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JP4666554B2 - Transmission and reflection type liquid crystal display device - Google Patents

Transmission and reflection type liquid crystal display device Download PDF

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JP4666554B2
JP4666554B2 JP2001089086A JP2001089086A JP4666554B2 JP 4666554 B2 JP4666554 B2 JP 4666554B2 JP 2001089086 A JP2001089086 A JP 2001089086A JP 2001089086 A JP2001089086 A JP 2001089086A JP 4666554 B2 JP4666554 B2 JP 4666554B2
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
layer
reflective
display device
Prior art date
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英明 森田
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553Reflecting elements
    • G02F1/133555Transflectors

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  • Optical Filters (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型兼反射型液晶表示装置に関し、特に、反射型と透過型を切り換えて表示することができる液晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置の分野では、例えば携帯電話向け液晶表示装置等において、環境等の状況によってユーザが反射型と透過型を使い分けることが可能な透過型兼反射型液晶表示装置が知られている。
【0003】
その中の一つは、透過型液晶表示素子の裏面に半透過ミラーを配置して、反射型で用いる場合は、液晶表示素子の観察側の外光を裏面の半透過ミラーで観察側へ反射させて表示を観察可能にし、透過型で用いる場合は、半透過ミラーのさらに裏面側に配置したバックライトを点灯して半透過ミラーを透過した光で表示を観察可能にするものである。
【0004】
もう一つの透過型兼反射型液晶表示装置は、反射型液晶表示素子の各画素の観察側と反対側に配置された反射層に開口を設けて構成し、反射型で用いる場合は、液晶表示素子の観察側の外光を裏面の開口以外の反射層で観察側へ反射させて表示を観察可能にし、透過型で用いる場合は、反射層の裏面側に配置したバックライトを点灯してその開口を透過した光で表示を観察可能にするものである(例えば、「FLAT−PANEL DISPLAY 2001」pp.123〜124)。
【0005】
後者の場合、各画素の反射層開口に対応する部分及び開口以外に対応する部分にも、R(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルターを着色層として一律同じものを設けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現実的なカラーフィルターの透過率分布は、図3(a)と(b)に示すように、所望の色(R、G、B)に対応する山とそれ以外の谷の高さに関して典型的には2つのタイプに大別される。▲1▼山が高い(100%)が、谷も高い(0%に近くならない)ものか(図3(b))、▲2▼谷が低い(0%に近い)が、山も低い(100%に近くならない)もの(図3(a))である。▲1▼は、外光を用いるため元々色再現性が悪い反射型に合せたもので、光が往復2回透過する必要があるので、透過率を優先させており、透過型として用いると色再現性が悪くなる。▲2▼は透過型の色再現性の良さに合せたものだが、透過型、反射型共輝度が落ちる。この輝度の低下は、特に透過型の場合において、携帯電話向け等で要求される低消費電力化に反することになる。
【0007】
このように、反射層に開口を設けて透過型と反射型の液晶表示装置を兼用する場合に、開口部と非開口部に一律に同じカラーフィルターを配置すると、図3(a)のものを用いると、特に反射型として用いる場合に、輝度が低下してしまう。一方、図3(b)のものを用いると、特に透過型として用いる場合に、色再現性が悪くなる問題がある。
【0008】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、反射型液晶表示素子の各画素の反射層に開口を設けて透過型と兼用した液晶表示装置において、反射型、透過型何れで用いても最適な色再現性と輝度が得られるようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の透過型兼反射型液晶表示装置は、液晶層の観察側に異なる色フィルターが配置され、液晶層の反対側に反射層が配置されてなる異なる色の複数の画素の組み合わせからなる液晶表示装置において、
前記各画素の反射層には開口が設けられ、各画素の色フィルターの前記開口に対応する部分の着色層と前記開口に対応しない部分の着色層との透過率の波長分布が異なることを特徴とするものである。
【0010】
この場合に、各画素の色フィルターの開口に対応しない部分の着色層の透過率が開口に対応する部分の着色層の透過率より高く設定されていることが望ましい。
【0011】
また、各画素の色フィルターの開口に対応する部分の着色層は色再現優先で、開口に対応しない部分の着色層は光利用効率優先となるように透過率が設定されていることが望ましい。
【0012】
また、各画素の反射層の観察側と反対側に点灯制御可能な照明装置を配置することが望ましい。
【0013】
その場合に、照明装置からの光を分光して、対応する色の画素の反射層の開口に入射させる分光手段を配置することもできる。
【0014】
その分光手段としては例えばホログラムカラーフィルターがある。
【0015】
その場合には、各画素の色フィルターの開口に対応する部分の着色層が透明層となっていることが望ましい。
【0016】
本発明においては、各画素の反射層には開口が設けられ、各画素の色フィルターの開口に対応する部分の着色層と開口に対応しない部分の着色層との透過率の波長分布が異なるように構成されているので、反射型液晶表示装置として用いる場合は、反射型に対応した透過率の波長分布の着色層を開口に対応しない部分に用いることにより、通常の反射型液晶表示装置と同等の明るさ、色再現性の表示が可能になり、また、透過型液晶表示装置として用いる場合は、透過型に対応した透過率の波長分布の着色層を開口に対応する部分に用いることにより、通常の透過型液晶表示装置と同等の明るさ、色再現性の表示が可能になり、何れの使用形態でも最適な色再現性と輝度が得られるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の透過型兼反射型液晶表示装置の実施例について説明する。
【0018】
図1は本発明の1実施例の透過型兼反射型液晶表示装置の構成を示す部分断面図(a)とそのカラーフィルターの構成を示す平面図(b)である。この透過型兼反射型液晶表示装置は、液晶表示素子1とその裏面に配置されたバックライト光源2とからなり、液晶表示素子1は、例えばTN液晶表示素子あるいはSTN液晶表示素子からなり、観察側透明基板11と反対側透明基板12の間に液晶層13を挟持して封止されている。図1(a)の液晶層13を破線で仮想的に区切って図示してあるように、この液晶表示素子1は、周期的な繰り返し配置のR、G、B画素3R、3G、3Bからなるカラー表示用の液晶表示素子であり、観察側透明基板11の液晶層13側内面には、R、G、B画素3R、3G、3Bに対応するR、G、Bのカラーフィルター14R、14G、14Bが周期的な繰り返し配置で設けられている。各カラーフィルター14R、14G、14Bの構成は後記する。このようなR、G、Bのカラーフィルター14R、14G、14Bの繰り返し配置からなるカラーフィルター層14の表面に透明対向電極あるいは透明マトリックス電極15が設けられ、その表面に図示しない配向層が設けられている。一方、反対側透明基板12の液晶層13側内面には、反射層16が設けられているが、この反射層16には各画素3R、3G、3Bの中心部に開口17が設けられている。その反射層16の表面に透明画素電極あるいは透明マトリックス電極18が設けられ、その表面図示しない配向層が設けられている。また、透明基板11、12の外側には偏光板19、20が平行ニコルあるいは直交ニコルの状態で配置されている。
【0019】
そして、R、G、Bのカラーフィルター14R、14G、14Bは、それぞれ反射層16の開口17に対応する部分に設けられたR、G、Bの透過型用フィルター14Ra、14Ga、14Baと、それらの周囲に配置されR、G、B画素3R、3G、3BをカバーするR、G、Bの反射型用フィルター14Rb、14Gb、14Bbとからなり、透過型用フィルター14Ra、14Ga、14Baは、それぞれ図3(a)に示したR、G、Bの透過率分布特性を有するものであり、反射型用フィルター14Rb、14Gb、14Bbは、それぞれ図3(b)に示したR、G、Bの透過率分布特性を有するものである。
【0020】
このような構成であるので、バックライト光源2を点灯しない状態では、液晶表示素子1の観察側からの外光21が液晶表示素子1に入射し、例えばG画素3Gに入射した外光21は、Gのカラーフィルター14Gの反射型用フィルター14Gbと透過型用フィルター14Gaとを経て液晶層13に入射し、その裏面の反射層16に達するが、透過型用フィルター14Gaを経た光は反射層16の開口17に達して裏面に抜けてしまい利用されない。一方、反射型用フィルター14Gbを経て反射層16に達した外光21は開口17以外の反射層16に達して反射され、再度液晶層13を反対側から通り反射型用フィルター14Gbを経て反射側に戻る。したがって、この反射光は、この画素3Gの両電極15、18間に印加される電圧状態に応じて液晶層13で変調され、偏光板19でその変調が強度変調に変換される。一方、バックライト光源2を点灯した状態では、液晶表示素子1は裏面から白色照明光22で照明され、反射層16の開口17を経て液晶層13に入射し、透過型用フィルター14Gaを経て観察側に出る。したがって、この透過光は、この画素3Gの両電極15、18間に印加される電圧状態に応じて液晶層13で変調され、偏光板19でその変調が強度変調に変換される。他のR画素3R、B画素3Bについても、反射型、透過型何れの場合も同様であり、これらのR、G、B画素3R、3G、3Bの変調状態の組み合わせにより、反射型の場合には輝度の高いカラー表示が可能であり、透過型の場合には色再現性の良いカラー表示が可能となる。
【0021】
図2は、液晶表示素子とバックライトの間にホログラムカラーフィルターを配置してバックライトの利用効率を大幅に向上させた別の実施例の構成を示す部分断面図である。この実施例においては、本出願人が特開平6−222361号等において提案したホログラムカラーフィルターを前提にしているが、他の原理のホログラムカラーフィルターを用いる場合にも同様に本発明を適用できることは以下の説明から明らかになる。
【0022】
図2の構成において、液晶表示素子1は、R、G、Bのカラーフィルター14R、14G、14Bそれぞれの反射層16の開口17に対応する部分が、図1の場合は、R、G、Bの透過型用フィルター14Ra、14Ga、14Baであったが、図2の場合は、それぞれ透明部14Rt、14Gt、14Btとなっていて色が着いていない点で異なり、他は同様の構成である。そして、この液晶表示素子1の裏面側には、ホログラムカラーフィルター30が、反射層16からその集光性ホログラム要素30aの焦点距離だけ離れて平行に配置されている。ここで、ホログラムカラーフィルター30は透過型の集光性ホログラム要素30aのアレーからなるもので、このホログラムカラーフィルター30には、図示しないバックライト光源を点灯した状態では、その光源からの平行な白色照明光22が所定の斜めの入射角で入射するように照明される。そのため、照明光22はホログラムカラーフィルター30の各ホログラム要素30aでR、G、Bの3つの収束光22R、22G、22Bに角度分光され、その3つの光22R、22G、22BはR、G、B画素3R、3G、3Bの開口17を経て液晶層13に入射し、それぞれカラーフィルター14R、14G、14Bの透明部14Rt、14Gt、14Btを経て減衰なしに観察側に出るように構成されている。したがって、これら透過光は、これらの画素3R、3G、3Bの変調状態に応じた強度変調を受け、より効率的で輝度が高く、色再現性の良いカラー表示が可能となる。図示しないバックライト光源を点灯しない状態では、図1の場合と全く同様にして、輝度の高いカラー表示が可能である。
【0023】
なお、上記したように、上記の実施例では、ホログラムカラーフィルター30として、透過型の集光性ホログラム要素30aのアレーからなるものを考えていたが、均一の回折格子とマイクロレンズの組み合わせからなるもの、回折の波長選択性、角度選択性を持つ体積型ホログラムを3層に配置してなるもの、あるいは、体積型ホログラム1層からなり、回折角の波長選択性が高い特性を用いて拡散白色光中の異なる入射角の異なる色成分を別々の角度に回折して色分光を行うもの等を用いてもよい。
【0024】
以上、本発明の透過型兼反射型液晶表示装置を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能である。なお、液晶表示素子自体は上記実施例のTN液晶表示素子、STN液晶表示素子に限定されず公知の種々の原理のものに適用できる。
【0025】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の透過型兼反射型液晶表示装置によると、各画素の反射層には開口が設けられ、各画素の色フィルターの開口に対応する部分の着色層と開口に対応しない部分の着色層との透過率の波長分布が異なるように構成されているので、反射型液晶表示装置として用いる場合は、反射型に対応した透過率の波長分布の着色層を開口に対応しない部分に用いることにより、通常の反射型液晶表示装置と同等の明るさ、色再現性の表示が可能になり、また、透過型液晶表示装置として用いる場合は、透過型に対応した透過率の波長分布の着色層を開口に対応する部分に用いることにより、通常の透過型液晶表示装置と同等の明るさ、色再現性の表示が可能になり、何れの使用形態でも最適な色再現性と輝度が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例の透過型兼反射型液晶表示装置の構成を示す部分断面図とそのカラーフィルターの構成を示す平面図である。
【図2】本発明の別の実施例の透過型兼反射型液晶表示装置の構成を示す部分断面図である。
【図3】透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置に用いるカラーフィルターの透過率分布の例を示す図である。
【符号の説明】
1…液晶表示素子
2…バックライト光源
3R、3G、3B…R、G、B画素
11…観察側透明基板
12…反対側透明基板
13…液晶層
14…カラーフィルター層
14R、14G、14B…R、G、Bカラーフィルター
14Ra、14Ga、14Ba…R、G、B透過型用フィルター
14Rb、14Gb、14Bb…R、G、B反射型用フィルター
14Rt、14Gt、14Bt…透明部
15…透明対向電極又は透明マトリックス電極
16…反射層
17…開口
18…透明画素電極又は透明マトリックス電極
19、20…偏光板
21…外光
22…白色照明光
22R、22G、22B…R、G、Bの収束光
30…ホログラムカラーフィルター
30a…集光性ホログラム要素
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmissive / reflective liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device capable of switching between a reflective type and a transmissive type.
[0002]
[Prior art]
In the field of liquid crystal display devices, for example, in a liquid crystal display device for a mobile phone, a transmissive / reflective liquid crystal display device that allows a user to selectively use a reflective type and a transmissive type depending on circumstances such as the environment is known.
[0003]
One of them is that when a transflective mirror is placed on the back side of the transmissive liquid crystal display element and used in the reflective type, external light on the viewing side of the liquid crystal display element is reflected to the observing side by the transflective mirror on the back side In this case, when the display is used in a transmissive type, a backlight disposed on the back side of the semi-transmissive mirror is turned on so that the display can be observed with light transmitted through the semi-transmissive mirror.
[0004]
Another transmissive / reflective liquid crystal display device is configured by providing an opening in a reflective layer disposed on the side opposite to the observation side of each pixel of a reflective liquid crystal display element. The external light on the observation side of the element is reflected to the observation side by a reflection layer other than the opening on the back surface to enable the display to be observed, and when used in a transmission type, the backlight arranged on the back side of the reflection layer is turned on The display can be observed with the light transmitted through the opening (for example, “FLAT-PANEL DISPLAY 2001” pp. 123-124).
[0005]
In the latter case, R (red), G (green), and B (blue) color filters are uniformly provided as colored layers in the portions corresponding to the reflective layer openings of each pixel and the portions other than the openings. ing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as shown in FIGS. 3A and 3B, the transmittance distribution of a realistic color filter is related to the height of a mountain corresponding to a desired color (R, G, B) and other valleys. Typically, it is roughly divided into two types. (1) Mountains are high (100%) but valleys are high (not close to 0%) (Fig. 3 (b)), (2) Valleys are low (close to 0%), but mountains are low ( (It is not close to 100%) (FIG. 3A). (1) is a reflection type that originally has poor color reproducibility due to the use of external light. Since light needs to be transmitted twice back and forth, priority is given to the transmittance. Reproducibility is poor. (2) is adapted to the good color reproducibility of the transmissive type, but the luminance of the transmissive and reflective types decreases. This decrease in luminance is contrary to the reduction in power consumption required for mobile phones and the like, particularly in the case of a transmission type.
[0007]
As described above, when the reflective layer is provided with the opening and the liquid crystal display device of the transmissive type and the reflective type is used, if the same color filter is uniformly arranged in the opening and the non-opening, the one shown in FIG. If used, the luminance will decrease, particularly when used as a reflective type. On the other hand, when the one shown in FIG. 3B is used, there is a problem that the color reproducibility is deteriorated particularly when it is used as a transmission type.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object thereof is to provide a liquid crystal display device that is also used as a transmission type by providing an opening in the reflective layer of each pixel of a reflective liquid crystal display element. It is to obtain optimum color reproducibility and luminance regardless of whether the reflection type or the transmission type is used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The transmissive / reflective liquid crystal display device of the present invention that achieves the above object includes a plurality of pixels of different colors in which different color filters are arranged on the observation side of the liquid crystal layer and a reflection layer is arranged on the opposite side of the liquid crystal layer. In a liquid crystal display device comprising a combination of
The reflection layer of each pixel is provided with an opening, and the wavelength distribution of the transmittance of the colored layer corresponding to the opening of the color filter of each pixel is different from that of the colored layer not corresponding to the opening. It is what.
[0010]
In this case, it is desirable that the transmittance of the colored layer in the portion not corresponding to the opening of the color filter of each pixel is set higher than the transmittance of the colored layer in the portion corresponding to the opening.
[0011]
Further, it is desirable that the transmittance is set so that the colored layer in the portion corresponding to the opening of the color filter of each pixel gives priority to color reproduction, and the colored layer in the portion not corresponding to the opening gives priority to light use efficiency.
[0012]
In addition, it is desirable to arrange a lighting device capable of lighting control on the opposite side of the reflection layer of each pixel to the observation side.
[0013]
In that case, a spectroscopic unit that splits light from the illumination device and makes the light incident on the opening of the reflection layer of the corresponding color pixel may be disposed.
[0014]
As the spectroscopic means, for example, there is a hologram color filter.
[0015]
In that case, it is desirable that a colored layer corresponding to the opening of the color filter of each pixel is a transparent layer.
[0016]
In the present invention, an opening is provided in the reflective layer of each pixel so that the wavelength distribution of transmittance differs between a colored layer corresponding to the color filter opening of each pixel and a colored layer corresponding to the opening of the color filter of each pixel. Therefore, when used as a reflection type liquid crystal display device, it is equivalent to a normal reflection type liquid crystal display device by using a colored layer having a wavelength distribution of transmittance corresponding to the reflection type in a portion not corresponding to the opening. Brightness, color reproducibility can be displayed, and when used as a transmissive liquid crystal display device, by using a colored layer having a wavelength distribution of transmittance corresponding to the transmissive type in a portion corresponding to the opening, Brightness and color reproducibility display equivalent to those of a normal transmissive liquid crystal display device can be achieved, and optimum color reproducibility and luminance can be obtained in any use form.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the transmissive / reflective liquid crystal display device of the present invention will be described below.
[0018]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view (a) showing the configuration of a transmissive / reflective liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention, and a plan view (b) showing the configuration of the color filter. This transmissive / reflective liquid crystal display device includes a liquid crystal display element 1 and a backlight light source 2 disposed on the back surface thereof. The liquid crystal display element 1 includes, for example, a TN liquid crystal display element or an STN liquid crystal display element. A liquid crystal layer 13 is sandwiched and sealed between the side transparent substrate 11 and the opposite transparent substrate 12. As shown in FIG. 1A, the liquid crystal layer 13 is virtually divided by a broken line, and the liquid crystal display element 1 is composed of R, G, and B pixels 3R, 3G, and 3B that are periodically repeated. A liquid crystal display element for color display. On the inner surface of the observation-side transparent substrate 11 on the liquid crystal layer 13 side, R, G, B color filters 14R, 14G, corresponding to the R, G, B pixels 3R, 3G, 3B, 14B is provided in a periodically repeating arrangement. The configuration of each color filter 14R, 14G, 14B will be described later. A transparent counter electrode or a transparent matrix electrode 15 is provided on the surface of the color filter layer 14 having such a repetitive arrangement of R, G, B color filters 14R, 14G, 14B, and an alignment layer (not shown) is provided on the surface. ing. On the other hand, a reflective layer 16 is provided on the inner surface of the opposite transparent substrate 12 on the liquid crystal layer 13 side, and this reflective layer 16 is provided with an opening 17 at the center of each pixel 3R, 3G, 3B. . A transparent pixel electrode or a transparent matrix electrode 18 is provided on the surface of the reflective layer 16, and an orientation layer (not shown) is provided on the surface. Further, polarizing plates 19 and 20 are arranged outside the transparent substrates 11 and 12 in a parallel Nicols state or a crossed Nicols state.
[0019]
The R, G, and B color filters 14R, 14G, and 14B are R, G, and B transmissive filters 14Ra, 14Ga, and 14Ba that are provided in portions corresponding to the openings 17 of the reflective layer 16, respectively. And R, G, and B reflective filters 14Rb, 14Gb, and 14Bb that cover the R, G, and B pixels 3R, 3G, and 3B. The transmission filters 14Ra, 14Ga, and 14Ba are respectively It has the transmittance distribution characteristics of R, G, and B shown in FIG. 3A, and the reflection type filters 14Rb, 14Gb, and 14Bb are respectively R, G, and B shown in FIG. It has transmittance distribution characteristics.
[0020]
With such a configuration, in a state where the backlight light source 2 is not turned on, the external light 21 from the observation side of the liquid crystal display element 1 is incident on the liquid crystal display element 1, and for example, the external light 21 incident on the G pixel 3G is The G color filter 14G is incident on the liquid crystal layer 13 through the reflective filter 14Gb and the transmissive filter 14Ga and reaches the reflective layer 16 on the back surface thereof, but the light that has passed through the transmissive filter 14Ga is reflected by the reflective layer 16. And will not be used because it will come back to the back surface. On the other hand, the external light 21 that has reached the reflection layer 16 through the reflection type filter 14Gb reaches the reflection layer 16 other than the opening 17 and is reflected, passes through the liquid crystal layer 13 from the opposite side again, and passes through the reflection type filter 14Gb to be reflected. Return to. Therefore, the reflected light is modulated by the liquid crystal layer 13 in accordance with the voltage state applied between the electrodes 15 and 18 of the pixel 3G, and the modulation is converted into intensity modulation by the polarizing plate 19. On the other hand, in a state where the backlight light source 2 is turned on, the liquid crystal display element 1 is illuminated with white illumination light 22 from the back surface, enters the liquid crystal layer 13 through the opening 17 of the reflective layer 16, and is observed through the transmission filter 14Ga. Go out to the side. Therefore, the transmitted light is modulated by the liquid crystal layer 13 in accordance with the voltage state applied between the electrodes 15 and 18 of the pixel 3G, and the modulation is converted into intensity modulation by the polarizing plate 19. The other R pixels 3R and B pixels 3B are the same in both the reflective type and the transmissive type, and in the case of the reflective type by combining the modulation states of these R, G, B pixels 3R, 3G, and 3B. Is capable of color display with high luminance, and in the case of a transmission type, color display with good color reproducibility is possible.
[0021]
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration of another embodiment in which a hologram color filter is arranged between the liquid crystal display element and the backlight to greatly improve the utilization efficiency of the backlight. In this embodiment, the hologram color filter proposed by the present applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 6-222361 is premised. However, the present invention can be similarly applied to the case of using a hologram color filter of another principle. It will become clear from the following description.
[0022]
In the configuration of FIG. 2, the liquid crystal display element 1 includes R, G, B color filters 14R, 14G, 14B corresponding to the openings 17 of the reflective layer 16 in the case of FIG. The transmission type filters 14Ra, 14Ga, and 14Ba are different from each other in that the transparent portions 14Rt, 14Gt, and 14Bt are not colored in the case of FIG. 2, and the other configurations are the same. On the back side of the liquid crystal display element 1, a hologram color filter 30 is disposed in parallel away from the reflective layer 16 by the focal length of the light-collecting hologram element 30a. Here, the hologram color filter 30 is composed of an array of transmissive condensing hologram elements 30a. The hologram color filter 30 has a parallel white light from the light source when a backlight light source (not shown) is lit. Illumination light 22 is illuminated so as to be incident at a predetermined oblique incident angle. Therefore, the illumination light 22 is angle-divided into three convergent lights 22R, 22G, and 22B of R, G, and B by each hologram element 30a of the hologram color filter 30, and the three lights 22R, 22G, and 22B are R, G, and B, respectively. It is configured to enter the liquid crystal layer 13 through the openings 17 of the B pixels 3R, 3G, and 3B, and exit to the observation side without attenuation through the transparent portions 14Rt, 14Gt, and 14Bt of the color filters 14R, 14G, and 14B, respectively. . Therefore, the transmitted light is subjected to intensity modulation according to the modulation state of the pixels 3R, 3G, and 3B, and color display with higher efficiency, higher luminance, and good color reproducibility is possible. When the backlight light source (not shown) is not turned on, color display with high luminance can be performed in the same manner as in FIG.
[0023]
As described above, in the above embodiment, the hologram color filter 30 is considered to be composed of an array of transmissive condensing hologram elements 30a, but is composed of a combination of a uniform diffraction grating and a microlens. Diffractive white using a characteristic of high wavelength selectivity of diffraction angle, consisting of three layers of volume holograms having diffraction wavelength selectivity and angle selectivity, or one volume hologram You may use what diffracts the color component from which the incident angle in light differs in a different angle, and performs color spectroscopy.
[0024]
The transmissive / reflective liquid crystal display device of the present invention has been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made. The liquid crystal display element itself is not limited to the TN liquid crystal display element and the STN liquid crystal display element of the above embodiment, and can be applied to various known principles.
[0025]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the transmissive / reflective liquid crystal display device of the present invention, the reflective layer of each pixel is provided with an opening, and the colored layer corresponding to the opening of the color filter of each pixel Since the wavelength distribution of the transmittance is different from that of the colored layer in the portion not corresponding to the opening, when using as a reflective liquid crystal display device, the colored layer having the transmittance wavelength distribution corresponding to the reflective type is opened. When used as a transmissive liquid crystal display device, it is possible to display the same brightness and color reproducibility as a normal reflective liquid crystal display device. By using a colored layer with a wavelength distribution of the ratio in the part corresponding to the aperture, it becomes possible to display the same brightness and color reproducibility as a normal transmission type liquid crystal display device, and optimal color reproduction in any use form And brightness So as to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view showing a configuration of a transmissive / reflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention and a plan view showing a configuration of a color filter thereof.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a transmissive / reflective liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of transmittance distribution of a color filter used in a transmissive liquid crystal display device and a reflective liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display element 2 ... Backlight light source 3R, 3G, 3B ... R, G, B pixel 11 ... Observation side transparent substrate 12 ... Opposite side transparent substrate 13 ... Liquid crystal layer 14 ... Color filter layer 14R, 14G, 14B ... R , G, B color filters 14Ra, 14Ga, 14Ba... R, G, B transmissive filters 14Rb, 14Gb, 14Bb ... R, G, B reflective filters 14Rt, 14Gt, 14Bt ... Transparent portion 15 ... Transparent counter electrode or Transparent matrix electrode 16 ... reflective layer 17 ... opening 18 ... transparent pixel electrode or transparent matrix electrode 19,20 ... polarizing plate 21 ... external light 22 ... white illumination light 22R, 22G, 22B ... converged light 30 of R, G, B ... Hologram color filter 30a ... Light-collecting hologram element

Claims (2)

液晶層の観察側に異なる色フィルターが配置され、液晶層の反対側に反射層が配置されてなる異なる色の複数の画素の組み合わせからなる液晶表示装置において、
前記各画素の反射層には開口が設けられ、
前記各画素の反射層の観察側と反対側に点灯制御可能な照明装置を配置し、
前記照明装置からの光を分光して、対応する色の画素の反射層の開口に入射させる分光手段を配置し、
前記各画素の色フィルターの前記開口に対応する部分の着色層が透明層となっていることを特徴とする透過型兼反射型液晶表示装置。
In a liquid crystal display device comprising a combination of a plurality of pixels of different colors in which different color filters are arranged on the observation side of the liquid crystal layer and a reflection layer is arranged on the opposite side of the liquid crystal layer,
An opening is provided in the reflective layer of each pixel,
An illumination device capable of controlling lighting is disposed on the opposite side to the observation side of the reflection layer of each pixel,
Dispersing the light from the illuminating device, and placing the spectroscopic means for entering the aperture of the reflective layer of the corresponding color pixel,
A transmissive / reflective liquid crystal display device , wherein a colored layer corresponding to the opening of the color filter of each pixel is a transparent layer .
前記分光手段がホログラムカラーフィルターであことを特徴とする請求項記載の透過型兼反射型液晶表示装置。Transmissive and reflective type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the spectroscopic means is equal to or der hologram color filter.
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