JP5388037B2 - Liquid crystal device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば反射型の液晶装置及びこのような液晶装置を備える電子機器の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of, for example, a reflective liquid crystal device and an electronic apparatus including such a liquid crystal device.
液晶装置では、例えば表示パネルである液晶パネルを構成する一対の基板間において液晶を所定の配向状態としておき、例えば画像表示領域に形成された画素部毎に、液晶に所定の電圧を印加することにより、液晶における配向や秩序を変化させて、光を変調することにより階調表示を行う。 In a liquid crystal device, for example, a liquid crystal is placed in a predetermined alignment state between a pair of substrates constituting a liquid crystal panel that is a display panel, and a predetermined voltage is applied to the liquid crystal for each pixel portion formed in an image display region, for example. Thus, gradation is displayed by modulating the light by changing the orientation and order in the liquid crystal.
このような液晶装置として、反射型の液晶装置があげられる（例えば、特許文献１参照）。反射型の液晶装置では、外光が前面側の基板を通して液晶層に入射し、裏面側の基板に形成された反射板にて反射された後、再び液晶層及び前面側の基板を通過して視認される。特に、特許文献１では、広い視野角で明るい液晶装置であって且つ表示のにじみ（ボケ）や混色などをなくした液晶装置を実現するために、前面の透明基板上に、光拡散性の異なる２つの散乱層を設ける構成が開示されている。
An example of such a liquid crystal device is a reflective liquid crystal device (see, for example, Patent Document 1). In the reflective liquid crystal device, external light enters the liquid crystal layer through the front substrate, is reflected by the reflector formed on the rear substrate, and then passes again through the liquid crystal layer and the front substrate. Visible. In particular, in
しかしながら、このような散乱層を設ける反射型の液晶装置では、液晶パネルへの光の入射角度（或いは、散乱層への光の入射角度）が重要な要素となってくる。より具体的には、光源の方向等によって光の入射角度が変化することに起因して表示の明るさが変動するため、入射する光の角度等に応じてユーザが様々な方向から液晶パネルを視認することになりかねない。従って、より広視野角な液晶装置の開発が切望されている。 However, in such a reflective liquid crystal device provided with a scattering layer, the incident angle of light to the liquid crystal panel (or the incident angle of light to the scattering layer) is an important factor. More specifically, since the brightness of the display varies due to the change in the incident angle of light depending on the direction of the light source, etc., the user can move the liquid crystal panel from various directions according to the incident light angle, etc. You might see it. Therefore, development of a liquid crystal device with a wider viewing angle is eagerly desired.
本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えば広視野角の反射型の液晶装置及び電子機器を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of, for example, the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide, for example, a reflective liquid crystal device and an electronic apparatus having a wide viewing angle.
（液晶装置）
上記課題を解決するために、本発明の液晶装置は、第１基板と第２基板との間に挟持される液晶層と、前記第１基板の前記液晶層側に設けられると共に、前記第２基板側から前記液晶層に入射する光を前記第２基板側に反射する反射層とを備える反射型の液晶パネルと、前記第２基板に対向して設けられ、前記反射層において反射された光を拡散する光拡散層と、前記第２基板と前記光拡散層との間に設けられ、前記液晶パネルの視野角を補償する視野角補償層と、前記光拡散層の前記液晶層とは反対側に設けられ、入射する光に所定量の光学的位相差を付与する位相差板と、前記位相差板の前記液晶層とは反対側に設けられる偏光板と、を備える。
(Liquid crystal device)
In order to solve the above problems, a liquid crystal device according to the present invention is provided on a liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, on the liquid crystal layer side of the first substrate, and on the second substrate. a reflective liquid crystal panel and a reflective layer for reflecting light incident on the liquid crystal layer from the substrate side to the second substrate side, so as to face provided et al is in the second substrate, it is reflected in the reflective layer A light diffusion layer for diffusing light, a viewing angle compensation layer provided between the second substrate and the light diffusion layer for compensating a viewing angle of the liquid crystal panel, and the liquid crystal layer of the light diffusion layer. A retardation plate provided on the opposite side and imparting a predetermined amount of optical phase difference to incident light; and a polarizing plate provided on the opposite side of the retardation plate from the liquid crystal layer .
本発明の液晶装置によれば、液晶パネルを構成する一対の基板（つまり、第１基板及び第２基板）間に挟持されている液晶分子の配向状態を、第１基板上に形成される電極（例えば、後述の画素電極）及び第２基板上に形成される電極（例えば、後述の共通電極）の夫々の電位差によって生ずる電界によって変化させることができる。特に、本発明の液晶装置では、第１基板上に反射層が設けられている。この反射層は、第１基板の液晶層側に設けられることが好ましいが、第１基板の液晶層とは反対側に設けられてもよい。このため、本発明の液晶装置は、いわゆる反射型の（或いは、半透過反射型の）液晶装置として動作する。従って、本発明の液晶装置によれば、光源（例えば、太陽や照明パネル等）から出射される光は、第２基板側から液晶パネル内部（つまり、液晶層）に入射し、その後反射層によって第２基板側に向かって反射される。これにより、反射された光がユーザによって視認されることで、ユーザは液晶装置に表示される画像を視認する。 According to the liquid crystal device of the present invention, the electrodes formed on the first substrate indicate the alignment state of the liquid crystal molecules sandwiched between a pair of substrates constituting the liquid crystal panel (that is, the first substrate and the second substrate). It can be changed by an electric field generated by a potential difference between each of (for example, a pixel electrode described later) and an electrode formed on the second substrate (for example, a common electrode described later). In particular, in the liquid crystal device of the present invention, a reflective layer is provided on the first substrate. The reflective layer is preferably provided on the liquid crystal layer side of the first substrate, but may be provided on the opposite side of the first substrate from the liquid crystal layer. Therefore, the liquid crystal device of the present invention operates as a so-called reflective (or transflective) liquid crystal device. Therefore, according to the liquid crystal device of the present invention, the light emitted from the light source (for example, the sun or the lighting panel) enters the liquid crystal panel (that is, the liquid crystal layer) from the second substrate side, and then is reflected by the reflective layer. Reflected toward the second substrate side. Thereby, the user visually recognizes the image displayed on the liquid crystal device when the reflected light is visually recognized by the user.
本発明では、第２基板に対向するように（つまり、液晶パネルの第２基板側に対向するように）光拡散層が設けられている。光拡散層は、光拡散性を有する層である。このような光拡散層は、例えば、一の入射角から入射する光を拡散し且つ前記一の入射角とは異なる他の入射角から入射する光を透過する（或いは、後方散乱する）光拡散性を有していてもよい。或いは、このような光拡散層は、入射してくる光を所望の態様で又は任意の態様で拡散させる光拡散性を有していてもよい。このため、反射層において反射された光は、光拡散層において拡散された後にユーザに視認される。これにより、広視野角で明るい液晶装置を実現することができる。 In the present invention, the light diffusion layer is provided so as to face the second substrate (that is, so as to face the second substrate side of the liquid crystal panel). The light diffusion layer is a layer having light diffusibility. Such a light diffusion layer, for example, diffuses light incident from one incident angle and transmits (or backscatters) light incident from another incident angle different from the one incident angle. It may have sex. Alternatively, such a light diffusion layer may have a light diffusibility that diffuses incident light in a desired manner or in any manner. For this reason, the light reflected in the reflection layer is visually recognized by the user after being diffused in the light diffusion layer. Thereby, a bright liquid crystal device with a wide viewing angle can be realized.
加えて、本発明では、第２基板と光拡散層との間に（つまり、液晶パネルの第２基板側に対向するように）視野角補償層が設けられている。視野角補償層は、液晶装置の視野角を補償する機能を有する層であり、典型的には、例えば透過する光に対して所定の位相差を付与する位相差板である。このような視野角補償層は、液晶パネルの特性（例えば、動作モードや視野角等）を考慮して、適切な又は所望の視野角が液晶装置全体として実現されるように視野角を補償する機能を有することが好ましい。その結果、反射層において反射された光は、液晶装置の視野角が適切な又は所望の視野角となるように（言い換えれば、広視野角となるように）視野角補償層において適宜補償される。このため、相対的に広視野角な液晶装置を実現することができる。これにより、液晶パネルへの光の入射角度（或いは、光拡散層への光の入射角度）に依存してユーザが様々な方向から液晶パネルを視認する必要がある場合にも、液晶装置の視認性を維持することができる。或いは、液晶パネルへの光の入射角度（或いは、光拡散層への光の入射角度）を最適に設定することに起因して当該最適な入射角度に対応する所定の角度から液晶パネルを視認する必要がある場合にも、液晶装置の視認性を維持することができる。 In addition, in the present invention, a viewing angle compensation layer is provided between the second substrate and the light diffusion layer (that is, facing the second substrate side of the liquid crystal panel). The viewing angle compensation layer is a layer having a function of compensating the viewing angle of the liquid crystal device. Typically, the viewing angle compensation layer is, for example, a retardation plate that gives a predetermined retardation to transmitted light. Such a viewing angle compensation layer compensates the viewing angle so that an appropriate or desired viewing angle is realized as the entire liquid crystal device in consideration of characteristics of the liquid crystal panel (for example, an operation mode and a viewing angle). It preferably has a function. As a result, the light reflected by the reflective layer is appropriately compensated for by the viewing angle compensation layer so that the viewing angle of the liquid crystal device is an appropriate or desired viewing angle (in other words, a wide viewing angle). . For this reason, a liquid crystal device having a relatively wide viewing angle can be realized. Thus, even when the user needs to view the liquid crystal panel from various directions depending on the incident angle of light on the liquid crystal panel (or the incident angle of light on the light diffusion layer), the liquid crystal device can be viewed. Sex can be maintained. Alternatively, the liquid crystal panel is viewed from a predetermined angle corresponding to the optimal incident angle due to the optimal setting of the incident angle of light to the liquid crystal panel (or the incident angle of light to the light diffusion layer). Even when necessary, the visibility of the liquid crystal device can be maintained.
尚、より好ましくは、反射型の液晶パネルは、単体としても広視野角を有していることが好ましい。このような液晶パネルを視野角補償層と共に用いることで、より広視野角な液晶装置を実現することができる。尚、ここでいう「広視野角」とは、例えば、ＴＮモードの液晶パネルの視野角と比較して広い視野角を意味する広い趣旨であるが、典型的には、ＥＣＢモードやＶＡモードと同等程度又はそれ以上の視野角を意味する趣旨である。 More preferably, the reflective liquid crystal panel preferably has a wide viewing angle as a single unit. By using such a liquid crystal panel together with a viewing angle compensation layer, a liquid crystal device having a wider viewing angle can be realized. Note that the “wide viewing angle” here is a broad meaning that means a wide viewing angle compared to the viewing angle of a TN mode liquid crystal panel, for example, but typically ECB mode and VA mode. This means that the viewing angle is equivalent or higher.
また、液晶層と視野角補償層の間で、光が拡散されることがないので、液晶層を斜めの方向から見たときに生じる位相差の変化を確実に視野角補償層で補償することができる。 In addition , since no light is diffused between the liquid crystal layer and the viewing angle compensation layer, the viewing angle compensation layer reliably compensates for the change in phase difference that occurs when the liquid crystal layer is viewed from an oblique direction. Can do.
本発明の液晶装置の一の態様では、前記位相差板は、１／４波長の位相差を与える。 In one aspect of the liquid crystal device of the present invention, the retardation plate gives a quarter-wave phase difference .
この態様によれば、光拡散層によって後方に散乱された光が発生しても、偏光板と１／４波長板により吸収されるため、コントラストを高く保つことができる。 According to this aspect, even if light scattered backward by the light diffusion layer is generated, it is absorbed by the polarizing plate and the quarter-wave plate, so that the contrast can be kept high.
本発明の液晶装置の一の態様では、前記液晶パネルは、ＥＣＢモードの液晶パネルであり、前記視野角補償層は、前記第２基板の面内方向及び厚み方向の夫々において複屈折性を示す第１の位相差板を含む。 In one aspect of the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal panel is an ECB mode liquid crystal panel, and the viewing angle compensation layer exhibits birefringence in each of an in- plane direction and a thickness direction of the second substrate. It includes a first phase difference plate.
この態様によれば、ＥＣＢモードの液晶パネルと第１の位相差板とを用いることで、上述した各種効果を好適に享受することができる。より具体的には、ＥＣＢモードの液晶パネルでは、電圧を液晶層に印加した場合に液晶分子の一部が厚み方向に完全に立ち上がらない場合があるが、当該厚み方向に完全に立ち上がらない液晶分子（つまり、寝ている液晶分子）による複屈折性を第１の位相差板の面内方向の複屈折性によって補償し且つ当該厚み方向に駆動する液晶分子（つまり、立っている液晶分子）による複屈折性を第１の位相差板の厚み方向の複屈折性によって補償することで、広視野角の液晶装置を実現することができる。 According to this embodiment, by using a liquid crystal panel and the first retardation plate ECB mode, it is possible to preferably receive the aforementioned various effects. More specifically, in an ECB mode liquid crystal panel, when a voltage is applied to the liquid crystal layer, some liquid crystal molecules may not rise completely in the thickness direction, but liquid crystal molecules that do not rise completely in the thickness direction. (i.e., the liquid crystal molecules lying) according to the liquid crystal molecules to drive the birefringence first compensated and the thickness direction by the plane direction of the birefringent retardation plate (i.e., standing the liquid crystal molecules) by birefringence to compensate by a first thickness direction of the birefringent retardation plate, it is possible to realize a liquid crystal device with a wide viewing angle.
上述の如く視野角補償層が第１の位相差板を含む液晶装置の態様では、前記第１の位相差板は、前記面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙとし、前記厚み方向の屈折率をｎｚとしたときの３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚを満たす２軸位相差板又はＯプレートであるように構成してもよい。 In an aspect of the viewing angle compensation layer as described above is a liquid crystal device comprising a first retardation plate, the first phase difference plate, the refractive index of the in-plane direction nx, a ny, the refractive index of the thickness direction It may be configured to be a biaxial phase difference plate or an O plate satisfying nx>ny> nz when the three-dimensional refractive index when nz is nz .
このように構成すれば、３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚとなる２軸位相差板や液晶分子のハイブリッド配向を利用することで２軸位相差板と同様の機能を有するＯプレート（例えば、いわゆるＮＲやＮＨ）を第１の位相差板として用いることで、上述した各種効果を好適に享受することができる。 With this configuration, a biaxial retardation plate having a three-dimensional refractive index of nx>ny> nz and an O plate having a function similar to that of the biaxial retardation plate by utilizing a hybrid alignment of liquid crystal molecules ( for example, by using a so-called NR or NH) as the first phase difference plate, it is possible to preferably receive the aforementioned various effects.
本発明の液晶装置の他の態様では、前記液晶パネルは、ＶＡモードの液晶パネルであり、前記視野角補償層は、前記第２基板の面内方向において複屈折性を示さず且つ厚み方向において複屈折性を示す第２の位相差板を含む。 In another aspect of the liquid crystal device of the present invention, the liquid crystal panel is a VA mode liquid crystal panel, and the viewing angle compensation layer does not exhibit birefringence in the in- plane direction of the second substrate and in the thickness direction. It includes a second retardation film exhibiting birefringence.
この態様によれば、ＶＡモードの液晶パネルと第２の位相差板とを用いることで、上述した各種効果を好適に享受することができる。つまり、ＶＡモードの液晶パネルでは、電圧無印加時に液晶分子が第１及び第２基板に対して略垂直となるが、当該略垂直な液晶分子による複屈折性を第２の位相差板の厚み方向の複屈折性によって補償することで、広視野角の液晶装置を実現することができる。 According to this embodiment, by using a liquid crystal panel and a second retardation plate of VA mode, it is possible to preferably receive the aforementioned various effects. That is, in the liquid crystal panel of a VA mode, although the liquid crystal molecules when no voltage is applied is substantially perpendicular to the first and second substrates, the thickness of the birefringence due to the substantially perpendicular liquid crystal molecules second retardation plate By compensating for the birefringence in the direction, a liquid crystal device with a wide viewing angle can be realized.
上述の如く視野角補償層が第２の位相差板を備える液晶装置の態様では、前記第２の位相差板は、前記面内方向の屈折率をｎｘ、ｎｙとし、前記厚み方向の屈折率をｎｚとしたときの３次元屈折率がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚを満たすネガティブＣプレートであるように構成してもよい。 In an aspect of the viewing angle compensation layer as described above is a liquid crystal device comprising a second phase difference plate, the second retardation plate, the refractive index of the in-plane direction nx, a ny, the refractive index of the thickness direction Alternatively, the negative C plate may have a three-dimensional refractive index satisfying nx = ny> nz, where nz is nz .
このように構成すれば、３次元屈折率がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚとなるネガティブＣプレートを第２の位相差板として用いることで、上述した各種効果を好適に享受することができる。 According to this structure, by three-dimensional refractive index is used Rene Gatibu C plate such as nx = ny> nz as the second phase difference plate, it is possible to preferably receive the aforementioned various effects.
（電子機器）
上記課題を解決するために、本発明の電子機器は、上述した本発明の液晶装置（但し、その各種態様を含む）を備える。
(Electronics)
In order to solve the above problems, an electronic apparatus of the present invention includes the above-described liquid crystal device of the present invention (including various aspects thereof).
本発明の電子機器によれば、上述した本発明の液晶装置（或いは、その各種態様）備えているため、上述した本発明の液晶装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる。つまり、上述した本発明の液晶装置が享受する各種効果と同様の効果を享受することができる直視型表示装置（例えば、テレビ、携帯電話、電子手帳、携帯オーディオプレーヤ、ワードプロセッサ、デジタルカメラ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネル等）などの各種電子機器を実現することができる。 According to the electronic apparatus of the present invention, since the liquid crystal device of the present invention described above (or various aspects thereof) is provided, the same effects as the various effects enjoyed by the liquid crystal device of the present invention described above can be enjoyed. . That is, a direct view type display device (for example, a television, a mobile phone, an electronic notebook, a portable audio player, a word processor, a digital camera, a viewfinder) that can enjoy the same effects as those obtained by the liquid crystal device of the present invention described above. Various electronic devices such as a type or monitor direct-view type video recorder, workstation, videophone, POS terminal, touch panel, etc. can be realized.
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から更に明らかにされよう。 The operation and other advantages of the present invention will become more apparent from the embodiments described below.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液晶装置の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a liquid crystal device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
（１）液晶パネル
はじめに、図１から図３を参照しながら、本実施形態に係る液晶装置１が備える液晶パネル１００の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る液晶パネル１００を対向基板２０側から見た平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ’断面図であり、図３は、本実施形態に係る液晶パネル１００の画像表示領域１０ａにおける回路構成を示した回路図である。
(1) Liquid Crystal Panel First, the configuration of the
図１及び図２において、液晶装置１が備える液晶パネル１００は、本発明における「第１基板」の一具体例を構成するＴＦＴアレイ基板１０、本発明における「第２基板」の一具体例を構成する対向基板２０、シール部５２、及び複数の端子１０２を備えている。
1 and 2, the
液晶パネル１００では、平面形状が各々矩形状であり、且つ相互に重なるＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０が互いに向い合うように対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、液晶からなる液晶層５０が封入されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、画像表示領域１０ａの周囲に位置する領域の一部であるシール領域に設けられたシール部５２により相互に接着されている。液晶層５０は、液晶パネル１００の駆動時において、画像信号に応じて画像のコントラスト及び液晶パネル１００の透過率が可変となるように構成されている。
In the
ＴＦＴアレイ基板１０は、画素スイッチング用ＴＦＴ等の各種素子、及び配線がガラス基板等の透明な基板本体に形成されてなる。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の夫々は、シール部５２によって一対の大型基板を相互に貼り合せた後、一対の大型基板からなる貼り合せ基板を、形成すべき液晶パネル１００のサイズに対応する基板部分毎に分離することによって形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の夫々における液晶層５０に臨む面には配向膜が形成されており、画像信号に応じて各画素部における液晶の配向状態が制御される。
The
シール部５２は、平面的に見て、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａを囲むように枠状に形成されている。シール部５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば、エポキシ樹脂等のシール材で構成されており、熱硬化性、若しくは光及び熱の両方によって硬化可能なシール材で構成されている。シール部５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されていてもよい。
The
シール部５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、対向基板２０上において、電極より上層側に配置されて形成されてもよいし、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として形成されてもよい。
A light-shielding frame light-shielding
複数の端子１０２は、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面を規定する４辺のうち１辺に沿って延び、且つ画像表示領域１０ａの外側に延びる領域においてシール部５２に重ならないように形成されており、画像表示領域１０ａを構成する画素部と、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）、或いは該ＦＰＣに搭載されたＩＣ等の外部回路とを相互に電気的に接続する。
The plurality of
液晶パネル１００は、画像表示領域１０ａの周辺に位置する領域のうち、シール部５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域に形成され、且つ画像信号を画素部に供給するデータ線駆動回路１０１と、シール部５２の内側の領域に形成され、且つ各画素部の動作をスイッチング制御する走査信号を供給する走査線駆動回路１０４とを備えている。但し、データ線駆動回路１０１が、シール部５２が配置されたシール領域の内側に位置する領域に形成されてもよく、データ線駆動回路１０１の一部が、シール部５２が配置されたシール領域に形成されてもよい。さらに、走査線駆動回路１０４についても同様にシール領域の外側に位置する領域に形成されてもよく、一部がシール領域に形成されてもよい。
The
ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
On the
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）や走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜１６が形成されている。他方、詳細な構成については省略するが、液晶パネル１００において、対向基板２０に形成された共通電極２１が、画素電極９ａと対向するように配置されており、その上（図中下側）に配向膜２２が形成されている。尚、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０としては、ガラス基板、石英、プラスチック基板、或いはシリコン基板等の各種基板を使用可能である。尚、画像表示領域１０ａを構成し、且つマトリクス状に配列された複数の画素部の夫々において光が透過する領域は、画像表示領域１０ａに格子状に形成された、所謂ブラックマトリクスと称される遮光膜２３によって規定されている。
In FIG. 2, an
また、本実施形態では、ＴＦＴアレイ基板１０上には、金属製の反射膜８０が形成されている。この反射膜８０は、対向基板２０側から液晶パネル１００内部に入射してくる光を対向基板２０側へ反射させる。この反射膜８０が形成されているため、本実施形態に係る液晶パネル１００は、いわゆる反射型の液晶装置に用いられる。従って、本実施形態に係る液晶装置１は、反射型の液晶装置である。尚、反射層８０を形成することに加えて又は代えて、金属製の画素電極９ａを形成すると共に当該画素電極９ａを反射層８０として用いてもよい。
In the present embodiment, a metal
次に、図３を参照しながら、液晶パネル１００の画像表示領域１０ａにおける回路構成を説明する。
Next, a circuit configuration in the
図３において、液晶パネル１００の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素部７２の夫々は、画素電極９ａ、ＴＦＴ３０、及び不図示の液晶素子を備えている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶パネル１００の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御し、当該制御に応じて液晶素子を駆動する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
In FIG. 3, each of a plurality of
ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、液晶パネル１００は、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板２０に形成された共通電極２１との間で一定期間保持される。
The
液晶層５０に含まれる液晶分子は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。
The liquid crystal molecules contained in the
（２）液晶装置
次に、本実施形態に係る液晶装置１全体の構成及び動作について図４を参照して説明する。ここに、図４は、液晶装置１の全体構成を示す断面図である。尚、図４における液晶パネル１００では、説明の便宜上、図１及び図２に図示したような詳細な部材を適宜省略して図示してある。
(2) Liquid Crystal Device Next, the overall configuration and operation of the
図４に示すように、本実施形態に係る液晶装置１は、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence：電界制御複屈折）方式の反射型液晶装置であり、ＴＦＴアレイ基板１０、対向基板２０、液晶層５０及び反射層８０からなる液晶パネル１００（つまり、ＥＣＢ方式の反射型液晶パネル）と、液晶パネル１００の視野角（或いは、液晶装置１の視野角）を補償するための視野角補償層５００と、所定の入射角で入射してくる光を拡散すると共に所定の入射角以外の入射角で入射してくる光を透過する又は後方散乱する光拡散フィルム２００と、入射する光に対して所定量の光学的位相差を付与する位相差板３００（例えば、光の波長λの１／４の位相差を与える１／４波長板）と、一定方向に振動する光のみを透過する偏光板４００とがこの順に積層された構成されている。また、視野角補償層５００、光拡散フィルム２００、位相差板３００及び偏光板４００は、液晶パネル１００が備える対向基板２０に対向するように設けられている。
As shown in FIG. 4, the
視野角補償層５００は、厚み方向（つまり、図４中の上下方向）及び面内方向（つまり、図４中の左右方向或いは前後方向）の夫々において複屈折性を有する２軸位相差板である。つまり、視野角補償層５００は、３次元屈折率がｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚ（但し、ｎｘ及びｎｙは面内方向の屈折率を示し且つｎｚは厚み方向の屈折率を示す）となる２軸位相差板である。
The viewing
本実施形態に係る液晶装置１の動作時には、例えば外部の光源（例えば、照明パネルや太陽等）から出射される光（入射光）は、先ず偏光板４００及び位相差板３００を透過した後に、光拡散フィルム２００に入射する。ここで、光拡散フィルム２００は、液晶層５０とは反対側の面から入射してくる光をそのまま透過させる性質を有している（但し、設計によっては、光拡散フィルム２００は、液晶層５０とは反対側の面から入射してくる光を拡散する性質を有していてもよいし、その他の性質を有していてもよい）。従って、偏光板４００及び位相差板３００を透過した光は、光拡散フィルム２００をそのまま透過する。その後、光拡散フィルム２００を透過した光は、視野角補償層５００を透過した後に液晶パネル１００内に入射する。その後、液晶パネル１００内に入射した光は、液晶層５０によって位相差が付与された後又は付与されることなく反射層８０によって反射される。
During the operation of the
その後、反射層８０により反射された光（反射光）は、再び液晶層５０を透過した後、視野角補償層５００に入射する。視野角補償層５００では、入射した光に対して位相差が適宜付与される。ここで、ＥＣＢ方式の液晶パネル１００では、電圧を液晶層５０に印加した場合に液晶分子の一部が厚み方向に完全に立ち上がらない場合がある。この場合、厚み方向に完全に立ち上がらない液晶分子（つまり、寝ている液晶分子）による複屈折性は、視野角補償層５００の面内方向の複屈折性によって補償される。また、厚み方向に駆動する液晶分子（つまり、立っている液晶分子）による複屈折性は、視野角補償層５００の厚み方向の複屈折性によって補償される。このため、全体として広視野角な液晶装置１が実現される。
Thereafter, the light reflected by the reflective layer 80 (reflected light) passes through the
その後、視野角補償層５００を透過した反射光は、光拡散フィルム２００に入射する。光拡散フィルム２００は、液晶層５０の側の面から入射してくる光を拡散する性質を有している（但し、設計によっては、光拡散フィルム２００は、液晶層５０の側の面から入射してくる光をそのまま透過する性質を有していてもよいし、その他の性質を有していてもよい）。或いは、光拡散フィルム２００は、液晶層５０の側の面から入射してくる光のうち所定の入射角（例えば、光拡散フィルム２００の表面の法線に対して０°から５０°となる入射角）で入射してくる光を拡散し、一方で液晶層５０の側の面から入射してくる光のうち所定の入射角以外の入射角（例えば、光拡散フィルム２００の表面の法線に対して５０°から９０°となる入射角）で入射してくる光をそのまま透過する（又は、後方散乱する）性質を有していることが好ましい。このような光拡散フィルム２００として、例えば住友化学工業株式会社製の光制御フィルム（商品名：ルミスティ）を用いることができる。従って、反射層８０において反射された後に液晶層５０及び視野角補償層５００を透過した光は、光拡散フィルム２００によって様々な方向に向かって拡散されながら光拡散フィルム２００を透過する。その後、光拡散フィルム２００を透過した反射光は、位相差板３００を透過し、偏光状態に応じて偏光板４００を透過する又は偏光板４００において遮断される。その結果、偏光板４００を透過する光が存在する場合には白表示となり且つ偏光板４００を透過する光が存在しない場合には黒表示となるため、画像表示が可能となる。
Thereafter, the reflected light transmitted through the viewing
このように、本実施形態では、まず、光拡散フィルム２００が設けられているため、液晶装置１内に入射した光は、光拡散フィルム２００において拡散される。従って、液晶装置１の広視野角を実現することができる。更には、ＥＣＢモードの液晶パネル１００に対して２軸位相差板である視野角補償層５００を適用しているため、液晶装置１全体としての視野角をより一層広くすることができる。これにより、液晶パネル１００への光の入射角度（或いは、光拡散フィルム２００への光の入射角度）に依存してユーザが様々な方向から液晶パネル１００を視認する必要がある場合にも、液晶装置１の良好な視認性を好適に維持することができる。或いは、液晶パネル１００への光の入射角度（或いは、光拡散フィルム２００への光の入射角度）を最適に設定することで、当該最適な入射角度に対応する所定の角度から液晶パネル１００を視認する必要がある場合にも、液晶装置１の良好視認性を好適に維持することができる。
Thus, in this embodiment, since the
加えて、本実施形態では、視野角補償層５００が、光拡散フィルム２００と対向基板２０との間に設けられている。このため、液晶層５０と視野角補償層５００の間の光路上において光が拡散されることがなくなる。これにより、液晶層５０の表面に対して斜めの方向から液晶パネル１００を視認したときに生じ得る位相差の変化を、視野角補償層５００により確実に補償することができる。従って、液晶装置１の視認性を相対的には向上させることができる。但し、視野角補償層５００は、必ずしも光拡散フィルム２００と対向基板２０との間に設けられていなくともよい。つまり、視野角補償層５００は、光拡散フィルム２００と対向基板２０との間以外の箇所に設けられていてもよい。
In addition, in this embodiment, the viewing
加えて、本実施形態では、光拡散フィルム２００と偏光板４００との間に位相差板３００（例えば、１／４波長板）が設けられている。つまり、液晶パネル１００の側から観察して、光拡散フィルム３００と位相差板３００と偏光板４００とがこの順に積層されている。このため、光拡散フィルム２００によって後方に散乱された光が発生しても、当該散乱光が偏光板４００と位相差板３００により吸収される。これにより、液晶パネル１００のコントラストを高く保つことができる。但し、液晶パネル１００の側から観察して、光拡散フィルム３００と位相差板３００と偏光板４００とがこの順に積層されていなくともよい。
In addition, in the present embodiment, a retardation plate 300 (for example, a quarter wavelength plate) is provided between the
尚、上述した説明では、２軸位相差板を視野角補償層５００として用いる場合の例について説明している。しかしながら、２軸位相差板を視野角補償層５００として用いることに代えて、液晶分子のハイブリッド配向を利用したＯプレート（いわゆる、ＮＲやＮＨと称される位相差板）を視野角補償層５００として用いてもよい。この場合であっても、Ｏプレートは２軸位相差板と同様の機能を実現することができるため、上述した各種効果を好適に享受することができる。
In the above description, an example in which a biaxial retardation plate is used as the viewing
また、上述した説明では、ＥＣＢ方式の液晶パネル１００を用いる場合の例について説明をしている。しかしながら、ＥＣＢ方式の液晶パネル１００を用いることに代えて、ＶＡ（垂直配向）方式の液晶パネル１００を用いてもよい。但し、ＶＡ方式の液晶パネル１００を用いる場合には、２軸位相差板を視野角補償層５００として用いることに代えて、３次元屈折率がｎｘ＝ｎｙ＞ｎｚ（但し、ｎｘ及びｎｙは面内方向の屈折率を示し且つｎｚは厚み方向の屈折率を示す）となるネガティブＣプレートを視野角補償層５００として用いる。ここで、ＶＡ方式の液晶パネル１００では、電圧を液晶層５０に印加しない場合に液晶分子がＴＦＴアレイ基板１０の表面及び対向基板２０の表面に対して略垂直となる。この場合、略垂直の液晶分子（つまり、立っている液晶分子）による複屈折性は、視野角補償層５００（つまり、ネガティブＣプレート）の厚み方向の複屈折性によって補償される。このため、ＶＡ方式の液晶パネル１００を用いると共にネガティブＣプレートを視野角補償層５００として用いた場合であっても、上述した各種効果を享受することができる。
In the above description, an example in which the ECB
また、上述の説明では、液晶装置１が反射型液晶装置である場合の例について説明をしている。しかしながら、反射型の液晶装置に限らず、半透過反射型の液晶装置における反射表示領域に対して上述した構成を適用してもよい。この場合であっても、上述した各種効果を享受することができる。
In the above description, an example in which the
（３）電子機器
続いて、図５及び図６を参照しながら、上述の液晶装置１を具備してなる電子機器の例を説明する。
(3) Electronic Device Next, an example of an electronic device including the
図５は、上述した液晶装置１が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図５において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、上述した液晶装置１を含んでなる液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。
FIG. 5 is a perspective view of a mobile personal computer to which the
次に、上述した液晶装置１を携帯電話に適用した例について説明する。図６は、電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図６において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置１と同様の構成を有する液晶装置１００５を備えている。
Next, an example in which the above-described
これらの電子機器においても、上述した液晶装置１を含んでいるため、上述した各種効果を好適に享受することができる。
Since these electronic devices also include the
尚、図５及び図６を参照して説明した電子機器の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。 In addition to the electronic devices described with reference to FIGS. 5 and 6, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation , A video phone, a POS terminal, a device equipped with a touch panel, and the like. Needless to say, the present invention can be applied to these various electronic devices.
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴なう液晶装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and the liquid crystal device accompanying such a change In addition, electronic devices are also included in the technical scope of the present invention.
１…液晶装置、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…対向基板、８０…反射層、１００…液晶パネル、２００…光拡散フィルム、５００…視野角補償層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第２基板に対向して設けられ、前記反射層において反射された光を拡散する光拡散層と、
前記第２基板と前記光拡散層との間に設けられ、前記液晶パネルの視野角を補償する視野角補償層と、
前記光拡散層の前記液晶層とは反対側に設けられ、入射する光に所定量の光学的位相差を付与する位相差板と、
前記位相差板の前記液晶層とは反対側に設けられる偏光板と、
を備える、液晶装置。 A liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate; and a light incident on the liquid crystal layer from the second substrate side while being provided on the liquid crystal layer side of the first substrate. A reflective liquid crystal panel comprising a reflective layer reflecting to the side;
To face provided et al is in the second substrate, and a light diffusing layer for diffusing light reflected at the reflective layer,
A viewing angle compensation layer that is provided between the second substrate and the light diffusion layer and compensates the viewing angle of the liquid crystal panel ;
A phase difference plate provided on the opposite side of the light diffusion layer from the liquid crystal layer and imparting a predetermined amount of optical phase difference to incident light;
A polarizing plate provided on the opposite side of the retardation plate from the liquid crystal layer;
Comprising a liquid crystal device.
請求項１に記載の液晶装置。The liquid crystal device according to claim 1.
前記視野角補償層は、前記第２基板の面内方向及び厚み方向の夫々において複屈折性を示す第１の位相差板を含む、The viewing angle compensation layer includes a first retardation plate that exhibits birefringence in each of an in-plane direction and a thickness direction of the second substrate.
請求項１または２に記載の液晶装置。The liquid crystal device according to claim 1.
請求項３に記載の液晶装置。The liquid crystal device according to claim 3.
前記視野角補償層は、前記第２基板の面内方向において複屈折性を示さず且つ厚み方向において複屈折性を示す第２の位相差板を含む、請求項１または２に記載の液晶装置。3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the viewing angle compensation layer includes a second retardation plate that does not exhibit birefringence in an in-plane direction of the second substrate and exhibits birefringence in a thickness direction. .
請求項５に記載の液晶装置。The liquid crystal device according to claim 5.
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