JP2012128000A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a liquid crystal display device.
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータなどのOA機器、情報端末、時計、テレビなどの表示装置として各種分野で利用されている。中でも薄膜トランジスタ(TFT)を用いた液晶表示装置は、その応答性の高さから携帯端末やコンピュータなど多くの情報を表示するモニタとして多用されている。 Flat display devices represented by liquid crystal display devices are utilized in various fields as display devices for OA equipment such as personal computers, information terminals, watches, and televisions, taking advantage of features such as light weight, thinness, and low power consumption. Yes. Among them, a liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT) is widely used as a monitor for displaying a large amount of information such as a portable terminal and a computer because of its high responsiveness.
このような液晶表示装置は、利用する光源により、透過型と反射型とに分類される。透過型とは、バックライトと呼ばれる照明装置を液晶表示パネルの背面に備えた構成である。反射型とは、液晶層の背面に反射層を設けて外部から入射した外光の反射光を光源とする構成である。 Such a liquid crystal display device is classified into a transmission type and a reflection type depending on the light source used. The transmission type is a configuration in which an illumination device called a backlight is provided on the back surface of the liquid crystal display panel. The reflection type is a configuration in which a reflection layer is provided on the back side of a liquid crystal layer and external light incident from the outside is used as a light source.
近年、携帯電話やPDA(personal digital assistant)などの携帯情報端末機器への関心が高まり、透過型に比べて消費電力が小さく、軽薄で携帯性に勝った反射型の液晶表示装置の要求が高まっている。 In recent years, interest in portable information terminal devices such as mobile phones and PDAs (personal digital assistants) has increased, and there has been an increasing demand for reflective liquid crystal display devices that consume less power, are lighter and more portable than transmission types. ing.
本実施形態の目的は、表示品位が良好であり、薄型化及び低コスト化が可能な反射型の液晶表示装置を提供することにある。 An object of the present embodiment is to provide a reflective liquid crystal display device that has good display quality and can be reduced in thickness and cost.
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された画素電極と、を備えたアレイ基板と、光拡散効果を有するプラスチック基板と、前記プラスチック基板の前記アレイ基板と対向する側に形成された対向電極と、を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され、二色性色素及び液晶分子を含む液晶層と、前記対向基板の前方から入射し前記液晶層を通過した光を再び前記対向基板に向けて反射する鏡面反射板と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
According to this embodiment,
An array substrate comprising an insulating substrate, a switching element formed on the insulating substrate, and a pixel electrode connected to the switching element, a plastic substrate having a light diffusion effect, and the array substrate of the plastic substrate A counter substrate having a counter electrode formed on a side facing the substrate, a liquid crystal layer that is held between the array substrate and the counter substrate and includes a dichroic dye and a liquid crystal molecule, and the counter substrate There is provided a liquid crystal display device comprising: a specular reflection plate that reflects light incident from the front and passing through the liquid crystal layer toward the counter substrate again.
本実施形態によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された鏡面反射電極と、を備えたアレイ基板と、光拡散効果を有するプラスチック基板と、前記プラスチック基板の前記アレイ基板と対向する側に形成された対向電極と、を備えた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され、二色性色素及び液晶分子を含む液晶層と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置が提供される。
According to this embodiment,
An array substrate comprising an insulating substrate, a switching element formed on the insulating substrate, a specular reflection electrode connected to the switching element, a plastic substrate having a light diffusion effect, and the array of the plastic substrate A counter substrate having a counter electrode formed on a side facing the substrate, and a liquid crystal layer that is held between the array substrate and the counter substrate and includes a dichroic dye and a liquid crystal molecule. A liquid crystal display device is provided.
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to components that exhibit the same or similar functions, and duplicate descriptions are omitted.
図1は、本実施形態における液晶表示装置1の構成を概略的に示す平面図である。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a liquid crystal display device 1 in the present embodiment.
すなわち、液晶表示装置1は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルLPN、液晶表示パネルLPNに接続された駆動ICチップ2及びフレキシブル配線基板3などを備えている。 That is, the liquid crystal display device 1 includes an active matrix type liquid crystal display panel LPN, a drive IC chip 2 connected to the liquid crystal display panel LPN, a flexible wiring board 3, and the like.
液晶表示パネルLPNは、画像を表示する表示エリア(アクティブエリアと称される場合もある)ACTを備えている。この表示エリアACTは、例えば、略矩形状に形成され、m×n個のマトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている(但し、m及びnは正の整数である)。 The liquid crystal display panel LPN includes a display area (sometimes referred to as an active area) ACT for displaying an image. This display area ACT is formed of, for example, a plurality of pixels PX formed in a substantially rectangular shape and arranged in an m × n matrix (where m and n are positive integers).
このような液晶表示パネルLPNは、アレイ基板ARと、アレイ基板ARに対向して配置された対向基板CTと、これらのアレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQと、を備えて構成されている。 Such a liquid crystal display panel LPN includes an array substrate AR, a counter substrate CT disposed to face the array substrate AR, a liquid crystal layer LQ held between the array substrate AR and the counter substrate CT, It is configured with.
アレイ基板ARは、第1方向Xに沿って延在したゲート線GLや第1方向Xに直交する第2方向Yに沿って延在したソース線SLなどを備えている。また、このアレイ基板ARは、ゲート線GL及びソース線SLに接続され各画素PXに対応して配置されたスイッチング素子SW、スイッチング素子SWに接続され各画素PXに対応して配置された画素電極PEなどを備えている。対向基板CTは、液晶層LQを介して画素電極PEの各々と対向する対向電極CEを備えられている。 The array substrate AR includes a gate line GL extending along the first direction X, a source line SL extending along the second direction Y orthogonal to the first direction X, and the like. The array substrate AR is connected to the gate line GL and the source line SL, and is arranged corresponding to each pixel PX. The pixel electrode is connected to the switching element SW and arranged corresponding to each pixel PX. PE etc. are provided. The counter substrate CT includes a counter electrode CE that faces each of the pixel electrodes PE through the liquid crystal layer LQ.
シール材SEは、表示エリアACTの外側に配置され、アレイ基板ARと対向基板CTとを貼り合わせている。図示した例では、シール材SEは、略矩形枠状に形成され、液晶材料を注入するための注入口を有していない閉ループ状に形成されているが、この例に限らず、シール材SEによって注入口が形成されていても良い。注入口が形成されている場合、液晶材料が注入口から注入された後に、注入口は、紫外線硬化型樹脂などの封止材により封止される。 The seal material SE is disposed outside the display area ACT, and bonds the array substrate AR and the counter substrate CT together. In the illustrated example, the sealing material SE is formed in a substantially rectangular frame shape and is formed in a closed loop shape that does not have an injection port for injecting a liquid crystal material. However, the sealing material SE is not limited to this example. An injection port may be formed. When the injection port is formed, after the liquid crystal material is injected from the injection port, the injection port is sealed with a sealing material such as an ultraviolet curable resin.
図2は、図1に示した液晶表示装置1の構造の一例を概略的に示す断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the liquid crystal display device 1 shown in FIG.
アレイ基板ARは、例えば、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する絶縁基板SUB1を用いて形成されている。このアレイ基板ARは、絶縁基板SUB1の対向基板CTに対向する側に、スイッチング素子SW、画素電極PE、第1垂直配向膜AL1などを備えている。なお、絶縁基板SUB1は、150μm以下の厚さの薄型基板を適用することが望ましい。 The array substrate AR is formed using an insulating substrate SUB1 having optical transparency such as a glass substrate or a plastic substrate. The array substrate AR includes a switching element SW, a pixel electrode PE, a first vertical alignment film AL1, and the like on the side of the insulating substrate SUB1 facing the counter substrate CT. The insulating substrate SUB1 is desirably a thin substrate having a thickness of 150 μm or less.
スイッチング素子SWは、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)などによって構成されている。このスイッチング素子SWは、トップゲート型であっても良いし、ボトムゲート型であっても良く、詳述しないが、ポリシリコンやアモルファスシリコンなどによって形成された半導体層を備えている。図示した例では、スイッチング素子SWは、絶縁層ISによって覆われている。 The switching element SW is constituted by, for example, a thin film transistor (TFT). The switching element SW may be a top gate type or a bottom gate type, and includes a semiconductor layer formed of polysilicon, amorphous silicon, or the like, although not described in detail. In the illustrated example, the switching element SW is covered with an insulating layer IS.
画素電極PEは、スイッチング素子SWに電気的に接続されている。この画素電極PEは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。図示した例では、画素電極PEは、絶縁層ISの上に形成されており、絶縁層ISに形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子SWに接続されている。 The pixel electrode PE is electrically connected to the switching element SW. The pixel electrode PE is formed of a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). In the illustrated example, the pixel electrode PE is formed on the insulating layer IS, and is connected to the switching element SW through a contact hole formed in the insulating layer IS.
第1垂直配向膜AL1は、アレイ基板ARの対向基板CTと対向する面に配置され、表示エリアACTの略全体に亘って延在している。図示した例では、この第1垂直配向膜AL1は、画素電極PEの表面に配置されている。 The first vertical alignment film AL1 is disposed on the surface of the array substrate AR that faces the counter substrate CT, and extends over substantially the entire display area ACT. In the illustrated example, the first vertical alignment film AL1 is disposed on the surface of the pixel electrode PE.
一方、対向基板CTは、光拡散効果を有するプラスチック基板SUB2を用いて形成されている。この対向基板CTは、プラスチック基板SUB2のアレイ基板ARに対向する側に、対向電極CE、第2垂直配向膜AL2などを備えている。なお、この対向基板CTには、図示は省略するが、各画素PXを区画するブラックマトリクスや各画素PXに対応して配置されたカラーフィルタ層、カラーフィルタ層の表面の凹凸の影響を緩和するオーバーコート層などが配置されても良い。 On the other hand, the counter substrate CT is formed using a plastic substrate SUB2 having a light diffusion effect. The counter substrate CT includes a counter electrode CE, a second vertical alignment film AL2, and the like on the side of the plastic substrate SUB2 facing the array substrate AR. Although not shown in the figure, this counter substrate CT alleviates the influence of the black matrix partitioning each pixel PX, the color filter layer arranged corresponding to each pixel PX, and the unevenness of the surface of the color filter layer. An overcoat layer or the like may be disposed.
プラスチック基板SUB2としては、薄型表示パネル用に開発されたポリエーテルニトリル(PEN)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリイミド(PI)などのエンジニアリングプラスチック材料の中から光拡散効果が大きい材料を選んで基板として適用され、支持基材としての機能と拡散フィルムとしての機能とを兼ね備えている。 As the plastic substrate SUB2, a material having a large light diffusion effect is selected from engineering plastic materials such as polyether nitrile (PEN), polyether sulfone (PES), and polyimide (PI) developed for thin display panels. It is applied as a substrate and has both a function as a support base material and a function as a diffusion film.
なお、光拡散効果が大きいエンジニアリングプラスチック材料の選択にあたっては、材料のヘーズ値特性による判別が有効である。ヘーズ値の定義を以下に示す。
(定義1)「JIS K 7105 プラスチックの光学的特性試験方法」
H=Td/Tt×100
H:ヘーズ値 Tt:全光線透過率 Td:拡散光透過率
(定義2)「JIS K 7136 プラスチック−透明材料のヘーズの求め方」
「試験片を通過する透過光のうち、前方散乱によって、入射光から0.044rad(2.5°)以上それた透過光の百分率」
対向電極CEは、画素電極PEの各々に対向している。この対向電極CEは、表示エリアACTの略全体に亘って延在している。このような対向電極CEは、例えば、ITOやIZOなどの光透過性を有する導電材料によって形成されている。
In selecting an engineering plastic material having a large light diffusion effect, discrimination based on the haze value characteristic of the material is effective. The definition of haze value is shown below.
(Definition 1) “Testing method for optical properties of JIS K 7105 plastic”
H = Td / Tt × 100
H: Haze value Tt: Total light transmittance Td: Diffuse light transmittance
(Definition 2) “JIS K 7136 Plastics—How to Find Haze of Transparent Materials”
“Percent of the transmitted light that passes through the test piece that is 0.044 rad (2.5 °) or more away from the incident light due to forward scattering”
The counter electrode CE is opposed to each of the pixel electrodes PE. The counter electrode CE extends over substantially the entire display area ACT. Such a counter electrode CE is formed of a light-transmitting conductive material such as ITO or IZO, for example.
第2垂直配向膜AL2は、対向基板CTのアレイ基板ARと対向する面に配置され、表示エリアACTの略全体に亘って延在している。図示した例では、この第2垂直配向膜AL2は、対向電極CEの表面に配置されている。 The second vertical alignment film AL2 is disposed on the surface of the counter substrate CT facing the array substrate AR, and extends over substantially the entire display area ACT. In the illustrated example, the second vertical alignment film AL2 is disposed on the surface of the counter electrode CE.
第1垂直配向膜AL1及び第2垂直配向膜AL2は、ラビング処理に代表される配向処理工程を必要とせず、画素電極PEと対向電極CEとの間に電位差が形成されていない状態、つまり、画素電極PEと対向電極CEとの間に電界が形成されていない無電界時には、それぞれ液晶層LQの液晶分子LMを絶縁基板SUB1(あるいは、アレイ基板AR)の主面及びプラスチック基板SUB2(あるいは、対向基板CT)の主面に対して略垂直に配向する特性を有している。 The first vertical alignment film AL1 and the second vertical alignment film AL2 do not require an alignment processing step typified by rubbing, and a state in which no potential difference is formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, that is, When no electric field is formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, the liquid crystal molecules LM of the liquid crystal layer LQ are respectively transferred to the main surface of the insulating substrate SUB1 (or array substrate AR) and the plastic substrate SUB2 (or It has a characteristic of being oriented substantially perpendicular to the main surface of the counter substrate CT).
上述したようなアレイ基板ARと対向基板CTとは、それぞれの第1垂直配向膜AL1及び第2垂直配向膜AL2が対向するように配置されている。このとき、アレイ基板ARの第1垂直配向膜AL1と対向基板CTの第2垂直配向膜AL2との間には、図示しないスペーサ(例えば、樹脂材料によって一方の基板と一体的に形成された柱状スペーサ)により、所定のセルギャップが形成されている。 The array substrate AR and the counter substrate CT as described above are arranged so that the first vertical alignment film AL1 and the second vertical alignment film AL2 face each other. At this time, between the first vertical alignment film AL1 of the array substrate AR and the second vertical alignment film AL2 of the counter substrate CT, a spacer (for example, a columnar shape formed integrally with one substrate by a resin material). A predetermined cell gap is formed by the spacer.
シール材SEは、表示エリアACTの外側に配置されている。このシール材SEは、第1垂直配向膜AL1と第2垂直配向膜AL2とが対向した状態で、アレイ基板ARと対向基板CTとを貼り合わせている。このようなシール材SEは、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などによって形成されている。 The sealing material SE is disposed outside the display area ACT. The sealing material SE bonds the array substrate AR and the counter substrate CT together with the first vertical alignment film AL1 and the second vertical alignment film AL2 facing each other. Such a sealing material SE is formed of, for example, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.
液晶層LQは、シール材SEによって囲まれた内側のアレイ基板ARと対向基板CTとの間に形成されたセルギャップに保持され、第1垂直配向膜AL1及び第2垂直配向膜AL2に接している。この液晶層LQは、二色性色素(ゲスト色素)DCを含有するとともに、誘電率異方性が負の液晶分子(ホスト液晶)LMを含んでいる。二色性色素DCは、例えば、黒色色素である。 The liquid crystal layer LQ is held in a cell gap formed between the inner array substrate AR and the counter substrate CT surrounded by the sealing material SE, and is in contact with the first vertical alignment film AL1 and the second vertical alignment film AL2. Yes. The liquid crystal layer LQ contains a dichroic dye (guest dye) DC and contains liquid crystal molecules (host liquid crystal) LM having a negative dielectric anisotropy. The dichroic dye DC is, for example, a black dye.
液晶表示パネルLPNの背面側には、対向基板CTの前方から入射し液晶層LQを通過した光を再び対向基板CTに向けて反射する鏡面反射板MRが配置されている。図示した例では、鏡面反射板MRは、絶縁基板SUB1の背面側(つまり、スイッチング素子SWなどが形成された面とは反対側)に配置されている。 On the back side of the liquid crystal display panel LPN, a specular reflector MR that reflects light incident from the front of the counter substrate CT and passing through the liquid crystal layer LQ toward the counter substrate CT again is disposed. In the illustrated example, the specular reflector MR is disposed on the back side of the insulating substrate SUB1 (that is, the side opposite to the surface on which the switching element SW or the like is formed).
特に、偏光板を必要としない表示モードを適用する場合には、さらに、液晶層LQと鏡面反射板MRとの間にλ/4板PPが配置されている。図示した例では、λ/4板PPは、絶縁基板SUB1と鏡面反射板MRとの間に配置されている。なお、λ/4板PPを省略する代わりに液晶表示パネルLPNの前面に偏光板を配置してもよい。 In particular, when a display mode that does not require a polarizing plate is applied, a λ / 4 plate PP is further disposed between the liquid crystal layer LQ and the specular reflection plate MR. In the illustrated example, the λ / 4 plate PP is disposed between the insulating substrate SUB1 and the specular reflection plate MR. Instead of omitting the λ / 4 plate PP, a polarizing plate may be disposed on the front surface of the liquid crystal display panel LPN.
このような構成の反射型の液晶表示装置1によれば、画素電極PEと対向電極CEとの間に電界が形成されていない状態では、図示したように、液晶層LQの液晶分子LM及び二色性色素DCの双方が基板に対して略垂直に配向しており、対向基板CTの前方から入射した光は、液晶層LQを通過する際に位相変換されず、λ/4板PPを通過した後に、鏡面反射板MRにおいて反射され、再び、λ/4板PP及び液晶層LQを通過して対向基板CTの前方に出射される。このため、液晶表示装置1としては明表示(白表示)状態となる。 According to the reflective liquid crystal display device 1 having such a configuration, in the state where no electric field is formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, the liquid crystal molecules LM and the two Both of the chromatic dyes DC are oriented substantially perpendicular to the substrate, and light incident from the front of the counter substrate CT is not phase-shifted when passing through the liquid crystal layer LQ, and passes through the λ / 4 plate PP. After that, the light is reflected by the specular reflection plate MR, passes through the λ / 4 plate PP and the liquid crystal layer LQ again, and is emitted to the front of the counter substrate CT. For this reason, the liquid crystal display device 1 is in a bright display (white display) state.
一方、画素電極PEと対向電極CEとの間に電界が形成された状態では、液晶層LQの液晶分子LM及び二色性色素DCの双方が基板に対して略水平に配向しており、対向基板CTの前方から入射した光は、液晶層LQを通過する際に位相変換され、さらに、λ/4板PPを通過した後に、鏡面反射板MRにおいて反射され、再び、λ/4板PPを通過した後に、液晶層LQにおいて吸収される。このため、液晶表示装置1としては暗表示(黒表示)状態となる。これにより、ノーマリーホワイトモードが実現される。 On the other hand, in a state where an electric field is formed between the pixel electrode PE and the counter electrode CE, both the liquid crystal molecules LM of the liquid crystal layer LQ and the dichroic dye DC are aligned substantially horizontally with respect to the substrate. The light incident from the front of the substrate CT is phase-converted when passing through the liquid crystal layer LQ, and after passing through the λ / 4 plate PP, is reflected by the specular reflector MR, and again passes through the λ / 4 plate PP. After passing, it is absorbed in the liquid crystal layer LQ. For this reason, the liquid crystal display device 1 is in a dark display (black display) state. Thereby, the normally white mode is realized.
本実施形態によれば、鏡面反射板MRを適用したことにより、拡散により損失する反射光が大幅に減少し、入射光の大半が反射され出射光となるため、高い反射率を得ることが可能となる。また、光拡散効果を有するプラスチック基板SUB2を液晶層LQの入光側に設けたことにより、鏡面反射板MRを適用した構成でありながら、外光の写り込みを抑制することが可能となる。このため、良好な表示品位を得ることが可能となる。 According to the present embodiment, by applying the specular reflector MR, the reflected light lost due to diffusion is greatly reduced, and most of the incident light is reflected to become outgoing light, so that a high reflectance can be obtained. It becomes. Further, by providing the plastic substrate SUB2 having a light diffusing effect on the light incident side of the liquid crystal layer LQ, it is possible to suppress the reflection of external light while adopting the mirror reflector MR. For this reason, it becomes possible to obtain a good display quality.
鏡面反射板を用いた場合に外光の写り込みを防止する対策としては、液晶表示パネルLPNの前面に拡散フィルム(散乱フィルム)を配置する構成が知られている。拡散フィルムとしては、高分子フィルムの表面に凹凸を形成した拡散フィルム、屈折率の異なる球状の微粒子を充填したハードコート層を高分子フィルムの表面に形成した拡散フィルム、高分子フィルムの中に屈折率の異なる球状の微粒子を充填した拡散フィルムなどがある。 As a measure for preventing the reflection of external light when a specular reflector is used, a configuration in which a diffusion film (scattering film) is disposed on the front surface of the liquid crystal display panel LPN is known. As the diffusion film, a diffusion film having irregularities formed on the surface of the polymer film, a diffusion film having a hard coat layer filled with spherical fine particles having different refractive indexes formed on the surface of the polymer film, and being refracted into the polymer film There are diffusion films filled with spherical fine particles having different rates.
しかしながら、このような構成の場合、新規な拡散フィルムを必要とする分、コストアップが不可避である。更に、拡散フィルムを配置する分だけ液晶表示装置全体の厚みや重さも当然増加する。また、表示品位の面では画像のボケという問題があり、これを改善するには光散乱層の拡散粒子の構造、濃度、粒子径などの最適化といった複雑な作業が必要となる。画像ボケは、光散乱層の液晶層からの距離に大きく依存しているために、光散乱層の最適化を行ったとしても、液晶表示パネルLPNの表面に拡散フィルムを貼るという構成上ガラス基板の厚みの影響を受け、特性の大きな改善は望めない。 However, in such a configuration, a cost increase is inevitable because a new diffusion film is required. Furthermore, the thickness and weight of the entire liquid crystal display device naturally increase as much as the diffusion film is disposed. In addition, there is a problem of blurring of the image in terms of display quality, and in order to improve this, complicated work such as optimization of the structure, concentration, particle diameter, etc. of the diffusion particles in the light scattering layer is required. Since image blur is greatly dependent on the distance of the light scattering layer from the liquid crystal layer, even if the light scattering layer is optimized, a diffusion film is pasted on the surface of the liquid crystal display panel LPN. Under the influence of the thickness of the material, no significant improvement in properties can be expected.
これに対して、本実施形態においては、液晶層LQの入光側に設けたプラスチック基板SUB2は支持基材としての機能と拡散フィルムとしての機能とを兼ね備えているため、光拡散層と液晶層との距離が近づき、その結果、画像ボケも大幅に改善することが可能となる。 On the other hand, in the present embodiment, the plastic substrate SUB2 provided on the light incident side of the liquid crystal layer LQ has both a function as a support base material and a function as a diffusion film. As a result, the image blur can be greatly improved.
また、拡散フィルムを液晶表示パネルLPNの表面に貼り付ける方式に比べて、拡散フィルムの貼付が不要となる分、より薄型化及びより軽量化が可能となり、また、部材削減による低コスト化が可能となる。つまり、軽薄で携帯性に優れた反射型の液晶表示装置を低コストで実現することが可能である。 Also, compared to the method of attaching the diffusion film to the surface of the liquid crystal display panel LPN, it is possible to make the device thinner and lighter as much as it is not necessary to attach the diffusion film, and the cost can be reduced by reducing the number of members. It becomes. That is, a reflective liquid crystal display device that is light and thin and excellent in portability can be realized at low cost.
図3は、図1に示した液晶表示装置1の他の構造例を概略的に示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another structural example of the liquid crystal display device 1 shown in FIG.
ここに示した例は、図2に示した例と比較して、鏡面反射板MRの代わりにアレイ基板ARが鏡面反射電極RPEを備え、λ/4板PPの代わりにアレイ基板ARがλ/4層PLを備えている点で相違している。なお、他の構成については、図2に示した例と同一であり、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。 In the example shown here, compared to the example shown in FIG. 2, the array substrate AR is provided with a specular reflection electrode RPE instead of the specular reflection plate MR, and the array substrate AR is replaced by λ / instead of the λ / 4 plate PP. The difference is that a four-layer PL is provided. In addition, about another structure, it is the same as the example shown in FIG. 2, the same referential mark is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
鏡面反射電極RPEは、各画素に対応して配置された画素電極に相当し、スイッチング素子SWに接続されている。このような鏡面反射電極RPEは、アルミニウム(Al)や銀(Ag)などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。図示した例では、鏡面反射電極RPEは、絶縁層ISの上に形成されて、絶縁層ISに形成されたコンタクトホールを介してスイッチング素子SWに接続されている。 The specular reflection electrode RPE corresponds to a pixel electrode arranged corresponding to each pixel, and is connected to the switching element SW. Such a specular reflection electrode RPE is formed of a light-transmitting conductive material such as aluminum (Al) or silver (Ag). In the illustrated example, the specular reflection electrode RPE is formed on the insulating layer IS and connected to the switching element SW via a contact hole formed in the insulating layer IS.
また、図示した例は、偏光板を必要としない表示モードを適用する場合に相当し、液晶層LQと鏡面反射電極RPEとの間にλ/4層PLが配置されている。図示した例では、λ/4層PLは、鏡面反射電極RPEと第1垂直配向膜AL1との間に配置されている。なお、λ/4層PLを省略する代わりに液晶表示パネルLPNの前面に偏光板を配置してもよい。 The illustrated example corresponds to the case where a display mode that does not require a polarizing plate is applied, and a λ / 4 layer PL is disposed between the liquid crystal layer LQ and the specular reflection electrode RPE. In the illustrated example, the λ / 4 layer PL is disposed between the specular reflection electrode RPE and the first vertical alignment film AL1. Instead of omitting the λ / 4 layer PL, a polarizing plate may be arranged on the front surface of the liquid crystal display panel LPN.
このような構成においても、図2に示した例と同様の効果が得られるのに加えて、さらに、鏡面反射板の代わりの鏡面反射電極RPE及びλ/4板の代わりのλ/4層PLがそれぞれ液晶表示パネルLPNの内部に形成されているため(インセル化)、より薄型化及びより軽量化が可能であり、さらに、低コスト化も可能となる。 In such a configuration, in addition to the same effect as the example shown in FIG. 2, in addition to the specular reflection electrode RPE instead of the specular reflection plate and the λ / 4 layer PL instead of the λ / 4 plate Are formed inside the liquid crystal display panel LPN (in-cell), it is possible to reduce the thickness and weight, and to reduce the cost.
なお、本実施形態は、反射型の液晶表示装置であれば表示モードを問わず適用可能であるが、特に偏光板を必要としない表示モードに適用することで、最も大きな軽薄化効果が期待できる。GH(ゲストホスト)液晶層とλ/4板あるいはλ/4層とを組み合わせたモードでは表示に偏光板を必要としないため、本実施形態では一例として本モードを選定した。 Note that the present embodiment can be applied to any display mode as long as it is a reflective liquid crystal display device, but can be expected to have the greatest lightening effect by applying to a display mode that does not particularly require a polarizing plate. . In a mode in which a GH (guest host) liquid crystal layer and a λ / 4 plate or λ / 4 layer are combined, a polarizing plate is not required for display. Therefore, in this embodiment, this mode is selected as an example.
(実施例)
この実施例では、図2に示した例の液晶表示装置1を製造する場合について説明する。まず、絶縁基板SUB1となるガラス基板上に、絶縁材料や導電材料の成膜とパターニングを繰り返してスイッチング素子SW、絶縁層IS、画素電極PEを形成する。その後、化学的または機械的な研磨処理によって絶縁基板SUB1を150μm以下の厚さにした上で、背面にλ/4板PP及び鏡面反射板MRを配置する。このように絶縁基板SUB1を薄型化するのは、基板厚みによる視差の影響を低減するためであるが、図3に示した例のように、λ/4層PL及び鏡面反射電極RPEを液晶表示パネルLPNの内部に形成する場合には絶縁基板SUB1を薄型化するための工程は省略しても良い。
(Example)
In this embodiment, a case where the liquid crystal display device 1 of the example shown in FIG. 2 is manufactured will be described. First, the switching element SW, the insulating layer IS, and the pixel electrode PE are formed on the glass substrate to be the insulating substrate SUB1 by repeatedly forming and patterning an insulating material or a conductive material. Thereafter, the thickness of the insulating substrate SUB1 is reduced to 150 μm or less by chemical or mechanical polishing treatment, and the λ / 4 plate PP and the specular reflection plate MR are disposed on the back surface. The reason why the insulating substrate SUB1 is thinned in this way is to reduce the influence of parallax due to the substrate thickness. However, as in the example shown in FIG. 3, the λ / 4 layer PL and the specular reflection electrode RPE are displayed on the liquid crystal display. In the case of forming inside the panel LPN, the step for thinning the insulating substrate SUB1 may be omitted.
他方、対向基板CTを形成するためのプラスチック基板SUB2には、高いヘーズ値を示すエンジニアリングプラスチック材料を選び、その一方の面に対向電極CEを形成する。その後、画素電極PEの上及び対向電極CEの上にそれぞれ垂直配向膜を塗布し、電気的な信頼性を有するシール材SEを用いて一定のセルギャップを形成した状態で両基板の貼り合せを行い、液晶材料を充填する。本実施例では、GH(ゲストホスト)液晶モードを用いることとし、二色性色素DCとして黒色色素を混合した誘電率異方性が負の液晶分子LMを含む液晶材料を注入し、注入口を紫外線硬化樹脂で封止して液晶表示装置1を作製した。 On the other hand, an engineering plastic material exhibiting a high haze value is selected for the plastic substrate SUB2 for forming the counter substrate CT, and the counter electrode CE is formed on one surface thereof. After that, a vertical alignment film is applied on each of the pixel electrode PE and the counter electrode CE, and both substrates are bonded together in a state where a certain cell gap is formed using an electrically reliable sealing material SE. And fill with liquid crystal material. In this embodiment, a GH (guest host) liquid crystal mode is used, a liquid crystal material containing a liquid crystal molecule LM having a negative dielectric anisotropy mixed with a black dye as a dichroic dye DC is injected, and an injection port is formed. The liquid crystal display device 1 was produced by sealing with an ultraviolet curable resin.
このようにして作成した反射型の液晶表示装置1によれば、高い反射率が得られ、外光の写り込みも抑制され、且つ、画像ボケの少ない良好な表示品位が得られた。 According to the reflection type liquid crystal display device 1 thus produced, high reflectivity was obtained, reflection of external light was suppressed, and good display quality with little image blur was obtained.
(比較例1)
比較例1の反射型の液晶表示装置は、プラスチック基板SUB2の代わりに通常の透明なガラス基板を用い、その表面に拡散フィルムを貼り付けたものである。この点を除いては、実施例と全く同じ構成であり、材料も同一のものを適用した。
(Comparative Example 1)
The reflective liquid crystal display device of Comparative Example 1 uses a normal transparent glass substrate instead of the plastic substrate SUB2, and has a diffusion film attached to the surface thereof. Except for this point, the configuration was exactly the same as in the example, and the same material was applied.
このような比較例1の反射型の液晶表示装置によれば、比較的高い反射率が得られたものの、実施例と比較して画像のボケが顕著であった。これは、液晶層から拡散フィルムまでの距離がガラス基板の厚さ分だけ拡大したことに起因しているものと考えられる。 According to such a reflection type liquid crystal display device of Comparative Example 1, although a relatively high reflectance was obtained, the blurring of the image was conspicuous as compared with the Example. This is considered due to the fact that the distance from the liquid crystal layer to the diffusion film is increased by the thickness of the glass substrate.
(比較例2)
比較例2の反射型の液晶表示装置は、プラスチック基板SUB2の代わりに通常の透明なガラス基板を用い、鏡面反射板MRの代わりに液晶表示パネルの背面に、ランダムな凹凸形状に加工された表面を有する拡散反射板を配置し、拡散フィルムは省略した。この点を除いては、実施例と全く同じ構成であり、材料も同一のものを適用した。
(Comparative Example 2)
The reflective liquid crystal display device of Comparative Example 2 uses a normal transparent glass substrate instead of the plastic substrate SUB2, and a surface processed into a random uneven shape on the back surface of the liquid crystal display panel instead of the specular reflector MR. A diffusive reflecting plate having a diffusing film was disposed and the diffusing film was omitted. Except for this point, the configuration was exactly the same as in the example, and the same material was applied.
このような比較例2の反射型の液晶表示装置によれば、反射率が低く、暗い表示となった。これは、拡散フィルムによって散乱された反射光がさらに拡散あるいは屈折より広がるためであると考えられる。 According to such a reflective liquid crystal display device of Comparative Example 2, the reflectance was low and the display was dark. This is considered to be because the reflected light scattered by the diffusion film further spreads than diffusion or refraction.
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位が良好であり、薄型化及び低コスト化が可能な反射型の液晶表示装置を提供することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a reflective liquid crystal display device that has good display quality and can be reduced in thickness and cost.
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…液晶表示装置
LPN…液晶表示パネル
AR…アレイ基板 SUB1…絶縁基板
SW…スイッチング素子 PE…画素電極 AL1…垂直配向膜
CT…対向基板 SUB2…プラスチック基板
CE…対向電極 AL2…垂直配向膜
LQ…液晶層 LM…液晶分子 DC…二色性色素
MR…鏡面反射板 PP…λ/4板
RPE…鏡面反射電極 PL…λ/4層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device LPN ... Liquid crystal display panel AR ... Array substrate SUB1 ... Insulating substrate SW ... Switching element PE ... Pixel electrode AL1 ... Vertical alignment film CT ... Opposite substrate SUB2 ... Plastic substrate CE ... Counter electrode AL2 ... Vertical alignment film LQ ... Liquid crystal layer LM ... Liquid crystal molecule DC ... Dichroic dye MR ... Specular reflector PP ... λ / 4 plate RPE ... Specular reflector electrode PL ... λ / 4 layer
Claims (7)
光拡散効果を有するプラスチック基板と、前記プラスチック基板の前記アレイ基板と対向する側に形成された対向電極と、を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され、二色性色素及び液晶分子を含む液晶層と、
前記対向基板の前方から入射し前記液晶層を通過した光を再び前記対向基板に向けて反射する鏡面反射板と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate comprising: an insulating substrate; a switching element formed on the insulating substrate; and a pixel electrode connected to the switching element;
A counter substrate comprising: a plastic substrate having a light diffusion effect; and a counter electrode formed on a side of the plastic substrate facing the array substrate;
A liquid crystal layer that is held between the array substrate and the counter substrate and includes a dichroic dye and liquid crystal molecules;
A specular reflector that reflects light incident from the front of the counter substrate and passed through the liquid crystal layer back toward the counter substrate;
A liquid crystal display device comprising:
光拡散効果を有するプラスチック基板と、前記プラスチック基板の前記アレイ基板と対向する側に形成された対向電極と、を備えた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され、二色性色素及び液晶分子を含む液晶層と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。 An array substrate comprising: an insulating substrate; a switching element formed on the insulating substrate; and a specular reflection electrode connected to the switching element;
A counter substrate comprising: a plastic substrate having a light diffusion effect; and a counter electrode formed on a side of the plastic substrate facing the array substrate;
A liquid crystal layer that is held between the array substrate and the counter substrate and includes a dichroic dye and liquid crystal molecules;
A liquid crystal display device comprising:
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