color filter. Therefore, the incident light is reflected on the surface of the reflection film toward the upper transparent substrate side, and display is possible. In this case, the light is transmitted through the color filter, so that color display is performed.
On the other hand, when used in a dark place, display is performed by lighting the surface light emitter. In this case, the light emitted from the surface light emitter is first converged by the condenser lens to a portion of the non-pixel region on the opposing surface of the lower transparent substrate, but since no reflection film is provided on this portion. , Light is transmitted through this non-pixel area. Then, the transmitted light is diffused into the pixel region while traveling through the liquid crystal layer, so that the liquid crystal layer and the upper transparent substrate can be transmitted in the pixel region to perform display. In this case, since light does not pass through the color filter, a black and white display is obtained.
[0009]
Thus, the liquid crystal display device of the present invention has a color display when used as a reflective liquid crystal display device in a bright place, and has a black and white display when used as a transmissive liquid crystal display device in a dark place. In any case, the liquid crystal display device can display the display regardless of the surrounding brightness.
[0010]
Further, instead of the above configuration, of the upper and lower transparent substrates opposed to each other, a lower transparent electrode and an alignment film are sequentially provided on the surface facing the lower transparent substrate, and a lower polarizing plate is provided outside the lower transparent substrate. Surface light emitters are sequentially provided as light sources, and a color filter, an upper transparent electrode, and an alignment film are sequentially provided on the opposite surface of the upper transparent substrate, and a retardation plate and an upper polarizer are sequentially provided outside the upper transparent substrate. A liquid crystal layer is provided between the alignment films, a reflection film is provided only in the pixel region below the color filter between the lower transparent substrate and the lower transparent electrode, and the lower polarizing plate and the surface light emitter In the meantime, the light emitted from the surface light emitter may be converged on a portion of the non-pixel region where the reflective film is not provided, and a condensing lens body for diffusing the light toward the liquid crystal layer may be provided. Good.
[0011]
That is, this configuration is different from the above configuration in that a color filter is provided on the upper transparent substrate side, and a planar view of each part such as a point that a reflection film is provided only in a pixel region and not provided in a non-pixel region. The positional relationship is the same as in the above configuration.
In the case of the liquid crystal display device of this configuration, when used in a bright place, the incident external light reaches the opposing surface of the lower transparent substrate via the upper transparent substrate, the color filter, and the liquid crystal layer, and is provided in the pixel region portion. The light is reflected on the surface of the reflection film thus formed, and the display becomes possible.
On the other hand, when used in a dark place, the light emitted from the surface light emitter converges on the non-pixel area on the opposing surface of the lower transparent substrate, passes through this area and passes through the pixel area in the liquid crystal layer. Then, the light is diffused in the pixel region, and the color filter and the upper transparent substrate are sequentially transmitted through the pixel region, thereby enabling display. In the case of this device, unlike the device having the above-described configuration, color display is performed both when used as a reflective liquid crystal display device in a bright place and when used as a transmissive liquid crystal display device in a dark place, regardless of the surrounding brightness. A liquid crystal display device in which the display can be visually recognized is obtained.
Note that the liquid crystal display device having the above two configurations substantially constitutes a simple matrix type liquid crystal display device in which upper and lower transparent electrodes intersect, and a pixel region in which upper and lower transparent electrodes intersect. The non-pixel region is a region that does not contribute to display by actually operating the liquid crystal layer between the regions, and the non-pixel region is a region that does not contribute to display.
[0012]
Further, among the upper and lower transparent substrates facing each other, a switching element, a pixel electrode having light reflectivity connected to the switching element, and an alignment film are sequentially provided on the facing surface of the lower transparent substrate, and the switching element is provided outside the lower transparent substrate. A lower polarizing plate, a surface light emitter to be a light source for illumination are sequentially provided, and a color filter, a common transparent electrode, and an alignment film are sequentially provided on a surface facing the upper transparent substrate, and an upper polarizing plate is provided outside the upper transparent substrate, A liquid crystal layer is provided between the upper and lower alignment films, and a portion of the non-pixel region where the pixel electrode is not provided, between the lower polarizing plate and the surface light emitter, light emitted from the surface light emitter is provided. And a converging lens body for diffusing the light toward the liquid crystal layer.
[0013]
As described above, the present invention can be applied not only to the simple matrix type liquid crystal display device having the above two configurations but also to an active matrix type liquid crystal display device having a switching element such as a thin film transistor and a pixel electrode. In this case, by forming the pixel electrode itself from a metal or the like having light reflectivity, a liquid crystal display capable of visually recognizing the display regardless of the surrounding brightness by the same operation as described above without providing a reflective film. The device can be configured.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The liquid crystal display device of this embodiment is one in which the present invention is applied to a simple matrix type STN color liquid crystal display device.
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device of the present embodiment includes a liquid crystal cell 1 and first retardation plates 3 sequentially disposed outside an upper glass substrate 2 (upper transparent substrate) of the liquid crystal cell 1. The second retardation plate 4, the upper polarizing plate 5, the lower polarizing plate 7 provided outside the lower glass substrate 6 (lower transparent substrate) of the liquid crystal cell 1, the condenser lens body 8, and the light source 9. It is configured.
[0015]
The liquid crystal cell 1 includes a resin layer 10 having a large number of irregularities on its surface, a reflective film 11 made of a metal such as Al, and a color A filter 12, an overcoat layer 13, a common electrode 14 (lower transparent electrode) made of indium tin oxide (hereinafter, referred to as ITO), and an alignment film 15 are sequentially stacked. On the other hand, on the opposing surface of the upper glass substrate 2, a segment electrode 16 (upper transparent electrode) made of ITO and an alignment film 17 are sequentially laminated. An STN liquid crystal layer 18 is sealed between the alignment films 15 and 17 on the upper and lower glass substrates 2 and 6.
[0016]
The liquid crystal display device of the present embodiment is of a simple matrix type as described above. In FIG. 1, a segment electrode 16 extending in a direction penetrating the plane of FIG. 1 and a common electrode 14 extending in the left-right direction are provided as shown in FIG. Are orthogonal to each other. A region where the electrodes 14 and 16 overlap each other is a pixel region 19, and the other region is a non-pixel region 20. The color filter 12 and the reflective film 11 are shaped to match the pixel region 19 (shaded portions). Is formed. That is, as shown in FIG. 1, the reflection film 11 is provided only in the pixel region 19 immediately below the color filter 12 on the resin layer 10, and is not provided in the non-pixel region 20. Here, as an example of the dimensions of each part, the width of the common electrode 14 is 300 μm, the space between the common electrodes 14 is 30 μm, the width of the segment electrode 16 is 100 μm, the space between the segment electrodes 16 is 10 μm, The color filters 12 and the reflection films 11 for the pixels are 300 μm × 100 μm.
[0017]
Further, as the alignment films 15 and 17, a transparent alignment film which is generally used is used, and for example, a polymer film such as polyimide is rubbed. The STN liquid crystal layer 18 is composed of liquid crystal molecules that are in a nematic state at room temperature and are sealed between upper and lower alignment films 15 and 17 provided on the opposing surfaces of the upper glass substrate 2 and the lower glass substrate 6. The liquid crystal molecules are of a super-twisted nematic type which is oriented 180 ° or more, preferably 240 °. The upper glass substrate 2 can be made of soda-lime glass or the like, although it depends on the type of liquid crystal display device. As for the lower glass substrate 6, although it depends on the type of the liquid crystal display device, soda lime glass or the like containing an oxide of an alkali metal such as sodium can be used. The overcoat layer 13 is provided for flattening irregularities due to the color filter 12, and is made of an organic material having high adhesion to the color filter 12, such as polyvinyl alcohol or acrylic resin.
[0018]
In the color filter 12, as shown in FIG. 2, pixels of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are formed according to a desired pattern by a method such as photolithography or a printing method. Things. However, in the case of the present embodiment, a black matrix covering the non-pixel region 20 must not be formed around the three primary colors in the color filter 12. As will be described later, when the device of the present embodiment is used as a transmissive liquid crystal display device, light from the light source 9 needs to pass through the non-pixel region 20, but if a black matrix exists, the light does not pass through. is there. The reflection film 11 serves to increase the viewing angle by reflecting and diffusing incident external light. The reflection film 11 is made of a metal film such as an Al film or an Ag film formed along the uneven surface of the resin layer 10 provided on the opposite surface side of the lower glass substrate 6.
[0019]
The first and second retardation plates 3 and 4 are made of uniaxially or biaxially stretched polyvinyl alcohol, polycarbonate film, or the like. As the upper polarizing plate 5 and the lower polarizing plate 7, a commercially available polarizing plate (for example, product name: G1225DU, manufactured by Nitto Denko Corporation) can be used.
[0020]
The light source 9 serves as a backlight when the present device is used as a transmissive liquid crystal display device, and uses a surface light emitter such as an inorganic or organic white EL (Electroluminescence) panel, a cold cathode fluorescent lamp, or the like. Is desirable. The condensing lens body 8 is for converging the light emitted from the light source 9 to the non-pixel region 20 without the reflection film 11, and has a plurality of convex microlenses arranged side by side. With respect to the arrangement, shape, focal length, and the like of the microlenses, (1) the focal point of each microlens is located on the center line of the space between the reflective films 11 provided on the lower glass substrate 6, (2) each microlens Is preferably equal to or less than a value “W + S” obtained by adding the width W of the segment electrode 16 and the width S of the space. (3) The focal length of each micro lens is (4) The maximum value of the focal length is the distance from the center of the microlens to the liquid crystal layer 18 and the alignment film 17 on the upper glass substrate 2 side. The above condition, which is the distance to the interface, must be satisfied. It is to be noted that a Fresnel lens or the like can be used as the microlens in addition to a simple convex lens.
[0021]
The liquid crystal display device of the present embodiment functions as a reflection type liquid crystal display device by providing a partially cut-off reflective film 11 on the opposite surface side of the lower glass substrate 6, and the outer side of the lower glass substrate 6. In addition, the provision of the light source 9 as a backlight also functions as a transmissive liquid crystal device.
That is, when the liquid crystal display device is used in a bright place, display is performed using only external light without turning on the backlight. In this case, the incident light reaches the opposing surface of the lower glass substrate 6 via the upper glass substrate 2 and the liquid crystal layer 18, and a portion of the pixel region 19 on this opposing surface is directly below the color filter 12 and a reflective film. Since the light source 11 is provided, the incident light is reflected on the surface of the reflection film 11 toward the upper glass substrate 2 side, so that display is possible. In this case, since light passes through the color filter 12, a color display is obtained.
On the other hand, when used in a dark place, the backlight is turned on to perform display. In this case, the emitted light (the light rays are denoted by the symbol L in FIG. 1) is converged by the condenser lens body 8 onto the non-pixel region 20 on the opposing surface of the lower glass substrate 6, Since the reflective film 11 is not provided, light passes through the non-pixel region 20. Then, the transmitted light is diffused into the pixel region 19 while traveling through the liquid crystal layer 18, so that the light can be transmitted through the liquid crystal layer 18 in the pixel region 19 to perform display. In this case, since light does not pass through the color filter 12, a black and white display is obtained.
[0022]
As described above, the liquid crystal display device of this embodiment has a color display when used as a reflective liquid crystal display device in a bright place, and has a black and white display when used as a transmissive liquid crystal display device in a dark place. However, in any case, the liquid crystal display device can display the display regardless of the surrounding brightness. In addition, when the display is used in a bright place, the display can be sufficiently viewed as a reflection type liquid crystal display device, and there is no need to turn on a backlight, so that power consumption does not increase more than necessary.
[0023]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As in the first embodiment, the liquid crystal display device of the present embodiment also applies the present invention to a simple matrix type STN color liquid crystal display device. The device of the present embodiment differs from the device of the first embodiment in that a color filter is provided on the upper glass substrate side. The other schematic configuration is the same as that of the first embodiment. In FIG. 3, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and the detailed description will be omitted.
[0024]
As shown in FIG. 3, the liquid crystal cell 1 includes a resin layer 10, a reflection film 11, a planarization layer 22, and a common electrode made of ITO on a surface facing the lower glass substrate 6 among upper and lower glass substrates facing each other. 14 (lower transparent electrode) and an alignment film 15 are sequentially stacked. On the other hand, on the opposing surface of the upper glass substrate 2, a color filter 12, an overcoat layer 13, a segment electrode 16 (upper transparent electrode) made of ITO, and an alignment film 17 are sequentially laminated. An STN liquid crystal layer 18 is sealed between the alignment films 15 and 17 on the upper and lower glass substrates 2 and 6. The constituent materials of each layer are the same as in the first embodiment.
[0025]
In the case of the liquid crystal display device of the present embodiment, although the sectional structure is different from that of the first embodiment, the planar positional relationship among the segment electrode 16, the common electrode 14, the color filter 12, and the reflection film 11 is the same as that of the first embodiment. And is as shown in FIG. That is, the color filter 12 is formed on the upper glass substrate 2 side in a shape conforming to the pixel region 19, and the reflection film 11 is formed on the lower glass substrate 6 side in a shape conforming to the pixel region 19. Therefore, as shown in FIG. 3, the end portions of the color filter 12 and the reflection film 11 coincide with each other, and the reflection film 11 is provided only in the pixel region 19 below the color filter 12.
[0026]
Regarding the color filter 12, in the case of the device of the present embodiment, unlike the first embodiment, even if a black matrix is formed around three primary colors, display as a transmission type liquid crystal display device is impossible. Not necessarily. However, if a black matrix is formed, about 20% of the incident light is blocked by the black matrix when used as a reflection type, and the display becomes dark. Is desirable.
[0027]
In the case of the liquid crystal display device of the present embodiment, when used in a bright place, the incident external light reaches the facing surface of the lower glass substrate 6 via the upper glass substrate 2, the color filter 12, and the liquid crystal layer 18. Then, the light is reflected on the surface of the reflective film 11 provided in the pixel region 19, and the display is possible.
On the other hand, when used in a dark place, the light emitted from the light source 9 (the light rays are denoted by L in FIG. 3) converges on the non-pixel region 20 on the opposing surface of the lower glass substrate 6, This portion is transmitted and diffused in the pixel region 19 in the liquid crystal layer 18, and in the pixel region 19, the color filter 12 and the upper glass substrate 2 are sequentially transmitted to enable display. Therefore, in the case of the present device, unlike the first embodiment, the display becomes color when used as a reflective liquid crystal display device in a bright place or when used as a transmissive liquid crystal display device in a dark place. It is possible to realize a liquid crystal display device capable of reliably displaying a display regardless of the surrounding brightness without increasing power more than necessary.
[0028]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The liquid crystal display device of this embodiment is one in which the present invention is applied to an active matrix type TFT color liquid crystal display device.
As shown in FIG. 4, the present apparatus includes a liquid crystal cell 1, an upper polarizing plate 5 provided outside an upper glass substrate 2 (upper transparent substrate) of the liquid crystal cell 1, and a lower glass substrate 6 ( It is roughly composed of a lower polarizing plate 7, a condenser lens body 8, and a light source 9 provided outside the lower transparent substrate).
[0029]
In the liquid crystal cell 1, a thin film transistor 24 (switching element) is formed on a surface of the lower glass substrate 6 facing the upper and lower glass substrates, and an insulating film 25 covering the thin film transistor 24 is formed. The pixel electrode 26 is provided on the insulating film 25, and the alignment film 15 is provided on the entire surface of the insulating film 25 so as to cover the pixel electrode 26. The pixel electrode 26 is made of a metal having a high reflectance to light, such as Al. The drain electrode 27 of the thin film transistor 24 and the pixel electrode 26 are electrically connected by an electrode bridge 28 made of a conductive material. On the other hand, a color filter 12, an overcoat layer 13, a common electrode 29 made of ITO, and an alignment film 17 are sequentially stacked on the opposing surface of the upper glass substrate 2. A TN (Twisted Nematic) liquid crystal layer 30 is sealed between the alignment films 15 and 17 on the upper and lower glass substrates 2 and 6.
[0030]
Further, as the alignment films 15 and 17, a transparent alignment film which is generally used is used, and for example, a polymer film such as polyimide is rubbed. The TN liquid crystal layer 30 is composed of liquid crystal molecules that are in a nematic state at room temperature and are sealed between upper and lower alignment films 15 and 17 provided on the upper or lower glass substrates 2 and 6 facing each other. Twisted nematic type molecules in which the molecules are twisted by 90 ° are used. The upper glass substrate 2 and the lower glass substrate 6 may be made of soda lime glass or the like, although they vary depending on the type of liquid crystal display device. The overcoat layer 13 is made of an organic material having high adhesion to the color filter 12, such as polyvinyl alcohol or an acrylic resin. The color filter 12 is formed by forming pixels of three primary colors of red, green, and blue according to a desired pattern by a method such as photolithography or a printing method. As the upper and lower polarizing plates 5 and 7, commercially available polarizing plates (for example, product name: G1225DU, manufactured by Nitto Denko Corporation) can be used.
[0031]
The light source 9 serves as a backlight when the present device is used as a transmissive liquid crystal display device, and a surface luminous body such as an inorganic or organic white EL panel, a cold cathode fluorescent lamp, or the like may be used. it can. The condensing lens body 8 is for converging the light emitted from the light source 9 to a non-pixel region where the pixel electrode 26 is not provided, and has a plurality of convex micro lenses arranged in parallel. It is to be noted that a Fresnel lens or the like can be used as the microlens in addition to a simple convex lens.
[0032]
In the liquid crystal display device of the present embodiment, since the light-reflective pixel electrode 26 made of metal such as Al is provided on the lower glass substrate 6 side, the pixel electrode 26 itself is the same as that of the above two embodiments. It also has the function of the reflection film. Therefore, when this liquid crystal display device is used in a bright place, the incident external light passes through the upper glass substrate 2 and the liquid crystal layer 30 and reflects on the surface of the pixel electrode 26 toward the upper glass substrate 2. , Can be displayed.
On the other hand, when used in a dark place, the light emitted from the light source 9 converges on the space between the pixel electrodes 26 by the condenser lens body 8, then passes through this part, and Since the light is diffused into the area, display becomes possible. In the case of the liquid crystal display device of the present embodiment, the display is color in both bright and dark places.
[0033]
As described above, even in the present embodiment in which the present invention is applied to the TFT type liquid crystal display device of the active matrix type, the display can be viewed regardless of the surrounding brightness without unnecessarily increasing the power consumption. The same effects as those of the above-described embodiment, such as a simple liquid crystal display device, can be obtained.
[0034]
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example in which the condenser lens is provided between the light source and the lower polarizing plate has been described. However, the arrangement position of the condenser lens is not limited to this position. It may be provided between the side polarizing plate. Further, the constituent materials of each part can be appropriately changed.
[0035]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the liquid crystal display device of the present invention, a reflective film or a pixel electrode having light reflectivity is provided in a pixel region on the lower transparent substrate, and a light source and a light source are provided outside the lower transparent substrate. And a condensing lens body that converges light from a non-pixel region to a non-pixel region, the device can be used as a reflective liquid crystal display device in a bright place and as a transmissive liquid crystal display device in a dark place. Therefore, it is possible to realize a liquid crystal display device in which the display can be visually recognized regardless of the surrounding brightness without increasing the power consumption more than necessary by turning on or off the light source in some cases.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of electrodes and color filters of the liquid crystal display device.
FIG. 3 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional reflective liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
1 Liquid crystal cell
2 Upper glass substrate (upper transparent substrate)
3,4 retardation plate
5 Upper polarizing plate
6. Lower glass substrate (lower transparent substrate)
7 Lower polarizing plate
8 Condensing lens body
9 Light source
11 Reflective film
12 Color filters
14. Common electrode (lower transparent electrode)
15, 17 alignment film
16 segment electrode (upper transparent electrode)
18 STN liquid crystal layer (liquid crystal layer)
19 pixel area
20 Non-pixel area
24 thin film transistor (switching element)
26 pixel electrode
29 Common electrode
30 TN liquid crystal layer (liquid crystal layer)

Claims

Of the upper and lower transparent substrates opposed to each other, a color filter, a lower transparent electrode, and an alignment film are sequentially provided on the opposite surface of the lower transparent substrate, and a lower polarizing plate and an illumination light source are provided outside the lower transparent substrate. A surface light emitter is sequentially provided, an upper transparent electrode and an alignment film are sequentially provided on a surface opposite to the upper transparent substrate, and a retardation plate and an upper polarizer are sequentially provided outside the upper transparent substrate. A liquid crystal layer is provided therebetween, and a reflection film is provided only on a pixel region immediately below the color filter on a surface facing the lower transparent substrate, and the surface is provided between the lower polarizing plate and the surface light emitter. A liquid crystal, comprising: a condenser lens that converges light emitted from a light emitter to a non-pixel region where the reflective film is not provided, and diffuses the light toward the liquid crystal layer. Display device.

Of the upper and lower transparent substrates opposed to each other, a lower transparent electrode and an alignment film are sequentially provided on a surface facing the lower transparent substrate, and a lower polarizing plate is provided outside the lower transparent substrate, and a surface light emitter serving as a light source for illumination. Are sequentially provided, a color filter, an upper transparent electrode, and an alignment film are sequentially provided on the opposing surface of the upper transparent substrate, and a retardation plate and an upper polarizer are sequentially provided outside the upper transparent substrate. A liquid crystal layer is provided between the lower transparent substrate and the lower transparent electrode, and a reflection film is provided only in a pixel region below the color filter, and a liquid crystal layer is provided between the lower polarizing plate and the surface light emitter. A light converging lens that converges light emitted from the surface light emitter to a non-pixel region where the reflective film is not provided, and diffuses the light toward the liquid crystal layer. Characteristic liquid crystal display device.

Of the upper and lower transparent substrates opposed to each other, a switching element, a pixel electrode having light reflectivity connected to the switching element, and an alignment film are sequentially provided on the opposite surface of the lower transparent substrate and provided outside the lower transparent substrate. A lower polarizing plate, a surface light emitter serving as a light source for illumination are sequentially provided, and a color filter, a common transparent electrode, and an alignment film are sequentially provided on a surface facing the upper transparent substrate, and an upper polarizing plate is provided outside the upper transparent substrate. A liquid crystal layer is provided between the upper and lower alignment films, and a light emitted from the surface light emitter is not provided between the lower polarizing plate and the surface light emitter. A liquid crystal display device comprising a condensing lens body that converges on a pixel area and diffuses the light toward the liquid crystal layer.