JP2009031439A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置は、液晶層30を有した液晶表示パネル1と、液晶層に対向配置された偏光板4aと、液晶層に対して偏光板の反対側に位置し、液晶層に対向配置され、液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層5と、を備えている。
【選択図】 図1
Description
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、光の利用効率が高い液晶表示装置を提供することにある。
第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、を備えている。
第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、を備えている。
第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、
前記液晶層および偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の4分の1波長板と、
前記液晶層および4分の1波長板間に配置され、前記4分の1波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている。
第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記液晶層および偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の4分の1波長板と、
前記液晶層および4分の1波長板間に配置され、前記4分の1波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている。
図1乃至図4に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル1と、カラーフィルタ2と、バックライトユニット3と、偏光板4aと、偏光板4bと、偏光反射層5と、制御部9とを備えている。
一般に、液晶表示装置は、黒表示時の面内輝度ムラや輝度の温度依存性を避けるため、液晶層の位相差や旋光性が0若しくは0に近い値で黒表示となるよう設計されている。逆に言えば、液晶表示装置は、液晶層の位相差が4分の1波長、2分の1波長若しくは90°の旋光角度をなした状態で白表示となるよう設計されている。
図5および図7に示すように、液晶層30の液晶分子3mは、液晶表示パネル1の平面に垂直な方向に配向している。
図6および図8に示すように、液晶層30の液晶分子3mは、液晶分子A、B、C、Dのように、液晶表示パネル1の平面に垂直な方向から第3方向d3および第4方向d4に傾斜した方向に配向している。なお、液晶層30の液晶分子3mは、液晶分子E、F、G、Hのように、液晶表示パネル1の平面に垂直な方向から第1方向d1および第2方向d2にも傾斜している。
図9に示すように、この実施の形態の液晶表示装置の透過率およびコントラスト比は、比較例の液晶表示装置に比べ格段に良いことが分かる。
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
図10および図11に示すように、この変形例において、カラーフィルタ2は、偏光反射層5に対して液晶層30の反対側に位置し、偏光反射層5に対向配置されている。カラーフィルタ2は、偏光板4bおよび偏光反射層5間に設けられている。なお、この変形例において、液晶表示装置の他の構成は上記第1の実施の形態と同一であり、同一部分については同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
まず、カラーフィルタ2が偏光子、検光子間に設けられている場合、カラーフィルタに入射した偏光は、このカラーフィルタである程度破壊される。これにより、コントラスト特性は低下してしまう。カラーフィルタ2は、顔料を分散させたものであるが、偏光の破壊現象(以下、消偏と称する)は、1000分の1〜2000分の1程度である。消偏が1000分の1の場合、カラーフィルタ2を設けていない液晶表示装置のコントラスト比を1000:1とすると、カラーフィルタ2を設けた液晶表示装置のコントラスト比は、1/1000+1/1000の逆数となり、500:1となる。
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
図12および図13に示すように、この変形例において、液晶表示装置は、他の偏光反射層として偏光反射層6をさらに備えている。
偏光板4aは、本来、偏光子として作用するものであり、偏光を得るために入射した光の半分以上を吸収する。しかし、この変形例において、バックライトユニット3を出射した光のうち偏光板4aの吸収軸方向の直線偏光成分は、偏光反射層6にて反射され、リサイクルされる。偏光反射層5のリサイクル機能に偏光反射層6のリサイクル機能が加わるため、光利用効率を一層向上できる。
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
図14に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル1と、カラーフィルタ2と、バックライトユニット3と、偏光板4aと、偏光板4bと、偏光反射層5と、制御部9と、他の偏光反射層としての偏光反射層7とを備えている。
図17に示すように、この実施の形態の液晶表示装置の透過率およびコントラスト比は、比較例の液晶表示装置に比べ格段に良いことが分かる。
この実施の形態の液晶表示装置は、偏光反射層5および偏光反射層7を有しているため、半透過型の液晶表示装置に適用した場合の最適な構成である。
上記したことから、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
図18に示すように、この変形例において、液晶表示装置は上述した偏光反射層6を備えている。すなわち、液晶表示装置は、偏光板として液晶層30および偏光板4b間に位置した偏光反射層5と、他の偏光反射層として前記液晶層30および偏光板4a間に位置した偏光反射層7と、第3の偏光反射層としてバックライトユニット3および偏光板4a間に位置した偏光反射層6とを有している。
上記した変形例においても、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
図19に示すように、液晶表示装置は、液晶表示パネル1と、カラーフィルタ2と、バックライトユニット3と、偏光板4aと、偏光板4bと、偏光反射層5と、他の偏光反射層としての偏光反射層7と、4分の1波長板8aと、他の4分の1波長板としての4分の1波長板8bと、制御部9と、を備えている。
図22に示すように、この実施の形態の液晶表示装置の透過率およびコントラスト比は、比較例の液晶表示装置に比べ格段に良いことが分かる。その他、円偏光反射層として偏光反射層7を液晶表示パネル1の内面に形成したことにより、液晶表示装置は、視差が無く、精細度が高く、表示品位に優れていることが分かった。
この実施の形態の液晶表示装置は、偏光反射層5および偏光反射層7を有しているため、半透過型の液晶表示装置に適用した場合の最適な構成である。特に、偏光反射層5は、日本国特許第3015792号の液晶表示装置に最適な構成部でもある。これにより、偏光反射層5は、日本国特許第3015792号に記載されている右旋円偏光または左旋円偏光を選択的に反射することができ、光の利用効率の向上に寄与することができる。
液晶表示装置を形成する基板(ガラス基板11、21)の外面に偏光子、検光子を設けた場合、基板を含めてそれらの厚みの分だけ視差が生じる。また、画素部Pのサイズが小さいと、表示画面の正面と斜めとで異なった色表示となる。
図23に示すように、この変形例において、カラーフィルタ2はアレイ基板10のガラス基板11上に配置されている。偏光反射層7は対向基板20のガラス基板21上に配置されている。対向基板20は第1基板としてバックライトユニット3側に位置し、アレイ基板10は第2基板として表示面側に位置している。4分の1波長板8aおよび偏光板4aは、アレイ基板10の外面側に位置している。4分の1波長板8b、偏光反射層5および偏光板4bは、対向基板20の外面側に位置している。
上記した変形例においても、第3の実施の形態の液晶表示装置と同様、光の利用効率が高く、表示品位に優れた液晶表示装置を得ることができる。
Claims (26)
- 第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、を備えている液晶表示装置。 - 前記偏光板に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光板に対向配置され、前記偏光板の吸収軸方向に平行な直線偏光を反射する他の偏光反射層をさらに備えている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層および偏光板間に配置され、前記偏光板の透過軸方向に平行な直線偏光を反射する他の偏光反射層をさらに備えている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層および偏光板間に配置され、前記偏光板の透過軸方向に平行な直線偏光を反射する他の偏光反射層と、
前記偏光板に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光板に対向配置され、前記偏光板の吸収軸方向に平行な直線偏光を反射する第3の偏光反射層と、をさらに備えている請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記他の偏光反射層の反射率は、10%以上90%以下である請求項3または4に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光反射層は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記他の偏光反射層は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項2ないし4の何れか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第3の偏光反射層は、等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光反射層は、4分の1波長板と、前記4分の1波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記他の偏光反射層は、4分の1波長板と、前記4分の1波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項2ないし4の何れか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記第3の偏光反射層は、4分の1波長板と、前記4分の1波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層は、前記第1基板および第2基板間に印加される電圧の有無により、
複数の液晶分子が前記平面の法線方向に配向した第1状態、および前記複数の液晶分子が前記法線方向から傾斜した複数方向複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る請求項1に記載の液晶表示装置。 - 第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、を備えている液晶表示装置。 - 第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置され、前記偏光反射層が反射する直線偏光の偏光方向に平行な吸収軸を有した他の偏光板と、
前記液晶層および偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の4分の1波長板と、
前記液晶層および4分の1波長板間に配置され、前記4分の1波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている液晶表示装置。 - 前記他の偏光反射層の反射率は、10%以上90%以下である請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記他の偏光反射層は、コレステリック液晶をポリマ化して形成されている請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記他の偏光反射層は、カイラルネマティック液晶をポリマ化して形成されている請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光反射層および他の偏光反射層は、それぞれ等方性媒体からなる複数の等方性媒体層と、屈折率異方性を有した複数の異方性媒体層と、を備え、前記複数の等方性媒体層と複数の異方性媒体層とが積層して形成されている請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光反射層および他の偏光反射層は、それぞれ4分の1波長板と、前記4分の1波長板に配向配置された円偏光反射層と、を備えている請求項14に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層は、前記第1基板および第2基板間に印加される電圧の有無により、
複数の液晶分子が前記平面の法線方向に配向した第1状態、および前記複数の液晶分子が前記法線方向から傾斜した複数方向複数方向に配向した第2状態の何れかの配向状態を採る請求項14に記載の液晶表示装置。 - 第1基板と、前記第1基板に隙間を置いて対向配置された第2基板と、前記第1基板および第2基板間に保持された液晶層と、を有した液晶表示パネルと、
前記液晶層に対向配置された偏光板と、
前記液晶層に対して前記偏光板の反対側に位置し、前記液晶層に対向配置され、前記液晶表示パネルの平面に平行な一方向の直線偏光を反射する偏光反射層と、
前記液晶層および偏光板間に配置された4分の1波長板と、
前記液晶層および偏光反射層間に配置された他の4分の1波長板と、
前記液晶層および4分の1波長板間に配置され、前記4分の1波長板を透過して入射される円偏光の極性と同一の極性の円偏光を反射する他の偏光反射層と、を備えている液晶表示装置。 - 前記偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光反射層に対向配置されたカラーフィルタをさらに備えている請求項1、13、14および21の何れか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記偏光板に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記偏光板に対向配置されたバックライトユニットをさらに備えている請求項1、13、14および21の何れか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記他の偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記他の偏光反射層に対向配置されたバックライトユニットを備えている請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記第3の偏光反射層に対して前記液晶層の反対側に位置し、前記第3の偏光反射層に対向配置されたバックライトユニットを備えている請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶表示パネルは、前記液晶表示パネルの平面に沿った方向に複数に分割され、それぞれ薄膜トランジスタを有した複数の画素部を備えている請求項1、13、14および21の何れか1項に記載の液晶表示装置。
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