CN1311873A - 散射式显示器件及其驱动方法 - Google Patents
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Abstract
一种具有高辉度和高对比度,且显示品质优良的反射式或透过式的高分子聚合物分散式液晶显示器件,具有使液晶滴(112)分散到高分子聚合物(111)中的高分子聚合物分散式液晶层(104)和反射象素电极(105),在设高分子聚合物分散式液晶层(104)的厚度为d(微米),散射增益为SG的情况下,散射增益满足不等式50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)成立。在反射片的表面上,以在显示画面中的上下方向上长的大致上的条带状,形成左右方向的曲率比上下方向曲率大的凸部。因此,入射光被某种程度地漫反射,且被具有各向异性地散射为使得散射程度左右方向变得比上下方向大。具有这样的电压-辉度特性:随着加往液晶层的电压从0V上升,辉度先从初始电平上升,在电压值为Vp时达到峰值,然后向着电压值V2一直下降到大致上0电平。把上述Vp和V2之间的范围定为驱动电压范围。
Description
技术领域
本发明涉及在个人数字助理、便携游戏机等中使用、采用使入射光发生散射或透过的办法显示图象的散射式显示器件,特别是涉及具有高分子聚合物分散式液晶层、以外光为主光源的散射式的光散射式液晶显示器件及其制造方法。
背景技术
以往,人们大多使用扭曲向列(TN)式的液晶显示器件。该显示器件具备液晶层和偏振片,采用通过液晶层使光的偏振方向发生变化,并对透过偏振片的光进行控制的办法来显示图象。为此,具有下述缺点:即便是在亮显示(显示白色)的情况下,也不透过与偏振光片的偏振光轴一致的成分,特别是在具备反射片且以外光为光源的散射式的液晶显示器件中,也难于使之进行明亮的显示。为了改善该缺点,例如,如在特开昭61-270701号公报中或特开平7-181481号公报、特开平10-232395号公报等中所公开的那样,人们知道那些使作成为使得外光的许多反射光朝向主要观察方向(观看方向)的报道。具体地说,例如如图64所示的那种在反射片211上形成了横向条带状或扇状、圆状等的微小的突起211a,或如图65所示把反射片211作成为锯齿状,或把反射面作成为粗糙面,使得从显示画面的斜上方入射进来的光变成为朝向正面方向(观看方向)。但是,即便是使用这样的反射片,用偏振片来吸收光这一点也是一样的,大幅度地增加辉度是困难的。
另一方面,近些年来,作为不需要偏振片的显示器件,人们开发出了聚合物-网络式液晶显示器件或高分子聚合物散射式液晶显示器件等的光散射式液晶显示器件。这种的显示器件,例如如‘平面显示器’91’(日经BP社221页)或’S.Shikama et.ai,Society For Information Display‘95,PaGe pp.31-234’所示,构成为在一对基板间设置高分子聚合物和液晶的复合体层,并根据有无给这些电极加上电压使得把上述复合体层切换成散射状态或透过状态。于是,如例如在特开平7-104250号公报或特开平8-43849号公报中直视式显示器的例子所公开的那样,在上述基板对的背面一侧设置黑色体,在上述复合体层变成为透明状态时,入射进来的外光透过了复合体层后就被黑色体吸收进行暗显示(黑色显示),另一方面,在上述复合体层变成为散射状态时,入射进来的外光就被散射,变成为使得进行不论从哪一个方向看都呈现白浊的亮显示。就是说,在进行亮显示之际,向显示器件的表面一侧散射的光,进入观察者的视野而不会被上述偏振光片等吸收。此外,在特开平-90352号公报中,作为反射片,公开了作成为仅仅给具有42~70度的倾斜面的三角柱状的突起中的上述倾斜面附加上反射膜,在暗显示时,使入射光返回到反射片的背面一侧,以便实现对比度的提高的反射片。
此外,作为进一步增大辉度的反射片,人们知道在‘SID Digest’(杂志The Society for Information Display,1997年:1023页,1998年:758~761页)中所述的IRIS(Internal Reflection InvertedScattering,内反射反相扫描)等被称之为散射式显示器件。该显示器件,如图66(a)所示,是一种取代上述黑色体在复合体层213的背面一侧设置反射片214的器件,采用因用反射片214也反射向复合体层213的表面一侧散射的反射光而得以朝向表面一侧的办法,使得可以进行更高的高辉度显示。上述反射片214的表面被形成为镜面。此外,可以看作是具备对于显示画面的上下左右都形成了等方向的凹凸的反射片的镜面。
但是,在上述那样的散射式液晶显示器件中,存在着这样的问题:要想作成为在增大散射状态时的散射程度以提高辉度的同时,提高透过状态时的透过率等,使之进行在高辉度且高对比度下也不会产生灰度等级反转的图象显示,是困难的。作为企图解决该问题的显示器件,就象例如特开平7-4950号公报所公开的那样,人们知道把反射片作成为镜面,使用在面板内部使液晶和具有复折射率的高分子聚合物交替地配向的反转模式的高分子聚合物散射层的显示器件。但是,在该显示器件中,存在着这样的缺点:由于液晶量比率相当大,故高分子聚合物的网络构造是脆弱的,而且易于产生滞后等的显示不良。
此外,在散射式显示器件中,归因于所谓的外光映入还易于产生对比度的降低或灰度等级反转。具体地说,具备上述那样的反射片214的散射式显示器件,存在着下述问题:尽管亮显示时的辉度高,但暗显示时取决于观看显示图形的方向,外光的反射光会进入视野,使显示图形的灰度等级反转。就是说,由于在暗显示时复合体层213将变成为透过状态,故如图66(b)所示,入射到复合体层213上的外光就原封不动地透过复合体层213,在被反射片214反射后,再次透过复合体层213出射。为此,在同图中从大体上箭头A所示的方向上观看时,由于外光的反射光将原封不动地进入视野,故看起来比亮显示时还亮,产生灰度等级反转。另外,在从别的方向(例如箭头B所示的方向)观看时,由于上述那样的反射光不会进入视野,故可以得到正确的暗显示。
在这里,例如如图67所示,根据图68对于在斜着放置的状态下使用显示器件215的情况下的外的入射方向或观看图象方向等的关系,详细地进行说明。图68示出了外光的入射方向等,用从原点O开始的方向表示把入射方向等投影到显示画面上的方向(例如,同图的箭头M),用从原点O算起的距离表示入射方向等与显示画面的法线构成的夹角(例如,同图的角度L或距离L)。如同图所示,在大多数的情况下,外光(光源)在同图中从用位置P表示的方向(显示画面的斜前方)照射,从用Q表示的方向(从显示画面的垂直方向斜着下跟前左右扩展的方向)观看。另一方面,外光的反射光,对于原点O向用与上述位置P对称的位置R表示的方向射出。于是,在一部分的观看范围内,或在从多少有些超过了上述区域Q的范围来观看的情况下,外光的反射光就会进入视野,结果变成为产生灰度等级反转。
作为减轻上述那样的缺点的技术,例如,如在‘InternationalDisplay Reserch Conference 1997’(杂志The Society for InformationDisplay,255页)所述的那样,大家知道在复合体层的表面一侧设置衍射光栅薄膜的技术。就是说,采用用衍射光栅薄膜使外光某种程度地进行散射(晕色),降低其亮度的办法,来减轻反射光的影响。
但是,即便是在设置上述那样的衍射光栅薄膜的情况下,当外光的反射光量多时,仍然会产生灰度等级反转或对比度的降低,要确实地防止这些是困难的。
而且,当如上所述使外光晕光时,如在图68中用区域R’表示的那样,由于外光进入视野的范围展宽,结果就变成为招致在宽的视野范围内对比度的降低。
此外,为了象上述那样使外光某种程度地散射,虽然可以考虑使反射片等具有散射性,但是制造这样的反射片,由于需要超精密加工的模具等是比较困难的,且有招致造价增加之虞。
再有,本发明人发现,在现有的散射式液晶显示器件中,归因于液晶显示器件的驱动条件会产生辉度或对比度的降低和灰度等级反转。就是说,用本发明人的实验结果判明:在上述那样的现有例中,为了决定在初始散射状态下的亮度,虽然存在着得不到明亮的显示的问题,或在进行中间色调显示的情况下会产生灰度等级反转的问题,但是这些问题,在散射式液晶显示装置中,不是本质性的问题,毋宁说起因于在辉度-电压特性的识别中存在着错误。即,例如以常态白色显示的情况为例来说,在这种情况下的辉度-电压特性,以往,一般地说人们认为:如图69所示,在不加电压时辉度为最大电平,加上电压时从0V开始一直到电压电压少许上升的范围之前辉度维持上述的最大电平,借助于从这以后的电压的上升,辉度等级急剧地降低下去,最后到达大致上0电平。但是,根据本发明人的实验结果,则已经判明实际的电压-辉度特性不是图69所示的特性,而是如图51所示借助于加上电压在辉度等级中存在着峰值那样的特性。因此,人们认为在现有例的散射模式的液晶显示装置中,由于根据与实际的电压-辉度特性不同的电压-辉度特性进行显示,故得不到充分的辉度,此外,还会产生灰度等级反转。于是,本发明人采用根据图51所示的电压-辉度特性进行显示的办法,导致于发明了可以解决上述课题的液晶显示装置。
发明的公开
鉴于上述各点,本发明的目的是采用实现亮显示时的辉度的增大和暗显示时的辉度的降低的同时,排除或大幅度地减轻归因于外光的影响,高辉度且难于产生灰度等级反转或对比度降低的办法,可以实现观看性优良的散射式显示器件的同时,且可以容易地降低这样的散射式显示器件等的造价的制造方法。
本发明人,为了实现上述目的而锐意研究开发的结果发现:在常态显示白色模式的散射式的高分子聚合物散射式液晶显示器件的电压·反射率特性中存在着峰值(参看图3)。因此,采用使该峰值变成为白色辉度的办法,就可以实现高辉度化和高对比度化。
再有,还发现:该峰值与高分子聚合物分散式液晶层的散射增益处于相关关系,为了得到更大的峰值存在着最佳的散射增益范围(参看图5)。此外,由于散射增益由面板间隙、液晶滴的直径和液晶的折射率各向异性的大小决定,故可以认为对于这些面板间隙、液晶滴的粒径和液晶的折射率各向异性也都存在着最佳值。于是,就发现了用来得到最佳的散射增益的范围的面板间隙、液晶滴的粒径和液晶的折射率各向异性的范围。
本发明就是根据上述的现象和事实完成的,具体的构成如下。
第1方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:根据上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度来设定上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益。
此外,第2方面的发明,其特征是:上述散射增益是对于在透过式面板上形成上述高分子聚合物分散式液晶层的情况下的透过光的散射增益。
此外,第3方面的发明,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
此外,第4方面的发明,其特征是:根据上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度,设定上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶滴的粒径。
此外,第5方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:根据含于上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶的折射率各向异性的大小,设定上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益。
此外,第6方面的发明,其特征是:根据上述液晶的折射率各向异性大小,设定上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶滴的粒径。
此外,第7方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:根据上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度和含于上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶的折射率各向异性的大小,设定上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益。
此外,第8方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益为SG的情况下,下式成立。
50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)
此外,第9方面的发明,其特征是:上述散射增益是对于在透过式面板上形成了上述高分子聚合物分散式液晶层的情况下的透过光的散射增益。
此外,第10方面的发明,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
此外,第11方面的发明,其特征是:上述液晶层的散射增益在10以上200以下。
此外,第12方面的发明,其特征是:上述液晶层的散射增益,在液晶显示装置的使用温度范围内,在10以上200以下。
此外,第13方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益为SG的情况下,下式成立。
50exp(-1.6Δn·d)<SG<360exp(-1.88Δn·d)
此外,第14方面的发明,其特征是:上述散射增益是对于在透过式面板上形成了上述高分子聚合物分散式液晶层的情况下的透过光的散射增益。
此外,第15方面的发明,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
此外,第16方面的发明,其特征是:上述液晶层的散射增益在10以上200以下。
此外,第17方面的发明,其特征是:上述液晶层的散射增益,在液晶显示装置的使用温度范围内,在10以上200以下。
在散射增益与对比度之间有图5所示的相关关系。由该图5可知,对于每一个高分子聚合物分散式液晶层的厚度(相当于面板间隙)d,都存在着将成为最大对比度的散射增益。于是,在图5中,在把最大对比度的70%以上的范围当作设定范围的情况下,就可以得到图6所示的面板间隙d与散射增益之间的关系。在图6中,线P1示出了散射增益的容许范围的上限,线P3示出了散射增益的容许范围的下限。因此,如果在该线P1和线P3之间的范围内设定散射增益,结果就变成为可以得到最大对比度的70%以上的对比度。在这里,线P1是SG=360exp(-0.47d),线P3是SG=50exp(-0.4d)。因此,如果把高分子聚合物分散式液晶层的散射增益SG制作为使得满足下式
50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)
则可以得到最大对比度的70%以上的对比度,可以实现高辉度和高对比度的反射式的高分子聚合物分散式液晶显示器件。
另外,所谓‘反射层’,既可以是借助于由具有反射性的金属构成的反射象素电极兼用做反射层和电极的构成,也可以作成为使得作为象素电极使用透明电极,反射层用别的办法在基板上形成。
此外之所以对高分子聚合物分散式液晶层的厚度d进行限制,是出于以下的理由。若厚度d不足3微米,则难于均一地制作,而当厚度超过了8微米时则结果就变成为驱动电压过大。
此外,第18方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:液晶的复折射率与高分子聚合物分散式液晶层的厚度之积在0.6微米以上2.2微米以下。
散射增益,由高分子聚合物分散式液晶层的厚度d、液晶的复折射率的大小Δn、和液晶滴的粒径等决定。根据本发明人的实验结果,可以确认在Δnd与对比度之间具有图8所示的关系。根据该图可知,若把对比度30以上定为设定范围,则Δnd将变成为0.6微米以上2.2微米以下。由于现有的反射式液晶显示器件的对比度大约为10左右,故若把对比度30以上当作设定范围,则与现有例比较可以实现显著地高对比度化。
此外,第19方面的发明,其特征是:上述液晶滴的粒径在0.7微米以上2微米以下。
此外,第20方面的发明,上述液晶的复折射率在0.15以上0.27以下。
此外,第21方面的发明,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
此外,第22方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:在上述液晶滴之内存在于一对基板界面附近的液晶滴,被形成为在基板上与大圆接连的大体上半球状,而且,上述半球状的液晶层内部的液晶,大体上均匀地配向在与基板平行的方向上。
由于基板界面的液晶滴内部的液晶分子,大体上均匀地排列在与基板平行的方向上,故将减少在界面层上的散射,散射增益将变大。因此,采用调整该半球状的大小的办法,就可以把散射增益控制为最佳值。即,采用使基板界面的液晶配向为同一的方向的办法,就可以把面板的散射增益调整到最佳值而不必改变液晶滴的粒径等。
此外,第23方面的发明,其特征是:在上述一对基板之内一方的基板界面上形成的上述半球状的液晶滴内部的液晶的配向方位与在上述一对基板之内另一方的基板界面上形成的上述半球状的液晶滴内部的液晶的配向方位彼此大体上是平行的。
倘采用上述构成,则具有进一步降低在一对基板界面间的散射增益的作用。
此外,第24方面的发明,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
之所以对高分子聚合物分散式液晶层的厚度进行限制,与在上述第3方面所述的发明中说明的理由是一样的。
此外,第25方面的发明,在在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,在上述一方的基板或另一方的基板中的任何一方上形成RGB滤色片,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件中,
其特征是:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、上述高分子聚合物分散式液晶层的对绿色光的散射增益之内,设红色象素区域的散射增益为SGr、绿色象素区域的散射增益为SGg、蓝色象素区域的散射增益为SGb的情况下,
在绿色象素区域中,下式成立:
50exp(-0.4d)<SGg<360exp(-0.47d),
在蓝色象素区域中,下式成立:
50exp(-0.4d)<SGb<360exp(-0.47d),
在红色象素区域中,下式成立:
40exp(-0.3d)<SGr<650exp(-0.4d)。
倘使用RGB滤色片则可以进行全彩色显示。这时,由于高分子聚合物分散式液晶层的散射特性因RGB的波长而异,故用来得到高对比度的最佳散射增益的范围,因RGB波长而异。我们从实验结果发现:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、对上述高分子聚合物分散式液晶层的绿色光的散射增益之内,设红色象素区域的散射增益为SGr、绿色象素区域的散射增益为SGg、蓝色象素区域的散射增益为SGb的情况下,采用把各个SGr、SGg、SGb设为上述范围的办法,就可以实现高对比度化。另外,采用把各个SGr、SGg、SGb设为上述范围的办法,就可以实现高对比度化的理由,基本上与与在第1方面的发明中所说明的原理是相同的。
此外,第26方面的发明,其特征是:在设上述红色象素区域的厚度为dR、上述绿色象素区域的厚度为dG、上述蓝色象素区域的厚度为dB时,dR>dG>dB。
倘采用上述构成,则可以构成容易制造的液晶显示器件。
此外,第27方面的发明,其特征是:在设上述红色象素区域的液晶滴的粒径为rR、上述绿色象素区域的液晶滴的粒径为rG、上述蓝色象素区域的液晶滴的粒径为rB时,rR>rG>rB。
倘采用上述构成,则结果变成为除去可以得到高对比度的显示之外,还可以得到在RGB的各个象素间大体上均一的显示对比度。
此外,第28方面的发明,其特征是:上述滤色片在上述反射层上边形成,上述高分子聚合物分散式液晶层在上述滤色片上边形成。
此外,第29方面的发明,其特征是:在从规定的观察方向观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中具有在辉度等级中存在着峰值那样的辉度-电压特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值、和辉度等级大致上变成为0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
此外,第30方面的发明,其特征是:在从规定的观察方向观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中具有在辉度等级中存在着峰值那样的辉度-电压特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值、和辉度等级大致上变成为0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
此外,第31方面的发明,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的射出方向不同的方向。
此外,第32方面的发明,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的射出方向不同的方向。
此外,为实现上述的目的,第33方面的发明,在具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置,和
反射从上述散射透过装置的显示面一侧入射且在背面一侧被散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置的散射式显示器件中,
其特征是:具备在上述散射透过装置为透过状态的情况下,使入射到散射式显示器件上的光向具有各向异性的范围的方向散射射出的各向异性散射装置。
此外,第34方面的发明,是第33方面的散射式显示器件,其特征是,上述各向异性散射装置被构成为使得入射到散射式显示器件上的光在左右方向比上下方向还宽的范围的方向上散射后射出。
此外,第35方面的发明,是第33方面的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,用上述反射装置构成。
此外,第36方面的发明,是第33方面的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,采用在上述反射装置的表面上,形成显示画面的左右方向的曲率比上下方向的曲率还大的凸部的办法构成。
此外,第37方面的发明,是第33方面的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,用使入射进来的光在具有各向异性的范围的方向上进行散射透过的各向异性透过装置构成。
此外,第38方面的发明,是第37方面的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,在其表面上,形成显示画面的左右方向的曲率比上下方向的曲率还大的凸部。
此外,第39方面的发明,是第38方面的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性透过装置,是透镜覆盖薄膜(Lens sheet film)。
此外,第40方面的发明,是第33方面的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,是具有各向异性的衍射装置。
如上所述,采用具备在散射性方面具有各向异性的例如反射片或覆盖薄膜等的反射装置或各向异性透过装置的办法,由于入射到散射式显示器件上的光被散射后,在具有显示画面的左右方向比上下方向还宽的范围等各向异性的范围的方向上射出,故可以使外光的反射特性最佳化,在可以减少反射光的辉度的同时,还可以使之向难于进入视野的方向上射出,排除或大幅度地减轻辉度反转或对比度的降低等由外光的反射光产生的影响。
此外,第41方面的发明,在具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置和
反射从上述散射透过装置的显示面两侧入射,被背面一侧散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置的散射式显示器件中,
其特征是:具备在上述散射透过装置为透过状态的情况下,使入射到散射式显示器件上的光,向入射角与出射角的大小不相等的方向上射出的出射角变更装置。
此外,第42方面的发明,是第41方面的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,被构成为使得上述出射角变得比上述入射角还大。
此外,第43方面的发明,是第42方面的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置由上述反射装置构成。
此外,第44方面的发明,是第43方面的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,采用在上述反射装置中,形成反射面的法线对于显示面的法线向显示画面中的下方一侧倾斜的区域的办法构成。
此外,第45方面的发明,是第44方面的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置,在显示画面中的上下方向的剖面形状被形成为具有锯齿状部分的形状。
此外,第46方面的发明,是第45方面的散射式显示器件,其特征是:具有上述锯齿状部分的剖面形状的倾斜面对显示面的倾斜角度为5度以上30度以下。
此外,第47方面的发明,是第46方面的散射式显示器件,其特征是:具有上述锯齿状部分的剖面形状的倾斜面对显示画面方向的倾斜角度为5度以上15度以下。
此外,第48方面的发明,是第45方面的散射式显示器件,其特征是:形成多个具有上述锯齿状部分的剖面形状,各个剖面形状的节距被设定为5微米以上100微米以下。
此外,第49方面的发明,是第45方面的散射式显示器件,其特征是:形成多个具有上述锯齿状部分的剖面形状,各个剖面形状的节距被设定为多种。
此外,第50方面的发明,是第49方面的散射式显示器件,其特征是:上述多种节距随机地进行配置。
此外,第51方面的发明,是第45方面的散射式显示器件,其特征是:形成多个具有上述锯齿状部分的剖面形状,各个剖面形状的节距被设定为5微米以上100微米以下的范围的多种节距,而且,最大节距与最小节距之差被设定为在30微米以下。
此外,第52方面的发明,是第43方面的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置,在显示画面中的上下方向的剖面形状中,反射面的法线对于显示面的法线,向显示画面中的下方一侧倾斜,而且,还形成显示画面中的左右方向的剖面形状为凸状的多个凸部。
此外,第53方面的发明,是第52方面的散射式显示器件,其特征是:上述凸部被形成为配置在随机的位置上。
此外,第54方面的发明,是第42方面的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,由使入射进来的光折射透过的折射透过装置构成。
此外,第55方面的发明,是第54方面的散射式显示器件,其特征是:上述折射透过装置,其厚度在显示画面的下方一侧的位置这一方形成比上方一侧的位置还厚的区域。
此外,第56方面的发明,是第55方面的散射式显示器件,其特征是:上述折射透过装置,把显示画面中的上下方向的剖面形状形成为多个半凸透镜状或棱镜状。
此外,第57方面的发明,是第41方面的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,被构成为使得入射到散射式显示器件上的光大体上向入射方向射出。
此外,第58方面的发明,是第57方面的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,采用把上述反射装置形成为反光镜状的办法构成。
此外,第59方面的发明,是第43方面的散射式显示器件,
其特征是:构成上述出射角变更装置的上述反射装置是反射性薄膜基板,
同时,上述散射性透过装置,形成上述反射性薄膜基板和透明象素电极,并设置在上述反射性薄膜基板与空以规定的间隙设置的阵列基板之间。
此外,第60方面的发明,是第59方面的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置,在显示画面中的上下方向的剖面形状被形成为具有锯齿状部分的形状。
此外,第61方面的发明,是第60方面的散射式显示器件,其特征是:具有上述锯齿状部分的剖面形状的倾斜面对显示面的倾斜角度为5度以上30度以下。
此外,第62方面的发明,是第59方面的散射式显示器件,其特征是:在上述反射性薄膜基板和上述阵列基板中的任何一方上设置滤色片。
第63方面的发明,在具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置,和
反射从上述散射透过装置的显示面一侧入射且被背面一侧散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置的散射式显示器件中,
其特征是:具有在上述散射透过装置为透过状态的情况下,该装置使入射到散射式显示器件上的光的一部分被封闭在散射式显示器件的内部的装置。
如上所述,采用具备剖面形状为半凸透镜状或具有规定的倾斜角的锯齿状、反光镜状的反射装置等的出射角变更装置的办法,由于可以使入射到散射式显示器件上的光向脱离开显示图象的观看范围的方向射出,故可以容易地排除辉度反转或对比度的降低等由外光的反射光产生的影响。此外,采用随机地设定锯齿状的节距的办法,即便是把节距设定得小,可以防止因衍射产生的图象品质的降低。
第64方面的发明,在具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置和
反射从上述散射透过装置的显示面两侧入射,被背面一侧散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置的散射式显示器件中,
其特征是:具备使由上述反射装置所产生的反射光量衰减的衰减装置。
此外,第65方面的发明,是第64方面的散射式显示器件,其特征是:上述衰减装置由具有光的反射性和透过性或光的反射性和吸收性的上述反射装置构成。
此外,第66方面的发明,是第65方面的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置的光的反射率在90%以下。
此外,第67方面的发明,是第65方面的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置含有铬。
此外,第68方面的发明,是第64方面的散射式显示器件,其特征是:上述衰减装置由遮断规定偏振方向的光的偏振装置构成。
此外,第69方面的发明,是第68方面的散射式显示器件,其特征是:上述偏振装置,其偏振方向被设置为使得遮断显示画面中的左右方向的光。
此外,第70方面的发明,是第68方面的散射式显示器件,其特征是:上述偏振装置被设置在上述散射透过装置与上述反射装置之间。
此外,第71方面的发明,是第64方面的散射式显示器件,其特征是:上述衰减装置,是设置在上述散射透过装置的显示面一侧且透过率为70%以上95%以下的扩散薄膜。
如上所述,采用具备使反射装置所产生的反射光量衰减的衰减装置的办法,由于可以减少反射光的辉度,故可以容易地减轻辉度反转或对比度的降低等由外光的反射光产生的影响。
此外,第72方面的发明,在具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法中,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成含有微粒子的树脂层的工序;
在上述树脂层上边形成反射层的工序。
此外,第73方面的发明,在具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法中,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成规定的图形的树脂层的工序;
加热上述树脂层使之软化使其表面变形为具有规定的曲率的工序;
在上述树脂层上边形成反射层的工序。
此外,第74方面的发明,在具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法中,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成树脂层的工序;
借助于冲压成形,把上述树脂层的表面形成规定的形状的工序;
在上述树脂层上边形成反射层的工序。
此外,第75方面的发明,在具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法中,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成树脂层的工序;
在上述树脂层上边形成规定图形的保护膜的工序;
采用从对上述基板的法线倾斜的方向,进行喷砂处理或干法刻蚀的办法成形上述树脂层的工序;
在除去了上述保护膜之后,在上述树脂层上边形成反射层的工序。
此外,第76方面的发明,在具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法中,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边部分地形成第1树脂层的工序;
采用在含有上述第1树脂层的至少一部分的区域内部分地形成第2树脂层的办法,形成剖面形状具有非对称形状的形状的工序;
在含有上述非对称形状的区域内形成反射层的工序。
此外,第77方面的发明,是第76方面的显示器件的制造方法,其特征是:在把上述第1树脂层形成为具有倾斜部分的形状之后,形成上述第2树脂层。
此外,第78方面的发明,是第77方面的显示器件的制造方法,其特征是:把上述第2树脂层形成为具有倾斜部分的形状。
此外,第79方面的发明,是第77方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述第1树脂层,借助于退火处理被形成为具有倾斜部分的形状。
此外,第80方面的发明,是第78方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述第2树脂层,借助于退火处理被形成为具有倾斜部分的形状。
此外,第81方面的发明,是第77方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
此外,第82方面的发明,是第78方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
此外,第83方面的发明,是第79方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
此外,第84方面的发明,是第80方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
此外,第85方面的发明,是第76方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述第1树脂层和上述第2树脂层是感光性树脂,在基板上边部分地形成上述第1树脂层和上述第2树脂层的工序,在基板整个面上形成了树脂层之后,采用分别用中间存在着规定的图形的第1遮光掩模或第2遮光掩模进行暴光和显影的办法,形成剖面具有非对称形状的形状。
此外,第86方面的发明,是第85方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述暴光,采用使上述第1遮光掩模的遮光部分和上述第2遮光掩模的遮光部分彼此错开的办法,在含有上述第1树脂层的至少一部分的区域上,部分地形成第2树脂层。
此外,第87方面的发明,是第85方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述感光性树脂是正型感光性树脂的同时,上述第2遮光掩模的遮光部分比上述第1遮光掩模的遮光部分大。
此外,第88方面的发明,是第87方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述第2遮光掩模的遮光部分的宽度,比上述第1遮光掩模的遮光部分的宽度大。
此外,第89方面的发明,是第85方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述感光性树脂是负型感光性树脂的同时,上述第2遮光掩模的遮光部分比上述第1遮光掩模的遮光部分小。
此外,第90方面的发明,是第89方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述第2遮光掩模的遮光部分的宽度,比上述第1遮光掩模的遮光部分的宽度小。
此外,第91方面的发明,是第85方面的显示器件的制造方法,其特征是:使用上述第1遮光掩模的上述暴光和使用上述第2遮光掩模的上述暴光,借助于来自上述基板的法线方向的光的照射进行。
此外,第92方面的发明,是第85方面的显示器件的制造方法,其特征是:使用上述第1遮光掩模的上述暴光和使用上述第2遮光掩模的上述暴光中的至少不论哪一方,借助于来自上述基板的法线方向的光的照射进行。
此外,第93方面的发明,在具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法中,
其特征是:形成上述反射装置的工序,具备:
在基板上边部分地形成第1树脂层的工序;
采用在含有上述第1树脂层的至少一部分的区域内部分地形成了第2树脂层之后,除去上述第1树脂层或第2树脂层的至少一部分的办法,形成剖面形状具有非对称形状的形状的工序;
在含有上述非对称形状的区域内形成反射层的工序。
此外,第94方面的发明,是第93方面的显示器件的制造方法,其特征是:除去上述树脂层的工序,用中间存在着规定图形的掩模的干法刻蚀进行。
此外,第95方面的发明,是第93方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
此外,第96方面的发明,是第72方面的显示器件的制造方法,其特征是:上述反射层是用来驱动显示器件的电极。
借助于此,就可以容易地制造具有散射性或出射角变更性的反射装置,且可以降低造价。
为了实现上述目的,第97方面的发明,借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置中,
其特征是:在从规定的观察方向观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中具有在辉度等级中存在着峰值那样的辉度-电压特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值、和辉度等级大致上变成为0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
倘采用上述构成,由于在辉度-电压特性中存在着峰值辉度,故如果把将成为该峰值辉度的电压值和辉度大致上变成为0%的电压值之间的范围定为驱动电压范围,则与现有例比较,可以进行高的辉度即明亮的显示。此外采用把上述电压范围定为驱动电压范围的办法,结果就变成为在辉度-电压特性中不存在峰值辉度,因而可以防止象现有例那样地起因于在辉度-电压特性中存在着峰值辉度的灰度等级反转。
此外,第98方面的发明,在把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置中,
其特征是:上述散射模式,是在不加电压时为散射状态且变成为亮状态显示的常态白色模式,
在从规定的观察方向进行观察的情况下,具有随着所加电压从0V上升,辉度等级从初始电平先是上升并到达峰值,然后再下降到大致上0电平那样的电压-辉度特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值和辉度等级变成为大致上0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
倘采用上述构成,则可以进行比现有例还明亮的显示,而且,可以实现可以防止灰度等级反转的常态白色显示的液晶显示装置。
此外,第99方面的发明,在把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置中,
其特征是:上述散射模式,是在不加电压时为透过状态且变成为暗状态显示的常态黑色模式,
在从规定的观察方向进行观察的情况下,具有这样的电压-辉度特性:所加电压从0V到达到阈值电压为止辉度大致上为0电平,当所加电压超过了阈值电压时,随着所加电压的上升,辉度等级先是上升并到达峰值然后不断下降,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级从0电平开始变化的上述阈值电压值和辉度等级将成为峰值的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
此外,第100方面的发明,其特征是:上述辉度-电压特性中的辉度等级的峰值存在着多个,把在每一个将成为峰值的电压值之内最高的电压值和上述辉度等级将变成为大致上0电平的电压值之间的范围,定为驱动电压范围。
此外,第101方面的发明,其特征是:上述辉度-电压特性中的辉度等级的峰值存在着多个,把辉度等级从0电平开始变化的上述阈值电压值,与上述每一个将成为峰值的电压值之内最低的电压值之间的范围,定为驱动电压范围。
此外,第102方面的发明,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的出射方向不同的方向。
此外,第103方面的发明,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的出射方向不同的方向。
此外,第104方面的发明,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的出射方向不同的方向。
此外,第105方面的发明,其特征是:被偏压驱动。
此外,第106方面的发明,其特征是:被偏压驱动。
此外,第107方面的发明,其特征是:被构成为可以调整上述偏压驱动中的偏压。
此外,第108方面的发明,其特征是:被构成为可以调整上述偏压驱动中的偏压。
此外,第109方面的发明,其特征是:具备根据上述辉度-电压特性的变化把驱动电压调整为使得变成为上述驱动电压范围的驱动电压调整装置。
此外,第110方面的发明,其特征是:具备根据上述辉度-电压特性的变化把驱动电压调整为使得变成为上述驱动电压范围的驱动电压调整装置。
此外,第111方面的发明,其特征是:具备根据上述辉度-电压特性的变化把驱动电压调整为使得变成为上述驱动电压范围的驱动电压调整装置。
此外,第112方面的发明,其特征是:具备检测与上述辉度等级的峰值大体上对应的电压的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
此外,第113方面的发明,其特征是:具备检测与上述辉度等级的峰值大体上对应的电压的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
此外,第114方面的发明,其特征是:具备检测与上述辉度等级的峰值大体上对应的电压的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
此外,第115方面的发明,其特征是:具备检测液晶显示装置的使用状态的温度的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
此外,第116方面的发明,其特征是:具备检测液晶显示装置的使用状态的温度的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
此外,第117方面的发明,其特征是:具备检测液晶显示装置的使用状态的温度的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
倘采用上述构成,就可以进行比现有例还明亮的显示,而且,可以实现能够防止灰度等级反转的常态黑色的液晶显示装置。
此外,第118方面的发明,其特征是:在上述液晶层的背后一侧,具备反射并向前方一侧射出从上述液晶层的前方一侧入射的光的反射片。
此外,第119方面的发明,其特征是:在上述液晶层的背后一侧,具备反射并向前方一侧射出从上述液晶层的前方一侧入射的光的反射片。
此外,第120方面的发明,其特征是:在上述液晶层的背后一侧,具备反射并向前方一侧射出从上述液晶层的前方一侧入射的光的反射片。
倘采用上述构成,就可以进行比现有例还明亮的显示,而且,可以实现能够防止灰度等级反转的反射式的液晶显示装置。
此外,第121方面的发明,其特征是:在上述液晶层的背后一侧具备光源,来自光源的斜向方向的光,通过液晶层向前方一侧射出。
此外,第122方面的发明,其特征是:在上述液晶层的背后一侧具备光源,来自光源的斜向方向的光,通过液晶层向前方一侧射出。
此外,第123方面的发明,其特征是:在上述液晶层的背后一侧具备光源,来自光源的斜向方向的光,通过液晶层向前方一侧射出。
倘采用上述构成,就可以进行比现有例还明亮的显示,而且,可以实现能够防止灰度等级反转的透过式的液晶显示装置。
此外,第124方面的发明,其特征是:借助于有源矩阵驱动进行显示。
此外,第125方面的发明,其特征是:借助于有源矩阵驱动进行显示。
此外,第126方面的发明,其特征是:借助于有源矩阵驱动进行显示。
倘采用上述构成,就可以进行比现有例还明亮的显示,而且,可以实现能够防止灰度等级反转的有源矩阵式的液晶显示装置。
此外,第127方面的发明,其特征是:借助于单纯矩阵驱动进行显示。
此外,第128方面的发明,其特征是:借助于单纯矩阵驱动进行显示。
此外,第129方面的发明,其特征是:借助于单纯矩阵驱动进行显示。
倘采用上述构成,就可以进行比现有例还明亮的显示,而且,可以实现能够防止灰度等级反转的单纯矩阵式的液晶显示装置。
此外,第130方面的发明,借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置中,
其特征是:进行偏压驱动。
此外,第131方面的发明,其特征是:进行由有源器件矩阵施行的有源驱动。
此外,第132方面的发明,其特征是:上述偏压驱动是相向反转驱动。
此外,第133方面的发明,其特征是:上述偏压驱动是浮置栅极驱动。
此外,第134方面的发明,其特征是:上述偏压驱动是电容耦合驱动。
此外,第135方面的发明,其特征是:上述偏压驱动装置所发生的上述规定的电压是可变的。
此外,第136方面的发明,借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置中,
其特征是:在从规定的观察方向进行观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中,具有存在着比所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级那样的辉度-电压特性。
此外,第137方面的发明,其特征是:把从上述辉度-电压特性中的将变成为比上述所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级的电压值,到辉度等级单调地减少变成为0电平的电压值为止的范围,定为驱动电压范围。
此外,第138方面的发明,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的比上述所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级,在使用温度范围内变成为最高。
此外,第139方面的发明,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的比上述所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级,在大体上室温下变成为最高。
此外,第140方面的发明,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度比液晶显示装置的使用温度范围的上限还高20℃以上。
此外,第141方面的发明,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度,为80℃以上。
此外,第142方面的发明,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的上述辉度等级的峰值,在使用温度范围内变成为最高。
此外,第143方面的发明,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的上述辉度等级的峰值,在大体上室温中变成为最高。
此外,第144方面的发明,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度比液晶显示装置的使用温度范围的上限还高20℃以上。
此外,第145方面的发明,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度,为80℃以上。
此外,第146方面的发明,其特征是:在上述液晶层的厚度为d(微米)、上述液晶层的散射增益为SG的情况下,下式成立。
50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)
此外,第147方面的发明。其特征是:在上述液晶层的厚度为d(微米)、上述液晶层的散射增益为SG、上述液晶层中的液晶材料的复折射各向异性为Δn的情况下,下式成立。
50exp(-1.6Δn·d)<SG<360exp(-1.88Δn·d)
此外,第148方面的发明,其特征是:上述液晶层的散射增益在10以上200以下。
此外,第149方面的发明,其特征是:在液晶显示装置的使用温度的范围内的上述液晶层的散射增益,在10以上200以下。
附图的简单说明
图1是本发明的实施方案A1的液晶显示器件101A的简化剖面图。
图2是用来说明液晶显示器件101A的显示原理的说明图。
图3示出了液晶显示器件的电压·反射率特性。
图4示出了液晶显示器件101A的散射特性。
图5示出了散射增益与对比度的关系。
图6示出了为实现可以容许的对比度所必须的散射增益对面板间隙依赖性。
图7示出了面板间隙与最大对比度的关系。
图8示出了面板对比度与积Δnd的关系。
图9是本发明的实施方案A3的液晶显示器件101B的简化剖面图。
图10是本发明的实施方案A4的液晶显示器件101C的简化剖面图。
图11示出了为实现与红色光有关的可以容许的对比度所必须的散射增益对面板间隙依赖性。
图12示出了与RGB有关的散射增益与粒径的关系。
图13是本发明的实施方案A5的液晶显示器件101D的简化剖面图。
图14示出了为实现最佳的散射增益所必须的RGB的层厚的大小关系。
图15的剖面图示出了实施方案B1的显示器件的构成。
图16的说明图示出了液晶分子的折射率。
图17示出了实施方案B1的显示器件的反射片的构成。
图18的说明图示出了实施方案B1的显示器件的反射光的光路。
图19的说明图示出了实施方案B1的显示器件的反射光的方向等。
图20的剖面图示出了实施方案B2的显示器件的构成。
图21的斜视图示出了实施方案B2的显示器件的透镜覆盖薄膜的构成。
图22示出了实施方案B3的显示器件的反射片的构成。
图23的说明图示出了实施方案B3的显示器件的反射光的光路。
图24的说明图示出了实施方案B3的显示器件的反射光的方向等。
图25的剖面图示出了实施方案B4的显示器件的构成。
图26的说明图示出了实施方案B4的显示器件的反射光的光路。
图27的说明图示出了实施方案B4的显示器件的反射光的光路。
图28的曲线图示出了实施方案B4的显示器件的入射角和出射角的关系。
图29的曲线图示出了实施方案B4的显示器件的入射角和出射角的关系。
图30的剖面图示出了实施方案B5的显示器件的构成。
图31的剖面图示出了实施方案B6的显示器件的构成。
图32的平面图示出了实施方案B7的显示器件的反射片的构成。
图33的剖面图示出了实施方案B7的显示器件的构成。
图34的平面图示出了实施方案B7的显示器件的另外的例子的反射片的构成。
图35示出了实施方案B8的显示器件的透镜覆盖薄膜的构成。
图36示出了实施方案B8的显示器件的反射光的光路。
图37示出了实施方案B9的显示器件的反射片的构成。
图38的说明图示出了实施方案B9的显示器件的反射光的方向等。
图39示出了实施方案B11的显示器件的反射片的构成。
图40的剖面图示出了实施方案B13的显示器件的构成。
图41的剖面图示出了实施方案B14的显示器件的构成。
图42的平面图示出了实施方案B14的显示器件的反射片的构成。
图43的剖面图示出了实施方案B15的显示器件的构成。
图44的说明图示出了实施方案B16的显示器件的反射片的制造工序。
图45的说明图示出了实施方案B17的显示器件的反射片的制造工序。
图46的说明图示出了实施方案B18的显示器件的反射片的制造工序。
图47的说明图示出了实施方案B18的显示器件的反射片的制造工序的另外的例子。
图48的说明图示出了实施方案B19的显示器件的反射片的制造工序。
图49是实施方案C的概要的液晶显示装置301的简化剖面图。
图50是用来说明实施方案C的概要的液晶显示装置301的显示动作的说明图。
图51的曲线图示出了实施方案C的概要的液晶显示装置301的辉度-电压特性。
图52是实施方案C1的液晶显示装置301A的简化剖面图。
图53是实施方案C2的液晶显示装置301B的简化剖面图。
图54的曲线图示出了实施方案C4的液晶显示装置的辉度-电压特性。
图55是在实施方案C6的反射式液晶显示装置中使用的反射片的斜视图。
图56是图7的剖面图。
图57示出了实施方案C7的液晶显示装置的辉度-电压特性的温度变化。
图58示出了实施方案C7的液晶显示装置的辉度变成为峰值的电压的温度变化。
图59的框图示出了实施方案C7的具备温度传感器的液晶显示装置的构成。
图60的框图示出了实施方案C7的具备光传感器的液晶显示装置的构成。
图61示出了实施方案C8的液晶显示装置的辉度变成为峰值的电压的温度变化。
图62示出了实施方案C8的液晶显示装置的辉度变成为峰值的电压的温度变化。
图63示出了实施方案C9的液晶显示装置的辉度-电压特性。
图64示出了现有的散射式显示器件的反射片的构成。
图65示出了现有的另外的散射式显示器件的反射片的构成。
图66的说明图示出了散射式显示器件的显示动作。
图67的说明图示出了散射式显示器件的使用状态。
图68的说明图示出了现有的散射式显示器件的反射光的方向等。
图69的曲线图示出了现有的液晶显示装置的辉度-电压特性。
优选实施方案
根据实施方案具体地说明本发明的内容。
首先,根据附图对本发明的实施方案A进行说明。本实施方案A,是可以采用适当地设定散射增益,或液晶的折射率各向异性的大小与液晶层的厚度之积的办法,实现高辉度化和高对比度化的实施方案。
(实施方案A1)
图1是本发明的实施方案A1的液晶显示器件101的简化剖面图。液晶显示器件101是反射式的液晶显示器件,是常态显示白色模式的液晶显示器件。液晶显示器件101具有阵列基板102、与阵列基板102相向地配置的相向基板103、配置在阵列基板102与相向基板103之间的高分子聚合物分散式液晶层104。阵列基板102和相向基板103是例如由玻璃构成的透明的基板。在该阵列基板102上边形成源极线106、由具有反射性的金属构成的反射象素电极105和作为象素开关器件的薄膜晶体管(TFT)等。反射象素电极105由铝(Al)或铬(Cr)等构成。这些源极线106、反射象素电极105和TFT等,被绝缘膜107覆盖起来。在上述相向基板的内面上,按照顺序,叠层状地形成透明的相向电极109、绝缘膜110。
此外,上述高分子聚合物分散式液晶层104,被作成为向高分子聚合物111中分散进液晶滴112的构造,液晶滴112内的液晶,使用介电系数各向异性为正的液晶。
在这里,高分子聚合物分散式液晶层104,其散射增益SG满足以下的第1式的关系。其中,散射增益SG用SG=(面板辉度/面板照度)×π定义,意味着当散射增益大时,散射性就小,当散射增益小时散射性就大。另外,散射增益使用对于绿色光的散射增益。
50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)…(1)
d是高分子聚合物分散式液晶层104的层厚(以下,叫做面板间隙)。
如上所述,采用把高分子聚合物分散式液晶层104的散射增益设定为使得满足第1式的办法,与现有例比较,就可以实现辉度显著地高对比显著地高的反射式显示器件。另外,虽然散射增益还可以用例如折射率各向异性的大小Δn与面板间隙d之积Δnd或液晶滴的大小等设定,但关于这些将在后边讲述。
此外,采用满足上述第1式的办法就可以得到高辉度、高对比度的,是在液晶层112内的液晶中的在室温下的折射率各向异性的大小Δn大致上为0.25的情况,但即便是在Δn的值(例如大致上在0.15以上0.27以下的那种程度)的情况下,采用设定为满足以下的第1’式的办法,也可以得到高辉度、高对比度。
50exp(-1.6Δn·d)<SG<360exp(-1.88Δn·d)…(1’)
另外,满足上述第1式或第1’式的散射增益的值,在一般的液晶材料、面板间隙等的面板条件中,例如在10℃以上60℃以下的使用温度范围内大致上是10以上200以下左右。
以下,决定边说明本发明的液晶显示器件的动作边讲述上述的理由。
图2是用来说明反射式液晶显示器件的显示动作的说明图。若参看图2说明显示动作,则在电压OFF(切断)时,如图2(a)所示,液晶滴112内的液晶的配向轴相互处于3维随机的方位,为此,面板用液晶与高分子聚合物113之间折射率之差表示散射状态。这时,面板的入射光120将变成为散射光,因而可以得到白色显示。另一方面,在电压ON(接通)时,如图2(b)所示,液晶层112内的液晶大体上配向于面板间隙方向。为此,借助于液晶与周围的高分子聚合物113之间的折射率匹配面板将变成为透明状态。因此入射光120不会受到散射,被反射象素电极反射后作为正反射光122从面板射出。这时,在观察者125的方向上光不射出,面板可以得到黑色显示。
然而,具有上述显示动作的高分子聚合物分散式液晶显示器件的电压·反射率特性示于图3。该图3的特性,是根据本发明人的实验结果得到的。另外,测定条件是入射角θ1=30度、测定角度θ2=15度(参看图2(b))。该测定条件与反射式液晶显示器件的标准的看法是对应的。
由图3可知,随着所加电压的增加,反射率不断上升,在达到峰值后,就将减少。即,反射式的高分子聚合物反射式液晶显示器件,在其电压·反射率特性中存在着峰值反射率。这样的峰值反射率的存在是根据本发明人的实验结果首先发现的。
在这里存在峰值反射率的理由,被认为出于以下的理由。参看图4说明该原理。在图4中,不加电压时(相当于图3的A点)的面板的散射状况用散射方位分布130表示,在反射率变成为最大时(相当于图3的B点)的散射状况用散射方位分布131表示,在加上电压时的情况下(相当于图3的C点)的散射状况用散射方位分布132表示。在常态显示白色模式的高分子聚合物分散式面板的情况下,伴随着电压的施加,散射变弱,入射光在正反射方向上的散射方位分布伸长。这时,从图4的观察者125的位置来看,散射方位分布131的反射率比散射方位分布130的反射率高。此外当进一步施加电压时,则将变成为在大体上正反射方向上收敛的散射方位分布132,观察者125方向的反射率减少。为此,在电压·反射率特性的反射率中产生峰值。本发明人发现:采用着眼于电压·反射率特性使峰值反射率下的辉度等级变成为白色辉度的办法,就是说,采用把辉度等级变成为峰值的电压值和把辉度等级大体上变成为0电平的电压值之间的范围,或辉度从上述峰值开始单调减少的电压值的范围定为驱动电压范围的办法,就可以实现高辉度化和高对比度化。
另外,以往人们不知道在电压·反射率特性中存在着峰值反射率这样的模式。这被认为是由于对于来自斜向方向的入射光,测定在面板正面上进行反射的光来得到电压·反射率特性,再者,在透过式的情况下,散射增益SG被设定为1~2左右,故即便是对于反射式,散射增益也可以使用同等程度的散射增益的模式,为此,不是那种峰值反射率小、可以识别峰值反射率的存在的模式。
在这里,参看图3,对散射增益和电压·反射率特性的关系进行说明。在使用现有的黑色吸收片的反射式的液晶显示器件中,散射增益SG约为1~2左右。一般地说在透过式液晶显示器件中,由于在散射状态(初始状态)中会得到完全散射,故被设定为SG=1左右,在反射式的液晶显示器件中,由于也会得到完全散射,故借助于将之认为是可以实现高辉度和高对比度的器件,使散射增益SG=1左右,这是实际情况。然而,根据本发明人的实验结果,如上所述,在电压·反射率特性中,存在着峰值反射率(相当于峰值辉度),在SG=1的情况下的电压·反射率特性,用图3的线M1表示。因此,在SG=1的现有例中,实际上,存在着辉度等级比不加电压状态(所加电压为0的情况)还大的情况。另外,在SG=1的情况下,即便是液晶分子变成为对于基板垂直状态,对于斜向光来说,由于高分子聚合物与液晶的折射率不同,故反射率将收敛于离开0%相当大的值。即便是这样的状态,由于使用黑色吸收片,由于在黑色电平时将映出黑色吸收片的黑色,故即便是反射率不是0%也可以得到充分的黑色电平。但是,对比度不高。
另一方面,虽然因其它的条件而异,但是在例如面板间隙比较大的情况下,SG=100的情况下的电压·反射率特性,用图3的线M2表示。即,随着电压增加,反射率从初始状态进行了若干上升之后,就不断减小下去,收敛于大体上0%。这被认为是在散射增益大的情况下(即,散射性小的情况下),即便是对于来自斜向的光散射性的变化也小。因此,被认为峰值反射率也将变小。另一方面,由于散射性本来就小,反射率将借助于电压上升而收敛于大体上0%。这样一来,散射增益小也罢过大也罢,都不能得到高辉度和高对比度。为了实现高辉度化和高对比度化,人们认为存在着最佳的散射增益。根据本发明人的实验结果,大约10~20左右的散射增益是最佳值。因此,采用设定为这样的最佳的散射增益的办法,就可以得到图3的线M3表示的特性,就可以实现高辉度化和高对比度化。
另一方面,可以得到规定的对比度的散射增益,与面板间隙有相关关系,为了得到最佳散射增益,必须考虑面板间隙的值。于是,具体地说,为了求得最佳的散射增益,要进行具有各种各样的散射性能的高分子聚合物反射式液晶面板的评价,其结果是,得到图5所示的散射增益和对比度之间的关系。另外,散射增益使用用透过式面板测定的散射增益。此外,对比度用与上述电压·反射率特性的情况下的测定条件(入射角θ1=30度、测定角度θ2=15度)测定的结果。由图5可知,存在着对比度变成为最大的散射增益,而且该散射增益被认为因面板间隙而异。这件事意味着只要把面板间隙设定成某一个值,就将决定用来得到最大对比度的散射增益。在这里,作为本发明的液晶显示器件,理想的是得到最大对比度的70%以上的对比度,结果就变成为求得会得到最大对比度的70%以上的对比度的散射增益的范围。另外,现有例的反射式面板的对比度,通常约为10左右,即便是在大的情况下也是15左右。因此,如果是最大对比度的70%以上,结果就变成为与现有例比较可以实现显著地高的高对比度化。
会得到最大对比度的70%以上的对比度的散射增益的范围,具体地说,用以下的步骤来求。即,在与各个面板间隙d有关的散射增益-对比度特性(在图5中,用参照标号L1表示在d=4.5微米的情况下的特性,用参照标号L2表示在d=7微米的情况下的特性,用参照标号L3表示在d=10微米的情况下的特性)中,采用先求会得到最大对比度的70%的对比度(在图5中,线m1、m2、m3表示在d=4.5微米、7微米、10微米的情况下的最大对比度的70%的线)的散射增益,再按照顺序画出该值的办法,得到了图6所示的面板间隙与散射增益之间的关系。具体地说来,在图6中画出了图5的点A1、A2、A3;B1、B2、B3;C1、C2、C3。接着,再根据图6的面板间隙与散射增益之间的关系,计算最佳的散射增益的的范围。
在这里,图6的线P1表示容许范围上限,线P2表示最佳对比度的范围,线P3表示容许范围下限。因此,根据图6,最佳的散射增益的范围,被认为只要处于线P1与线P3的范围内即可。在这里,如果用函数表示线P1,则为SG=360exp(-0.47d),如果用函数表示线P3,则为SG=50exp(-0.4d)。因此,最佳的散射增益的范围就可以理解为只要满足下式即可:
50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)。
另外,如果用函数表示线P2,则为SG=265exp(-0.5d)。因此若把散射增益设定为SG=265exp(-0.5d),则结果就变成为可以得到该面板间隙中的最大对比度。
此外,根据本发明人的实验,被认为在最大对比度与面板间隙之间,存在着图7所示的关系。根据该图7,面板间隙越小则最大对比度越高。但是,在面板间隙不足3微米的情况下,实际上难于均一地进行制作。另一方面若面板间隙超过了8微米,由于将增加驱动电压,故作为反射式面板是不适宜的。因此,面板间隙d理想的是设定为3微米以上8微米以下。
(比实施方案A1更具体的例子)
对于上述实施方案A1的更为具体的例子进行说明。
用以下的方法制作图1所示的液晶显示器件101。在由玻璃构成的透明基板上边,形成TFT器件、源极线106、由铝构成的反射象素电极105等制作成阵列基板102。这时,把反射象素电极105制作成平坦的镜面反射体。此外,在相向基板103上边,形成透明的相向电极109等。接着。以5微米的面板间隙把上下的基板102、103粘接起来。其次,向基板102、103之间真空注入高分子聚合物分散式液晶材料(商品名:PNM201,大日本墨水(ink)化学工业生产)。然后,向真空注入进高分子聚合物分散式液晶材料的面板照射紫外线使材料聚合制作成高分子聚合物分散式液晶面板。
测定所形成的面板的电压·反射率特性,对面板进行评价。借助于此,得到图3的特性。其次制作多个改变液晶粒径与面板间隙的面板,对散射增益与对比度之间的关系进行评价。借助于此得到图5的特性。另外,这时使用与反射式面板的情况下相同的材料,用透过式面板,另外制作同一粒径同一面板间隙的高分子聚合物分散液晶层,用面板透过光评价散射增益。在这里,用从极角30度方向使光入射进来时的极角15度方向的峰值反射率的值和最大所加电压时的辉度,求对比度。
此外,由图5得到图6所示的最佳的散射增益的范围与面板间隙的关系。这时的最佳范围是可以实现最大对比度的70%以上的范围,根据图5可知,在散射增益SG满足下式时就可以得到高对比度。这时的d(微米)是面板间隙。
50exp(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)
此外,若满足SG=265exp(-0.5d)则可以使对比度变成为最大。具体地说,在面板间隙为4.5微米的情况下,最佳的散射增益存在于10~40左右的范围内。此外在增益为25时对比度最大可以得到约55左右。此外,如图7所示,对比度的最大值因面板间隙而异,如果在3微米以上8微米以下,则可以得到对比度在30以上极其良好的显示。
另外,在上述的例子中,虽然把用来求散射增益的最佳的范围定为最大对比度的70%以上,但是,也可以根据需要,使用例如最大对比度的50%以上等规定的对比度。在最大对比度的50%以上的情况下,散射增益的最佳的范围,与上述70%以上的情况下同样,根据图5,将变成为
37exp(-0.37d)<SG<275exp(-0.31d)或
37exp(-1.48Δn·d)<SG<275exp(-1.24Δn·d)。
另外,在最大对比度的90%的情况下,则将变成为
177exp(-0.52d)<SG<229exp(-0.41d)或
177exp(-2.08Δn·d)<SG<229exp(-1.64Δn·d)。
说得再具体点,例如,在面板间隙为3微米且最大对比度的70%以上的情况下,最佳的散射增益的范围为15以上108以下,最佳的散射增益为80。
(实施方案A2)
实施方案A2的液晶显示器件,具有基本上与实施方案A1大体上同样的构成。但是,其特征是:把液晶滴内的液晶的折射率各向异性的大小Δn与面板d之积Δnd定为0.6微米以上2.2微米以下。即便是采用这样的构成,也可以实现高辉度和高对比度的反射式的高分子聚合物分散式液晶显示器件。
以下,说明其理由。散射增益由液晶的折射率各向异性的大小、面板间隙和液晶滴的粒径等决定。(另外,由于这些参数可以独立地改变,故即便是同一散射增益,参数的组合也存在着许多种。)因此,也可以借助于液晶的折射率各向异性的大小Δn和面板间隙d之积Δnd,来规定散射增益。在这样的想法之下,根据本发明人的实验,得到了图8所示的Δnd与对比度之间的关系。在实施方案A2中,设定为30以上的对比度。在图8中,与30以上的对比度的范围对应的Δnd被认为是0.6微米以上2.2微米以下。因此,借助于使Δnd变成为在0.6微米以上2.2微米以下这样的液晶材料的选择和设定面板间隙,结果就变成为可以实现高辉度和高对比度的反射式的高分子聚合物分散式液晶显示器件。
另外,面板间隙d,根据与实施方案A1同样的理由,理想的是作成为3微米以上8微米以下。此外,液晶的折射率各向异性Δn,理想的是作成为0.15以上0.27以下,液晶滴的粒径,理想的是作成为0.7微米以上2微米以下。另外,面板间隙d、液晶的折射率各向异性Δn和液晶滴的粒径,只要在上述各自的范围内适当选择组合,把Δnd设定在0.6微米以上2.2微米以下即可。在这里,若散射增益为最佳范围,则粒径、Δn和面板间隙的组合,在上述范围内是任意的。
(比实施方案A2更具体的例子)
对上述实施方案A2的更为具体的例子进行说明。
在与实施方案A1大体上同样的构成中,制作多个液晶的折射率各向异性的大小Δn、面板间隙d、和液晶滴的粒径R不同的面板,测定电压·反射率特性。特性使光从极角30度入射,测定极角15度的反射光。由测定结果,可以得到图8所示的面板对比度和积Δnd的相关。由图8可知,对比度对于Δnd具有峰值。此外,在Δnd为0.6微米以上2.2微米以下时,对比度将变成为30以上,因而可以得到良好的显示。这时的液晶的复折射率作成为0.15以上0.27以下。此外,为了把面板间隙作成为3微米以上8微米以下,从散射性的观点来看必须把液晶滴的粒径作成为0.7微米以上2微米以下。液晶的折射率各向异性、面板间隙和粒径的组合,在上述的范围内可以取任意的组合,特别是从减小驱动电压的观点来看,在把面板间隙设定为8微米以下的情况下,液晶滴的粒径必须作成为0.5微米以上2微米以下。
(实施方案A3)
图9是本发明的实施方案A3的液晶显示器件101B的简化剖面图。在本实施方案中,对于与实施方案A1对应的部分赋予同一标号而省略其说明。在本实施方案中,高分子聚合物分散式液晶层104A由高分子聚合物111和2种液晶滴112A、112B构成。液晶滴112A存在于高分子聚合物分散式液晶层104A内部,与实施方案A1的高分子聚合物分散式液晶中的液晶滴112是同样的形状。另一方面,液晶滴112B在基板102、103界面上大体上半球状地存在。液晶滴112B内的液晶,沿着基板102、103配向在大体上一样的方向上,液晶滴112A内的液晶,液晶的配向轴3维地配向在随机的方向上。
另外,在应该形成液晶滴112B的基板102、103上边形成配向膜140、141,要把材料选定为使得对该配向膜140、141浸湿性来说,液晶材料比高分子聚合物材料还大。此外,配向膜140、141借助于研磨进行水平配向处理。
如上述构成那样,采用形成液晶滴112B的办法,减少在基板界面层上的散射,产生使散射增益增大的作用。因此,采用调整液晶滴112B的大小的办法,就可以把面板的散射增益调整到最佳范围内,实现高辉度化和高对比度化,而不必改变液晶组成或液晶滴的粒径等,而且,也不必加大液晶量比率。
另外,配向膜140和配向膜141的研磨方向既可以是同一方向,也可以是彼此不同的方向。但是,如果定为同一方向,则具有进一步减少在基板102、103的各个界面间的散射的效果。此外,面板间隙d要作成为3微米以上8微米以下。这与在实施方案A1中,对于面板间隙d进行限制的理由是一样的。
(比实施方案A3更具体的例子)
对上述实施方案A3的更为具体的例子进行说明。
用以下的方法制作实施方案A3的液晶显示器件101B。首先,在由玻璃构成的透明基板上边,形成TFT器件、源极线106、由铝构成的反射象素电极105等制作成阵列基板102。这时,把反射象素电极105制作成平坦的镜面反射片。此外,在相向基板103上边,形成透明的相向电极109等。其次,在上下的基板102、103上形成了配向膜140、141(商品名:AL5417,日本合成橡胶生产)之后,对配向膜140、141施行研磨处理。研磨处理的方向,要作成为使得在把上下的基板102、103粘贴起来之后变成为互相平行。其次,以5微米的面板间隙把上下的基板102、103粘接起来。其次,向基板102、103之间真空注入高分子聚合物分散式液晶材料(商品名:PNM201,大日本墨水化学工业生产)。然后,向真空注入进高分子聚合物分散式液晶材料的面板照射紫外线使材料聚合制作成高分子聚合物分散式液晶面板。此外,除去不形成配向膜140、141之外与实施方案A3的高分子聚合物分散式面板同样地另外制作一个评价用的高分子聚合物分散式面板。本评价面板的散射增益为30,比不施行研磨处理的情况下的15还大。此外,剥离评价用的面板的基板,用图象处理装置观察界面,得知在界面上已形成了半球状的液晶滴。采用用象这样地施行了研磨处理的基板制作面板的办法,界面的液晶就可以沿着研磨方向大体上均匀地配向,就可以减少在界面处的散射。借助于此,可以任意地调整散射增益,就可以把散射增益设定在能够实现高对比度的例如25附近。
另外在基板上形成的配向膜也可以是上述以外的配向膜,只要是在高分子聚合物/液晶的相分离时液晶滴在基板上边半球状地析出的配向膜就行。这时,只要液晶材料对配向膜的浸湿性比高分子聚合物材料大就可以。此外虽然研磨方向是任意的,但是与上下基板的方向吻合时散射小。这种吻合也可以根据散射度在上下改变方向。
(实施方案A4)
图10是本发明的实施方案A4的液晶显示器件101C的简化剖面图。在本实施方案中,对于与实施方案A1对应的部分赋予同一标号而省略其说明。本实施方案的液晶显示器件101C是具备红色(R)滤色片部分161、绿色(G)滤色片部分162、蓝色(B)滤色片部分163构成的滤色片160的反射式的液晶显示器件。另外,图中165是连接到R用反射象素电极105a上的TFT器件,166是连接到G用反射象素电极105b上的TFT器件,167是连接到B用反射象素电极105c上的TFT器件。此外,164是绝缘层,168是黑色矩阵。此外,104G是高分子聚合物分散式液晶层104之内的G象素区域,104B是高分子聚合物分散式液晶层104之内的B象素区域,104R是高分子聚合物分散式液晶层104之内的R象素区域。
在上述实施方案A1~A3中,虽然是不具备滤色片液晶显示器件,但是在本实施方案中,是具备滤色片160的全彩色显示的液晶显示器件。在这样的全彩色显示的液晶显示器件的情况下,对于散射增益的最佳范围,必须考虑R·G·B中的每一个。这是因为高分子聚合物分散式液晶层的散射特性因波长而异的缘故。于是,在本实施方案中,要作成为求得R·G·B中的每一个的散射增益的最佳范围,并构成为使得R·G·B中的每一个都变成为最佳散射增益以得到高对比度的液晶显示器件。
具体地说,在把高分子聚合物分散式液晶层的厚度定为d(微米),把对高分子聚合物分散式液晶层的绿色光的散射增益之内红色(R)象素区域4R的散射增益定为SGr,把绿色(G)象素区域4G的散射增益定为SGg,把蓝色(B)象素区域4B的散射增益定为SGb的情况下,
在G象素区域104G中,满足下式:
50exp(-0.4d)<SGg<360exp(-0.47d)…(2)
在B象素区域104B中,满足下式:
50exp(-0.4d)<SGb<360exp(-0.47d)…(3)
在R象素区域104R中,满足下式:
40exp(-0.3d)<SGr<650exp(-0.4d)…(4)
上述的范围是可以实现最大对比度的70%以上的散射增益的最佳范围。以下,对其理由进行说明。首先,在G象素区域104G中散射增益的最佳范围,将从上述实施方案A1的第1式,变成为上述第2式的范围。
在B象素区域104B中,散射增益的最佳范围,严密地说与G象素区域104G的散射增益的最佳范围不同。但是,根据本发明的实验结果,即便是在B象素区域104B中,在与G象素区域104G同样的上述第3式的范围内也变成为充分的最佳值。
在R象素区域104R中,从示出了散射增益与面板间隙之间的关系的图11,作为最佳范围求得上述第4式。另外,图11是用与上述实施方案A1同样的方法求得的,是与图6对应的图。
因此,采用把各个象素区域104R、104G、104B设定为满足上述第2式~第4式的范围的散射增益的办法,结果就变成为可以得到高对比度的全彩色显示的反射式液晶显示器件。
此外,在本实施方案中,若设R象素区域104R的液晶滴112R的粒径为rR、设G象素区域104G的液晶滴112G的粒径为rG、设B象素区域104B的液晶滴112B的粒径为rB,则满足rR>rG>rB。倘采用这样的构成,满足上述第2式~第4式的液晶显示器件的制造将变得容易起来。以下,讲述其理由。
大家知道:RGB的液晶滴的粒径和散射增益,在面板间隙和折射率各向异性的大小相同的情况下,具有图12所示的关系。在这里,例如想象把R象素区域104R的散射增益设为N1(N1是上述第4式的范围内的值)、把G象素区域104G的散射增益设为N2(N2是上述第2式的范围内的值)、把B象素区域104B的散射增益设为N3(N3是上述第3式的范围内的值)的情况。在这种情况下,粒径rR可以是rR1和rR2中的任何一个,同样地对于粒径rG来说也可以是rG1和rG2中的任何一个,此外,同样地对于粒径rB来说也可以是rB1和rB2中的任何一个。因此,作为满足上述第2式~第4式的液晶显示器件,RGB的液晶滴的大小,多种的组合是可能的。其中,在构成为rR>rG>rB的情况(例如,rR2>rG2>rB2的情况)下,与其它的组合比较起来容易制造。就是说,只要从滤色片160一侧照射紫外线即可。这样的话,归因于滤色片160,紫外线的强度以R滤色片部分161、G滤色片部分162、B滤色片部分163的顺序减弱,得以把液晶层形成为使得满足rR>rG>rB的缘故。在上述以外的组合的情况下,例如,就需要通过掩模分别单独地向RGB照射紫外线等的方法,制造是麻烦的。
(比实施方案A4更具体的例子)
对上述实施方案A4的更为具体的例子进行说明。
用以下的方法制作图10所示的液晶显示器件101C。即,除去在相向一侧的相向基板103上形成滤色片160之外,用基本上与实施方案A1同样的方法进行制作。
接着,用与实施方案A1同样的手法,解析对RGB的各自的象素区域可以得到高对比度的最佳散射增益的范围与面板间隙的关系。这时的最佳范围定为可以实现最大对比度的70%以上的范围。其结果是,如上所述,得知:
在G象素区域104G中,在满足
50exp(-0.4d)<SGg<360exp(-0.47d)…(2)
时就可以得到高对比度。
此外,得知:在B象素区域104B中,在满足
50exp(-0.4d)<SGb<360exp(-0.47d)…(3)
就可以得到高对比度。
此外,得知:在R象素区域104R中,可以得到图12所示的特性,借助于此,在满足:
40exp(-0.3d)<SGr<650exp(-0.4d)…(4)
时就可以得到高对比度。这时,在SGr=100exp(-0.27d)时,对比度将变成为最大。
另外,与实施方案A1一样,在G象素区域104G中,在SGg=265exp(-0.5d)时对比度将变成为最大,在B象素区域104B中,在SGb=265exp(-0.5d)时对比度将变成为最大。
此外,这时采用用RGB改变液晶滴的粒径的办法,进行增益的最佳化。具体地说,若设R象素区域104R的液晶滴的粒径为rR、设G象素区域104G的液晶滴的粒径为rG、设B象素区域104B的液晶滴的粒径为rB,则要把RGB各个象素区域的液晶滴形成为使得满足rR>rG>rB。另外RGB光的波长B大体上对应于430nm、G大体上对应于540nm、R大体上对应于620nm。
(实施方案A5)
图13是本发明的实施方案A5的液晶显示器件101D的简化剖面图。在本实施方案中,对于与实施方案1对应的部分赋予同一标号而省略其说明。本实施方案,与上述实施方案A4同样,是全彩色显示的反射式液晶显示器件。另外,在本实施方案中,使用树脂薄膜103a取代由玻璃构成的相向基板103。
在本实施方案中,在把液晶层构成为使得对于每一个象素区域都不同这一点上,与实施方案A4不一样。因此,把单元厚度构成为使得各个RGB象素区域的每一个区域的散射增益都变成为与RGB对应的最佳范围。
具体地说,在把分别与R象素区域104R、G象素区域104G和B象素区域104B对应的层厚设定为层厚dR、层厚dG和层厚dB(单位微米),把对高分子聚合物分散式液晶层的绿色光的散射增益内,红色(R)象素区域4R的散射增益定为SGr,把绿色(G)象素区域4G的散射增益定为SGg,把蓝色(B)象素区域4B的散射增益定为SGb的情况下,
在G象素区域104G中,满足下式:
50exp(-0.4dG)<SGg<360exp(-0.47d)…(5)
在B象素区域104B中,满足下式:
50exp(-0.4dB)<SGb<360exp(-0.47dB)…(6)
在R象素区域104R中,满足下式:
40exp(-0.3dR)<SGr<650exp(-0.4dR)…(7)
上述的范围,是可以实现最大对比度的70%以上的散射增益的最佳范围。采用象这样地使高分子聚合物分散式液晶层104之内R象素区域、G象素区域和B象素区域的各自的层厚不同的办法,就可以得到高对比度的全彩色显示的反射式液晶显示器件。
此外,在本实施方案中,各个层厚dR、dG、dB满足dR>dG>dB。倘采用这样的构成,则可以得到在最佳范围内实现同一散射增益的液晶显示器件。这是因为与各个RGB有关的层厚和散射增益,具有图14所示的关系。由该图14可知,为了使RGB中的每一个都得到同一散射增益,只要满足dR>dG>dB即可。因此,在本实施方案中,采用满足上述第5式~第7式,而且,满足dR>dG>dB的办法,结果就变成为除去可以得到高对比度的显示之外,还可以得到在RGB的各个象素间大体上均一的显示对比度。
另外,在上述的例子中,虽然为要作成为在各个象素间可以得到均一的显示对比度,被构成为使得满足dR>dG>dB,但是本发明并不限定于此,只要满足上述第5式~第7式,且对于RGB每一个象素都可以个别地改变层厚,则就可以任意地控制RGB的各个象素的对比度。
(比实施方案A5更具体的例子)
对上述实施方案A5的更为具体的例子进行说明。
用以下的方法制作图13所示的液晶显示器件101D。在具有反射象素电极105a、105b、105c的阵列基板102上边形成滤色片60。其次向具有与RGB象素对应的凹凸的玻璃基板(未画出来)上涂敷剥离剂,与上述阵列基板102粘贴起来。其次,向基板间注入高分子聚合物分散式液晶材料,用紫外线聚合法形成高分子聚合物分散式液晶面板。其次,在剥离剂的部位处剥离上述玻璃基板。这时,在高分子聚合物分散式液晶层104上,与玻璃基板的凹凸对应地形成对于每一个RGB象素都不同的层厚。这时,要形成为使得满足层厚dB>层厚dG>层厚dR。具体地说,层厚dB作成为7微米、层厚dG作成为4微米、层厚dR作成为3微米。其次,向高分子聚合物分散式液晶层104上边涂敷绝缘膜110,叠层具有相向电极109的树脂薄膜基板103a,作成为高分子聚合物分散式液晶显示器件。这时,对比度在RGB的各个象素中可以得到20~25、可以得到大体上均一的显示对比度。
采用象上述那样地个别地改变RGB的层厚的办法,就可以任意地控制RGB的象素的对比度。此外,采用把树脂薄膜基板103a作为相向基板使用的办法,就可以实现轻重量化。在上述的例子中虽然使用的是具有凹凸的玻璃基板,但也可以在形成了平坦的高分子聚合物分散式液晶层之后用具有凹凸的模具对之进行推压。
(实施方案A的补充说明)
在上述各个实施方案中,虽然使用的是对于绿色光的散射增益,但是并不限于此,也可以使用对于白色光的散射增益。即便是使用对于白色光或绿色光中的不论哪一种的散射增益,上述第1式~第7式的值也大体上是一样的。这是因为由于人对于白色光的灵敏度大体上决定于绿色成分的强度,故对于白色光的散射增益与对于绿色光的散射增益,被认为大体上没有什么差别的缘故。
此外,本发明的液晶显示器件并不限定于液晶滴在高分子聚合物中大体上独立地存在的形状,也可以是一部分彼此连接起来的形状。此外,也可以是液晶被3维聚合物网络夹持起来的构造。高分子聚合物分散式液晶层只要是使用介电系数各向异性为正的液晶的通常模式的散射显示模式的,什么材料都行。作为反射层的反射象素电极即便是氧化铝以外也行,使用铬等也行,即便是设置有导电层的介电多层膜反射片也可以。再有,反射象素电极既可以是平坦状的,也可以是已形成有衍射光栅或锯齿形状等的微细构造。当具有这样的构造时,则具有抑制周围光的映入的效果。此外,在上述实施方案A1~A3中,虽然在与源极线等同一平面上边制作反射象素电极,但是,这也可以在已叠层上钝化层的上边形成反射象素电极。这时,采用在源极和栅极上边也中间存在着钝化层地制作上反射象素电极的办法,提高象素开口率,具有高辉度化的效果。
(实施方案B1)
根据图15~图19说明本发明的实施方案B1的散射式显示器件。该显示器件,如图15所示,被构成为分别在已形成了透明电极221a、222a的一对基板221、222之间,设置作为散射透过装置的高分子聚合物223和液晶224的复合体层225。此外,在基板222的外方一侧,设置有作为反射装置的反射片226。
作为上述基板221、222,可以使用由玻璃或树脂构成的基板。此外,作为复合体层225,例如可以使用高分子聚合物分散式液晶或聚合物网络式液晶。前者是使液晶大体上球状地分散并保持在聚合物中的复合体层(也可以是使一部分的液晶进行连结的复合体层),后者是使液保持在网眼状的聚合物网络中的所谓的构造连续体网眼构造的复合体层。另外,在图15中示出的是使用高分子聚合物分散式液晶的情况下的例子。其中,上述液晶224中的液晶分子,被设定为使得,例如如图16所示,长轴方向的折射率ne与高分子聚合物223的折射率np相等,短轴方向的折射率n0与实施折射率np不同。此外,当在上述透明电极221a、222a间加上电压时,液晶分子变成为使得长轴方向朝向电力线的方向。
在反射片226的表面上,如图17所示,以在显示画面中的上下方向上长的大致上条带状,形成左右方向的曲率比上下方向的曲率大的凸部,使得也作为各向异性散射装置起作用。就是说,在象现有的显示器件那样地把反射片226’的反射面形成为镜面的情况下,相对于如图18(a)所示使入射光进行正反射,在本实施方案的反射片226的情况下,则如图18(b)所示,变成为使得具有各向异性地进行散射,以便进行某种程度地漫反射,而且反射光的散射程度在显示画面的左右方向比上下方向大。
在上述那样地构成的显示器件中,在未给透明电极221a、222a间加上电压的情况下,液晶224中的液晶分子的长轴方向分别朝向随机的方向。于是,入射到复合体层225上的光每当通过高分子聚合物223和液晶224之间的界面时就向各种方向折射。就是说,由于折射率的不匹配将产生散射,不论从什么方向看,显示画面都将进行看起来白浊的亮显示(白色显示)。而且,由于向复合体层225的反射片226一侧散射的光,也被反射片226反射参与显示,故得以进行高辉度的显示。
另一方面,当给透明电极221a、222a间加上规定的电压时,液晶224中的液晶分子的长轴方向就分别朝向沿着电力线的方向。于是,由于向复合体层225入射的光的入射方向上的高分子聚合物223和液晶224之间的折射率变成为大体上相等,故入射到复合体层225上的光透过而不散射(透过状态),如上所述那样被反射片226具有各向异性那样地进行漫反射,再次透过复合体层225。为此,如图19所示,从用位置P表示的方向(显示画面的斜前方)照射的光源光(外光),就象在同图中用R表示的那样,主要在显示画面的左右方向上扩展的方向上进行漫反射。因此,在显示图象的通常的观察范围(区域Q)内光源光的反射光不进入视野可以确实地进行暗显示(黑色显示)。此外,即便是在从超越上述区域Q的范围来观看,由于光源光的反射光归因于散射而使辉度降低下来,故不会产生灰度等级反转,此外对比度的降低也被压低,显示方面的不调和感减轻。
采用对每一个象素都进行上述那样的因加往透明电极221a、222a间的电压的有无而产生的散射状态和透过状态之间的切换的办法,就可以显示位映象图象。
另外,虽然实际上本显示器件的驱动使用TFT(薄膜晶体管),但驱动方式并不限于此,例如,若使用把加上某种程度的低电压的情况当作白色显示来进行灰度系数调整的加偏压驱动方法,则可以得到更为良好的对比度。
另外,反射片226的表面形状,如上所述,不限于已形成了大致上条带状的凸部226a的形状,也可以是在纵方向上形成了长的长圆状的凸部等的形状。此外,也可以是在纵方向上形成了龟裂的形状或形成了半圆锥的凸部的形状。就是说,若形成为使得具有各向异性地进行散射,以便使反射光的散射程度例如变成为在显示画面的左右方向上比上下方向还大,就可以得到同样的效果。
此外,也可以把反射片作成为平板,在液晶面板中形成衍射光栅等。在这里,作为衍射光栅,采用使用具有在显示画面的上下方向上形成的具有1维各向异性的衍射光栅而不是使用具有2维各向同性的衍射光栅的办法,由于将在左右方向上产生衍射,故可以与上述的情况下同样地得到各向异性散射效果。另外,上述那样的衍射光栅既可以在上面基板附近形成,也可以在背面基板附近形成。此外,还可以用光刻胶在基板上边形成。
(实施方案B2)
根据图20、图21,对本发明的实施方案B2的散射式显示器件进行说明。另外,以下对于具有与上述实施方案B1等别的实施方案同样的功能的构成要素,赋予同一标号而省略说明。
本显示器件,如图20所示,其构成为在基板221的表面上设置作为各向异性透过装置的透镜覆盖薄膜237。该透镜覆盖薄膜237,如图21所示,在显示画面中的上下方向的厚度均一,且在左右方向上形成有作为凸透镜起作用的双凸透镜。此外,反射片236的反射面形成得很平坦,另外,也可以用反射性的材料形成透明电极222a来取代设置反射片236。
采用象上述那样地构成的办法,在复合体层225为透过状态的情况下,入射到显示器件上的光源光的反射光的显示画面的上下方向的光路,虽然将变成为正反射的光路,但是左右方向是光路,则归因于透镜覆盖薄膜237的作为透镜的作用具有扩展地进行扩散。为此,与实施方案B1的显示器件同样,在显示画面的通常的范围内,光源光的反射光不进入视野,可以确实地进行暗显示(黑色显示)的同时,即便是在从更宽的范围观看的情况下,也可以抑制灰度等级反转或对比度的大幅度地降低。
另外,透镜覆盖薄膜237不限于上述那样地形成双凸透镜的透镜覆盖薄膜,也可以是与实施方案B1的反射片226a同样以在显示画面的上下方向上长的大致上的条带形状,形成左右方向的曲率比上下方向的曲率大的凸部的透镜覆盖薄膜。
(实施方案B3)
根据图22~图24,对本发明的实施方案B3的散射式显示器件进行说明。
该显示器件,与上述实施方案B1的显示器件仅仅反射片的形状不同。就是说,作为反射装置和出射角变更装置的反射片246,如图22所示,剖面A-A的剖面形状为锯齿状,而且表面的主倾斜的法线方向被形成为向显示画面的下方倾斜。
采用设置上述那样的反射片246的办法,如图23所示,在复合体层225为透过状态的情况下,比起从显示画面的上方一侧向显示器件入射的光源光的入射角α来,出射角β更大。因此,如在图24中用位置R表示的那样,光源光的反射光,向着比反射片是平坦的情况下的正反射方向更往下方,就是说,向着离显示画面的通常的观看范围相当远的方向反射,不进入视野,可以确实地进行暗显示(黑色显示)。
再有,采用加大反射片246的倾斜角度的办法,就可以使反射光封闭在基板内部,借助于此,就可以使反射光几乎或完全不射出。就是说,在透过状态中,在出射角度大的情况下,特别是当变得比全反射角还大时,光就不可能射出。在象这样地产生了全反射的情况下,由于没有出射光,故虽然不存在对于面板的出射角这样的角度,但是,如后边要讲的图27所示,由于在面板内部,从对基板222的法线的角度为γ的方向向反射片246入射,向对上述法线的角度为δ的方向反射,故也可以把这些角度γ、δ看作是实质上的入射角或出射角。这样一来,采用对反射片246形成上述那样的倾斜的办法,上述出射角δ将变得比入射角γ大。为此,当上述出射角δ变得比全反射角还大时,光就会被基板221、222全反射,在基板中进行传播。这时的光,不会漏到外边来。该被封闭起来的光,在例如邻接的象素处于散射状态的情况下,则被该散射状态的象素反射射出。这在增加显示的亮度方面效果非常高。此外,在在周边不存在散射状态的象素的情况下,在反复进行的多次反射之后,因被黑色矩阵或滤色片等衰减而最终消失。也会有一部分的光达到液晶器件的端面,使端面发光,但可以采用用框体把该端面遮盖起来的办来解决。
另外,反射片246的表面形状,如上所述不限于锯齿状,只要形成为使得向在比起从显示画面的上方一侧向显示器件入射的光源光的入射角α来,出射角β大的方向反射即可。
(实施方案B4)
对于与上述实施方案B3的散射式显示器件类似的构成的显示器件,对于锯齿状的倾斜角更为详细地进行说明。另外,在图25等中,为了方便起见,夸张地模式性地画出了倾斜角。
在该显示器件中,如图25所示,反射片246被设置在覆盖在基板222(阵列基板)的复合体层225一侧,就是说在基板222上边形成的源极线247a等的绝缘层248上边,使得可以压低视差。此外,在基板221(相向基板)与透明电极221a(相向电极)之间,设置滤色片221b。上述反射片246,在锯齿光刻胶246a上边形成有兼做象素电极的反射层46b。上述反射片246上的锯齿形状的重复节距,被设定为例如2微米以上100微米以下。另外,一般的说,要形成得比2微米还小,则在易于产生边缘不标准等的加工精度这一点上是困难的,而若比100微米还大则锯齿形状的台阶变大,会降低面板间隙(复合体层225的厚度)的均一性,故变得易于产生显示不均匀。
如图26或图27所示,该显示器件中,以入射角α入射到该显示器件上的光源光,就象在上述实施方案B3中说明的那样,或者是以出射角β射出或者是被封闭在基板221与基板222之间。说得更详细点,光源光被基板221折射后,从对基板222的法线的角度为γ的方向向反射片246入射,向对上述法线的角度为δ(设把反射片246的倾斜角定为θ,则δ=2θ+γ)的方向反射。上述反射光再被基板221折射后,以出射角β(β>α)出射(图26),或在反射片246的倾斜角θ比较大,角度δ比基板221的全反射角还大的情况下,被基板221全反射,再次被反射片246反射,以更深的角度,在基板221与反射片246之间进行传播,并被封闭在基板221与基板222之间(图27)。(另外,在图26和图27中,为方便起见,省略地画出了绝缘层248等)。
根据图28和图29,更为详细地说明上述入射角α、出射角β和反射片246的倾斜角θ的关系。其中,图28对每一个反射片246的倾斜角θ示出了入射角α与出射角β之间的关系,图29对于每一个入射角α示出了倾斜角θ与出射角β的关系。
在这里,这种显示器件作成为使得通常光源光的入射角α大约为30度左右来使用。所以,由同图可知,采用把倾斜角θ设定为大约5度以上的办法就可以使得反射光的出射角β变成为大约50度以上,就可以得到视场角广阔、具有辉度和对比度高的良好的显示特性的显示器件。
此外,在把倾斜角θ设定为15度的情况下,对于入射角α为30度的光源光反射光的出射角β变成为大约80度。就是说,在从极角为80度的方向观看的情况下,光源光的反射光由于会进入视野,故将产生灰度等级反转,但这样的观看方向与通常的观看方向离开得很远,在实际使用上不会成为问题。另一方面,在从极角为30度的方向观看的情况下,象反射片为平坦的情况下那样,由于反射光不会进入视野,故不会产生灰度等级反转,可以得到没有晃眼感的良好的图象品质的显示。
此外,在把倾斜角θ设定为15度以上的情况下,对于入射角α为0度以上的任何入射光,也可以使出射角β变成为大约50度以上,即便是把倾斜角θ设定为10度的情况下,也可以使出射角β变成为大约30度以上。
因此,为了作成为使得光源光的反射光难于进入视野,就要把反射片246的倾斜角θ设定为5度以上,更为理想地说,设定为10度以上是理想的。
再有,在把倾斜角θ设定为例如18度以上的情况下,大约以30度的入射角α入射进来的光源光的反射光,计算上的出射角β,如在图28和图29中用2点锁线所示,将变成为90度以上,如上述图27所示,将被基板221全反射,封闭在在基板221与基板222之间。这样的出射光的封闭,倾斜角θ越大,则即便是对于入射角α更小的入射光也可以产生。
如上所述,虽然反射片246的倾斜角θ越大,出射角β就越大,或越可以作成为进行全反射使得光源光的反射光难于进入视野,但是,另一方面,由被反射片246上的锯齿形状的边缘部分(大体上垂直的部分或倾斜陡峻的部分)反射的光所产生的散射光的影响也变得越大,除此之外,还存在着降低对比度的危险。为此,为了防止上述那样的散射光所带来的对比度的降低,理想的是把倾斜角θ设定在30度以下,更为理想的是设定在25度以下,更进一步理想的是设定在15度以下。另外,为了减少上述那样的散射光,也可以作成为使得锯齿形状的边缘部分吸收入射光,或者在边缘部分上不形成反射层46b,使入射光透过后绕进到反射片246的背面一侧。
如上所述,为了作成为使得光源光的反射光难于进入视野,而且防止因散射光而产生的对比度的降低,理想的是把反射片246的倾斜角θ设定在5度以上30度以下,更为理想的是设定为5度以上15度以下,在该范围内,只要根据所希望的光源光的反射方向,即根据视场角特性等进行设定即可。
(实施方案B5)
说明被构成为反射层246b兼做相向电极而不是象上述实施方案B4那样兼做象素电极的显示器件的例子。
在该显示器件中,如图30所示,作为相向基板265,可以使用向锯齿状薄膜基板265a上边蒸镀兼做相向电极的反射层265b的相向基板。此外,在阵列基板267上,形成在与上述透明象素电极268大体上对应的区域上设置的滤色片269、和源极线247a等。
在上述相向基板265的锯齿状薄膜基板265a上,形成具有倾斜角θ为10度的倾斜面的锯齿形状。另外,倾斜角θ的大小,并不限于10度,如在实施方案B4中说明的那样,可以根据所希望的视场角特性等进行设定,例如,采用设定为5度以上30度以下的办法,就可以实现视场角扩大与辉度提高两者兼有。上述那样的锯齿状薄膜基板265a,虽然经后边要讲的实施方案B18、B19那样地处理,可以容易地形成,但是并不限于此,也可以使用可以形成锯齿形状的凹凸的种种的方法。
在象上述那样地构成的显示器件中,例如以30度的入射角入射进来的光的出射角大约为62度。因此,与在上述实施方案B4中说明的情况一样,在从通常的观看范围(例如极角为5度以内的方向)观看的情况下,由于光源光的反射光不会进入视野,故不会产生灰度等级反转,可以得到良好的图象品质的显示。而且,由于把薄膜基板用做相向基板265,故也可以容易地实现显示器件的轻重量化。
另外,在上述的例子中,虽然示出的是在阵列基板267一侧形成滤色片269的例子,但是,也可以在相向基板一侧形成。此外,滤色片269不仅在与透明象素电极268大体上对应的区域内形成,也可以在红、绿、蓝的象素区域内形成,也可以在透明象素电极268以外的区域内形成。
此外,如上所述那样,用相向基板265反射入射光的构成,也可以应用于实施方案B1等。
(实施方案B6)
说明在与上述各实施方案同样的散射式显示器件中,把锯齿形状等形成为使得其节距变成为随机的例子。
在该显示器件中,例如如图31所示,把在反射片246上形成的锯齿形状的节距,随机地(邻近的锯齿形状的节距大致上彼此不同地)设定在5微米以上20微米以下的范围内。此外,把各个锯齿形状的倾斜角度设定为15度。
采用象这样地构成的办法,与上述实施方案B3等同样,由于采用增大反射光的出射角的办法,除去可以防止灰度等级反转的效果外,还可以抑制被反射片246反射的光的衍射,故可以防止图象品质的降低。为得到上述那样的衍射抑制效果,理想的是把上述锯齿形状的节距设定为5微米以上100微米以下,对于一般地说节距越小(越接近于光的波长)越易于产生衍射来说,对于这样的衍射的抑制,可以得到特别大的效果。就是说,即便是在节距被设定得小的情况下,也可以显示图象品质良好的图象。另外,在节距大的情况下,虽然将变得难于产生衍射本身,但当变成为100微米左右时,由于节距变成为目视等级,故图象品质动辄劣化。此外,由于象素的大小通常为100微米以下,故在节距大于100微米的情况下,变成为还易于招致析象清晰度的降低。再有,在节距大的情况下,由于锯齿形状的台阶变大,降低面板间隙(复合体层225的厚度)的均一性,故变得易于产生显示不均匀。此外,出于同样的理由,节距的范围(最大节距与最小节距之差)希望在30微米以下,更为理想的是在20微米以下。
另外,锯齿形状的倾斜角不限于15度,例如,也可以在5度~30度的范围内进行种种的设定。此外也可以随机地设定该倾斜角,就是说,把倾斜角设定为使得对于每一个锯齿形状都不同。更为具体地说,例如也可以把倾斜角分布作成为5度:5%,10度:40%,15度:40%,20度:50%等。就是说,虽然当倾斜角小时观看范围会变窄,但从视场角方向(例如15度方向)看的白色辉度却将增高。另一方面,当视场角大时,观看范围虽然宽广,但15度方向的白色辉度将降低。于是,采用设置倾斜角不同的部位的办法,就可以任意地调整观看范围和白色辉度。
(实施方案B7)
对与上述实施方案B3同样增大光源光的出射角的同时,还使之在显示画面的左右方向上也进行散射的显示器件的例子,进行说明。
设置在该显示器件上的反射片249,如图32和图33所示,其构成为在从与显示画面垂直的方向上看的形状为扇形、半圆形状、或部分圆形形状,且表面大体上为球面状(就是说,部分球状)或部分椭圆体状等的凸光刻胶249a上边,形成反射层249b。上述凸光刻胶249a,高度为2微米,在被源极线247a和栅极线247b围起来的每一个象素区域内,以显示画面中的上下方向的节距为40微米密集地配置多个。此外,在上述凸光刻胶249a中的图33所示的剖面处的倾斜角度被设定为5度以上30度以下那种程度的角度。
采用象这样地构成的办法,在各个凸光刻胶249a的形状中的大体上对称面(图32的A-A剖面面)内的具有光路的入射光,有上述实施方案B3等同样,由于以比入射角还大的出射角向显示画面下方一侧出射,故可以防止例如从在图33中用箭头P表示的方向观看时的灰度等级反转。此外,在上述对称面内没有光路或方向的入射光,大致上在显示画面的下方的一侧的方向上而且在向左右发散的方向上出射。因此,即便是在从上述箭头P以外的方向观看时,由于也可以压低反射光量,故仍可以减轻灰度等级反转,因此,可以得到更为广阔的视场角。
另外,凸光刻胶249a也可以随机配置而无须象上述那样整齐地配置。
此外,凸光刻胶249a的形状,不象上述那样地限定于部分球状,例如,如图34所示,也可以作成为象上述实施方案B1(图17)的凸部226a所示的那样的大体上纺锤体或椭圆体的一部分中的显示画面的下方一侧部分的形状。在这种情况下,可以使反射光向大致上显示画面的下方一侧而且在左右方向上散射得多的方向上射出。
(实施方案B8)
根据图35、图36,对本发明的实施方案B8的散射式显示器件进行说明。
该显示器件,与上述实施方案B2的显示器件仅仅透镜覆盖薄膜的剖面形状不同。就是说,作为折射透过装置的透镜覆盖薄膜257,如图35所示,剖面A-A的剖面形状被形成为仅仅使得凸透镜或圆柱透镜的上半部分并排起来形成的形状。
采用象上述那样地设置透镜覆盖薄膜257的办法,如图36所示,与实施方案B3的显示器件同样,在复合体层225为透过状态的情况下,出射角β的方向变成为比入射到显示器件上的光源光的入射角α还大,由于光源光的反射光或者是向偏离开显示图象的观看范围的方向反射,或者是完全不被反射,不进入视野,故可以确实地进行暗显示(黑色显示)。
另外,透镜覆盖薄膜257的剖面形状,不象上述那样地限定于半凸透镜形状,只要形成为棱镜等使得向出射角β的方向变成为比从显示画面的上方一侧入射到显示器件上的光源光的入射角α还大的方向折射就行。
(实施方案B9)
根据图37、图38,对本发明的实施方案B9的散射式显示器件进行说明。
该显示器件,与上述实施方案B1的显示器件仅仅反射片不同。作为反射装置和出射角变更装置的反射片266,具有图37所示的反光镜构造,变成为从不论哪个方向入射进来的光,都分别向与其入射方向相同的方向上反射。
采用使用上述那样的反射片266的办法,如图38所示,在复合体层225为透过状态的情况下,从用位置P表示的方向入射进来的光源光,向本身为同一方向的用位置R表示的方向反射。因此,在显示画面的观看范围内光源光不会进入视野。就是说,由于只要不是非常特殊的使用条件,光源光就不会位于观看方向上,(若光源处于这样的位置上则会出现观察者的影子),光源光的反射光就不会进入视野,因而可以确实地进行暗显示(黑色显示)。
另外,作为反射片266,既可以是使用全反射的反射片,也可以是形成了金属膜的反射层的反射片。此外即便不是具有严密的反光镜构造的反射片,只要具有向大致上与反射方向相同的方向反射的特性的反射片就可以。
(实施方案B10)
即便是使用在散射性中不具有各向异性的作为衰减装置的扩散薄膜来取代实施方案B2的透镜覆盖薄膜237,采用把其透过率设定为规定的大小的办法,也可以减少光源光的反射光量,可以把显示图象中的对比度的降低抑制得低。在这里,把上述透过率定义为对于入射进来的光的总量的、从该总量中减去返回到光源一侧的半球区域的方向的光总量的结果的比率。
采用把上述透过率设定为95%以下的办法,已经确认可以减少来自复合体层225为透过状态的情况下的反射片236的光源光的正反射光量,可以抑制显示图象的对比度的降低。但是,当透过率变成为50%以下时,由于被扩散薄膜的前面散射反射而进入视野的光的量增加,显示图象的对比度反而会降低。于是,采用把透过率设定为50%~95%,理想的是设定为70%~95%的办法,就可以得到良好的对比度。此外,出于与上述透过率过小的情况下同样的理由,扩散薄膜的扩散强度低是理想的。
上述那样的扩散薄膜,由于不能象实施方案B2的透镜覆盖薄膜237那样地进行严密的光学设计,故视场角特性会有若干劣化,但是在实用上其效果已充分地得到确认。而且,由于扩散薄膜比透镜覆盖薄膜237等便宜,故在可以抑制造价的增大的同时,还可以提高显示器件的显示特性。
(实施方案B11)
也可以用图39所示的那种反射装置和作为衰减装置的半反射镜276~278来取代实施方案B1的反射片226。
图39(a)、(b)的半反射镜276、277分别构成为在黑色基板276a或透明基板277a随便形成具有反射性和透过性的反射膜276b、277b。此外,图39(c)的半反射镜278被构成为使透明基板278a、平坦的反射膜278b和具有倾斜的反射膜278c进行叠层。
若使用上述半反射镜276,由于其反射率低,故虽然在复合体层225为散射状态时进行亮显示(白色显示)的情况下的辉度会降低(但是,比起现有的未设置反射片的显示器件来仍可以得到高的辉度),但由于在复合体层225为透过状态时进行暗显示(黑色显示)的情况下的光源光的正反射光的光量也将减少,故仍可以提高对比度。
更为详细地说,例如在把半反射镜276的反射率定为50%,把光源光的光量定为1时的亮显示的情况下的显示光量和暗显示的情况下的正反射光量,将变成为下述(表1)那样。
就是说,在亮显示的情况下,入射光量的1/2被复合体层225反射散射到表面一侧后出射的同时,剩下的向半反射镜276一侧散射透过的光量之内,又有50%(1/2×1/2=1/4)被半反射镜276反射射出。因此,合计起来1/2+1/4=3/4将变成为显示光量。另外在现有的不具有反射片的显示器件中,仅仅是向上述表面一侧散射反射的光量,显示光量为1/2,在具有反射率为100%的反射片的显示器件中,由于上述散射透过的光量全部被反射射出,故显示光量将变成为1/2+1/2=1。
此外,在暗显示的情况下,在光源光对于显示画面从斜向方向入射进来的情况下,正反射光量相应于该入射光的偏振方向而不同。首先,对于垂直于显示画面的方向的偏振成分(液晶分子的长轴方向的偏振成分)来说,液晶分子的折射率将变成为长轴方向的折射率ne与短轴方向的折射率n0之间的折射率,故入射光某种程度地被散射。如果把该被散射的比率定为α,把透过而不散射的比率定为1-α,则入射光量之内的上述偏振成分为1/2,由于半反射镜的反射率为50%,故正反射光量将变成为1/2×(1-α)×1/2=(1-α)/4。其次,对于与显示画面平行的方向的偏振成分(液晶分子的短轴方向的偏振成分)来说,由于不产生上述那样的散射,故正反射光量将变成为1/2×1/2=1/4。因此,合计起来,(1-α)/4+1/4=(2-α)/4将成为正反射光量。另外,在现有的不具有反射片的显示器件中,由于入射进来的光源光不被反射,故正反射光量为0,在具有反射率为100%的反射片的显示器件中,各个偏振成分的反射光量分别为(1-α)/2、1/2,合计起来将变成为(2-α)/2。
当求上述正反射光量与显示光量之比时,在使用半反射镜的情况下为(2-α)/3,在没有反射片的情况下为0,在具有反射率为100%的反射片的情况下,为(2-α)/2,因此采用使用半反射镜276的办法,可以得到比没有反射片的情况下还高的辉度,比具有反射率为100%的反射片的情况下还高的对比度。[表1]
对于显示画面的偏振方向 | 入射光量 | 现有的显示器件 | 本发明的显示器件 | |||
无反射片 | 有反射片 | 反射片(反射率为50%)(实施方案7) | 反射片+偏振片(实施方案9) | |||
A:散射状态(亮·白色显示的显示光量) | 垂直 | 1/2 | 1/4 | 1/2 | 3/8 | 3/8 |
平行 | 1/2 | 1/4 | 1/2 | 3/8 | 3/8 | |
合计 | 1 | 1/2 | 1 | 3/4 | 3/4 | |
B:透过状态(暗·黑色显示的正反射光量) | 垂直 | 1/2 | 0 | (1-α)/2 | (1-α)/4 | (1-α)/4 |
平行 | 1/2 | 0 | 1/2 | 1/4 | 0 | |
合计 | 1 | 0 | (2-α)/2 | (2-α)/4 | (1-α)/4 | |
B/A | 0 | (2-α)/2 | (2-α)/3 | (1-α)/3 |
另一方面,若使用半反射镜277,并作成为使得光也可以从显示器件的背面一侧入射进来,由于亮显示和暗显示的情况下都有一部分来自背面一侧的外光进入视野,故虽然对比度多少会降低一些,但是,却可以得到明亮的显示图象。
此外,若使用半反射镜278,由于在亮显示的情况下,透过反射膜278b的散射光被反射膜278c反射,故可以得到比使用上述半反射镜276时还高的辉度,同时,在暗显示的情况下,由于透过了反射膜178b的光源光被反射膜178c反射到偏离开显示特性的观看范围的方向上,不进入视野,故可以得到高的对比度。
另外,上述半反射镜276~278,透过率没有必要是50%,只要是具有反射性和透过性的半反射镜即可,只要理想地说反射率在90%以下,更为理想地说在80%以下,就可以得到特别良好的显示图象品质。此外并不限于在黑色基板276a上边形成了反射膜的半反射镜,也可以在基板222上形成反射膜,或把透明电极222a形成为具有反射性和透过性。
在这里,上述反射率定义为返回到光源一侧的半球区域的方向的光的总量对于入射进来的光量的比率。
(实施方案B12)
也可以作成为把借助于蒸镀等在基板上边形成了由铬构成的薄膜的装置用做反射装置和衰减装置,来取代实施方案B11的半反射镜276~278。此外,也可以用铬形成透明电极222a等。该铬与一般作为反射片使用的铝或银之类的反射率高的材料比较,由于光的吸收率比较高,反射率低,仅仅反射入射进来的光内的一部分。就是说,可以得到与上述实施方案B11的使用半反射镜276的情况下同样的效果。
另外,不限于铬,只要是反射率比较低的物质就可以。具体地说,已经确认:只要反射率在90%以下理想地说在80%以下,归因于光源光的正反射光量的减少,就可以得到对比度良好的显示图象。此外,只要是具有这样的反射率的物质,例如也可以把灰色板等用做反射片。
(实施方案B13)
作为本发明的实施方案B13,对在反射片的上表面上设置作为偏振装置的偏振片的散射式显示器件进行说明。
该显示器件,如图40所示,不使用实施方案B1的反射片226,而代之以使用其构成为把偏振片281粘接到基板222上,同时形成反射片282和保护树脂层283。上述偏振片281被配置为使得透过显示画面中的上下方向的偏振成分的光,吸收左右方向的偏振成分的光。
采用象上述那样地构成的办法,将变成为上述(表1)所示的那样的显示光量和正反射光量。就是说,在复合体层225为散射状态的情况下,由于散射光内的仅仅一方的偏振成分透过偏振片281被反射片反射,故显示光量变成为与设置有反射率为50%的反射片的情况下同等的3/4。另一方面,对于复合体层225为透过状态的情况下的正反射光量来说,在光源光从显示画面的斜前方入射的情况下,由于与显示画面垂直的方向的偏振成分(显示画面的上下方向的偏振成分)将透过偏振片281,故正反射光量变成为与设置有反射率为50%的反射片的情况下同等的(1-α)/4,由于与显示画面平行的方向的偏振成分(显示画面的左右方向的偏振成分)被偏振片281吸收,故正反射光量变成为0。
因此合计的正反射光量变成为(1-α)/4,正反射光量与显示光量之比变成为(1-α)/3,与设置有反射率为50%的反射片的情况下比较,可以得到辉度同等且对比度更高的显示图象。
另外,在光源光的入射方向或偏振片281的配置方向与上述不同的情况下,虽然对比度会有若降低,但即便是如此,也可以得到超过设置有反射率为50%的反射片的情况下的对比度。
此外,偏振片281也可以设置在基板221的上表面上,即便是在这种情况下,虽然显示光量会降低,但仍然可以得到超过设置有反射率为50%的反射片的情况下的对比度。
(实施方案B14)
在上述各个个实施方案中,如图41所示,也可以作成为中间存在着由树脂构成的平滑化层地在基板291上边形成反射电极294。倘采用这样的构成,特别是在使用已形成了薄膜晶体管(TFT)292的基板291的情况下,就可以容易地防止因上述TFT292的影响而产生的反射电极294的凹凸,或者反过来,可以容易地把反射电极294作成为所希望的形状。此外,采用使反射电极294具有作为反射片的功能的办法,由于可以防止起因于基板291的厚度的视差,故还可以容易地提高显示特性的鲜明度。再有,由于在TFT292的位置处入射进来的光也被反射电极294反射,故还可以增大开口率,进一步提高辉度。
上述那样的平滑化层293和反射电极294,例如可以象下述那样地形成。
(1)在基板291上边,用涂敷等形成例如由丙烯树脂构成的平滑化层293。在这里,若用黑色树脂形成上述平滑化层,则可以使之具有与上述图39(a)的黑色基板276a同样的功能。
(2)在构成与上述实施方案B1、B3~B7、B9等同样的显示器件的情况下,可以采用在平滑化层293硬化之前的柔软的状态下进行冲压加工的办法,形成所希望的表面形状(凹凸)。借助于此,即便是复杂的形状也可以比较均一地形成,可以确实地对角度分布进行管理,以形成理想的形状。
此外,使反射电极294具有散射性的情况下,也可以例如对于与每一个象素对应的区域297,都用图42所示的那样的图形,形成每个倾斜角度稍微不同的区域297a。在这种情况下,虽然各个区域297a的图形并不限于上述的图形,但是,理想的是形成对每一个象素倾斜角度不同的区域297a,此外,理想的是每一个象素的图形都是一样的。
(3)借助于光致变色现象和刻蚀形成用来把TFT292和反射电极294连接起来的接触孔。
(4)用蒸镀等,在平滑化层293上边形成反射电极294。
(实施方案B15)
对使上述实施方案B14的反射电极294具有散射性的其它的构成和方法进行说明。
该显示器件,如图43所示,向由丙烯树脂构成的平滑化层293中混合进直径为0.1~1微米的玻璃微粒子295。借助于此,在平滑化层293的表面上形成一些凹凸,因此反射电极294也变成为凹凸状,变成为具有散射性。虽然上述玻璃微粒子295的密度,是在各个象素内为几个到几十个这种程度,但仍可以得到良好的对比度,是理想的。另外,作为平滑化层或微粒子,也不限于上述那些。
此外,如实施方案B1的显示器件所示,在要使之具有各向异性的散射性的情况下,例如,可以向流动性比较高的树脂中混合进长圆形状或短纤维状等的粒子来取代玻璃微粒子295,在涂敷到基板291上之后,给基板291加上振动,或使基板291垂直地立起来,或向树脂膜上吹空气,以使粒子具有方向性。
(实施方案B16)
对使上述实施方案B14的反射电极294具有散射性的再一个方法进行说明。
(1)如图44(a)所示,在基板291上边,形成例如丙烯系树脂层296。另外,在同图中,省略了TFT292。
(2)借助于利用光刻的刻蚀等,如图44(b)所示,使树脂层296图形化并分断成例如条带状等。
另外,也可以用印刷等手法,以预先图形化的状态在基板291上边形成树脂层296。
(3)采用对树脂层296进行热处理的办法使之软化,借助于所谓的热下垂,如图44(c)所示,使剖面形状变形为带点圆形味道的形状。
(4)采用在上述树脂层296上边形成反射膜的办法,形成具有与上述图形化和热处理对应的散射性的反射电极。就是说,在象上述那样图形化为条带状的情况下,可以形成在散射特性方面具有各向异性的(具有反射的角度分布)反射电极294。
倘采用上述的方法,就可以形成具有散射性的反射膜而无需使用模具等。
另外,不限于上述那样的反射电极,经同样地处理,也可以形成实施方案B1的反射片226。
(实施方案B17)
对形成上述实施方案B3等的反射片246的方法进行说明。
(1)如图45(a)所示,在基板290上边,形成例如厚度为0.5微米~10微米的由丙烯等构成的树脂层298。另外,树脂层298的厚度,可以根据要形成的反射面的倾斜角等进行设定。
(2)如图45(b)所示,借助于光刻胶的涂敷、暴光、显影等,形成条带状等的规定的图形的保护膜299。
(3)如图45(c)所示,从斜向方向进行喷砂研磨或干法刻蚀,除去未设置上述保护膜299的部分的树脂层298。就是说,由于具体地说采用从斜向方向吹硬质的微粒子等的办法,就可以把未被保护膜299遮挡起来的部分的树脂层298削去得多一点,故如同图所示,可以形成具有非对称的凹凸的表面形状。
其中,喷砂研磨适合于形成比较大的表面形状,而干法刻蚀适合于形成微细的表面形状。
(4)如图45(d)所示,当除去保护膜299,用铝的蒸镀等形成反射膜后,如上述图22所示,就可以形成具有锯齿形状的剖面形状的反射片246。
另外,只要对保护膜299的图形或喷砂研磨的喷砂方向等进行种种设定,或反复进行上述一连串的工序,并不限于锯齿形状,可以形成种种的剖面形状。此外,也可以使用丙烯树脂等的透明度高的树脂,形成图35所示的那种透镜覆盖薄膜257而不形成反射膜。但是,这样地形成的透镜覆盖薄膜257,表面粗糙度比较粗且具有折射性和散射性,故适合于那些借助于折射改变正反射光的方向,同时借助于散射减少光量的情况。
(实施方案B18)
说明形成上述实施方案B3等的反射片的另一方法。
(1)如图46(a)所示,在已形成了源极线247a等的基板222上边,形成由厚度1.5微米的SiO2构成的绝缘层248,再向绝缘层248上边涂敷厚度2微米的正型感光性光刻胶(S1811:ツプレィファ-ィ-スト公司生产),以规定的温度和时间进行预焙烧,形成第1光刻胶层261。其次,使4微米宽度的带状的遮光部分紧密粘贴以10微米的节距形成第1掩模262后,用紫外线,使上述第1光刻胶层261暴光。
(2)如图46(b)所示,在用显影剂(MF926,同上公司生产)使第1光刻胶层261显影变成为衍射光栅状之后,采用在180℃下进行1个小时热处理(退火)的办法,在两侧形成具有倾斜面,高度为2微米宽度为5微米的硬化条带图形261’。
(3)如图46(c)所示,在条带图形261’上边再涂敷厚度3微米的感光性光刻胶(S1811:同上公司生产),形成第2光刻胶层263。
(4)如图46(d)所示,通过第2掩模264用紫外线使第2光刻胶层263暴光。上述第2掩模264使用以10微米的节距形成宽度比上述第1掩模262还宽的6微米的带状的遮光部分的掩模,并配置为使得把距条带图形261’的端部2微米的部分覆盖起来。
(5)如图46(e)所示,采用与上述(2)同样地使第2光刻胶层263显影,进行热处理的办法,形成锯齿状的锯齿光刻胶246a。
(6)如图46(f)所示,采用向锯齿光刻胶246a的整个表面上蒸镀铝,形成反射层246b的办法,形成具有锯齿状的剖面形状的反射片246。在这里,为了使上述反射片246与设置在基板222上边的未画出来的TFT器件(薄膜晶体管)等导通,只要在预先在锯齿光刻胶246a上形成了接触孔之后,形成反射层246b就行。此外,也可以作成为使得不向锯齿光刻胶246a的整个表面上蒸镀铝,不向锯齿形状的边缘部分(大体上垂直的部分回陡峻地倾斜的部分)上蒸镀。在这种情况下,由于只要在上述边缘部分处使透明的锯齿光刻胶246a露出来,就可以使在边缘部分处的散射光透过锯齿光刻胶246a后绕回到反射片246的背面一侧,故可以进一步地提高对比度。
(7)为了用已形成了上述反射片246的基板222,制造例如具有如上述图25所示的那种高分子聚合物分散式液晶层的反射式液晶显示器件,只要如下所述地进行即可:把上述基板222和已形成了透明电极221a的基板221,象图46的图面的左右方向变成为上下方向那样地隔以5微米的间隙(面板间隙)粘贴起来,在向上述间隙内真空注入高分子聚合物分散式液晶材料(例如,PNM01:大日本墨水化学生产)后,照射紫外线以使高分子聚合物223聚合硬化,同时使高分子聚合物223与液晶224进行相分离等。
用电子显微镜观察上述那样地形成的反射片246的剖面得知,已形成了倾斜角10度的具有大体上锯齿形状的反射层。就是说,采用使具有倾斜面的2层的条带图形位置错开地进行叠层的办法,就可以容易地形成大体上锯齿形状等的非对称的剖面形状。
另外,在进行上述(4)、(5)的暴光和显影之际,条带图形261’和条带图形261’上边的第2光刻胶层263也可以全都剩下,至少对于条带图形261’非对称的部分的第2光刻胶层263剩下那样地,除去其它的部分第2光刻胶层,就可以形成非对称的剖面形状。
此外,在上述(1)、(4)中的任何一个或双方的暴光工序中,例如如图47所示,也可以从斜向方向照射紫外线。在这种情况下,更容易控制锯齿形状的倾斜角或形状。
此外,也可以叠层2层以上而不限于上述那样地2层的条带图形的叠层。在这种情况下,也易于控制锯齿形状的倾斜角或形状。
此外,光刻胶层的厚度或掩模中的遮光部分的宽度、节距等也不限于上述,可以根据显示器件的视场角特性等设定。
此外,作为掩模,若用图32所示的那种图形的已形成了暴光孔的掩模来取代具有带状的遮光部分的掩模,则可以形成实施方案B7所示的凸光刻胶249a。
此外,第2光刻胶层263,不限于象上述那样地在条带图形261’和基板222上边的整个面上形成的光刻胶层,也可以在条带图形261’的一部分或全部的上边和基板222的一部分或全部的上边形成。就是说,借助于使条带图形261’与第2光刻胶层263相对地错开地形成等,就可以容易地形成非对称的剖面形状。
(实施方案B19)
对形成上述实施方案B3等的反射片的再一个方法进行说明。
(1)如图48(a)所示,与上述实施方案B18的(1)同样,在已形成了源极线247a等的基板222上边,形成绝缘层248和第1光刻胶层261,通过以规定的宽度和节距形成了带状的遮光部分的第1掩模262,用紫外线使上述第1光刻胶层261暴光。
(2)如图48(b)所示,与上述实施方案B18的(2)同样,借助于第1光刻胶层261的显影(湿法刻蚀)和热处理,形成具有倾斜面的条带图形261’。
(3)如图48(c)所示,用覆盖上述条带图形261’的大体上一半的部分的第2掩模264进行用氩离子束进行照射的干法刻蚀处理。借助于此,如图48(d)所示,除去条带图形261’中的未被第1掩模264覆盖的大体上一半的部分,形成用与倾斜面大体上垂直的壁围起来的锯齿状的锯齿光刻胶246a。
(4)如图48(e)所示,采用向锯齿光刻胶246a整个表面上蒸镀铝形成反射层246b的办法,形成具有锯齿状的剖面形状的反射片246。
如上所述,采用进行暴光、显影和热处理的办法,就可以在两侧形成具有倾斜面的条带图形,其次,采用用干法刻蚀大体上垂直地除去具有倾斜面的单侧部分的办法,就可以形成具有锯齿形状的反射层。
另外,在上述各个实施方案中,虽然示出的是使用高分子聚合物分散式液晶或聚合物网络式液晶等的高分子聚合物223与液晶224的复合体层225的例子,但是并不限于此,例如,只要是采用例如对加往液晶的交流电压的有无进行控制的器件等切换成散射状态和透过状态的部分进行显示的散射式的显示器件,就可以得到同样的效果。
此外,如实施方案B11所示,在利用半反射镜或作为黑色基板276a使用多少具有透过性的基板等的情况下,也可以构成所谓的半透过式的显示器件:在显示器件的背面一侧设置背景光源单元,在进行亮显示的情况下则使背景光源发光,在要减小能耗的情况下则关闭背景光源而仅仅借助于外光进行显示。
此外,也可以对上述各个实施方案进行种种的组合。具体地说,例如,也可以与实施方案B11同样,用半反射镜形成实施方案B1的反射片226,或再设置实施方案B13的偏振片281。来实现归因于正反射光的散射和反射率的减少所产生的光量的减少
此外,也可以作成为设置滤色片,使得可以显示彩色图象。
以下,根据附图对本发明的实施方案C进行说明。该实施方案C,是采用适当地设定驱动电压的办法,得以实现高辉度化和高对比度化的实施方案。
(实施方案C的概要)
图49是实施方案C的液晶显示装置的简化剖面图。本实施方案的液晶显示装置301,是反射式的液晶显示装置。该液晶显示装置301具有:下基板302、与下基板302相向的上基板303、由铝构成的反射片304、和配置在反射片304与上基板303之间的液晶层305。该液晶层305,由借助于进行散射状态与透过状态的切换进行显示的散射液晶构成。作为散射液晶,例如例示出了高分子聚合物分散式液晶,动态散射式液晶(DSM,dynamic scattering mode),和胆甾醇向列相转移式液晶等。
图50是用来说明液晶显示装置301的显示动作的说明图,图51的曲线图示出了液晶显示装置301的辉度-电压特性。该液晶显示装置301,在不加电压时为散射状态且显示明亮状态的所谓的常态白色显示的散射式液晶显示装置。说到该液晶显示装置的动作,当不加电压时即当所加电压为0V时,由于液晶层305变成为散射模式,如图50(a)所示,入射光L1被反射片304反射到前面一侧,该反射光变成为散射光。由于这时的散射状态对于所有的方向都均一地进行散射(各向同性散射),故若为方便起见在包括纸面在内的平面内模式性地表示,则如用参照标号A1所示变成为圆。在这里,假定把观察方向M1设定为在液晶层305的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的出射光(相当于正反射光)L2的出射方向不同的方向[(图50(d))]。即,把仅仅避开正反射光观看定为观察条件。因此,这样的观察条件,作为液晶显示画面的观察方案,并不是特别不自然的方案。
当从这样的观察方向M1来进行观察时,散射光的一部分与观察方向一致,借助于此,变成为亮显示。若把该图50(a)所示的状态用辉度-电压特性表示,则如图51所示辉度将变成为大体上40%左右。
接着,当所加电压从0V上升时,散射状态会不断降低。然而,当散射状态不断降低时,反射光应当收敛于恒定的方向的散射范围慢慢地减小,如参照标号A2所示,变成为椭圆散射状态。因此与恒定的观察方向一致的反射光量慢慢地变大。然后,当所加电压到达Vp(=2.5V)时,与观察方向一致的反射光量变成为最大,如图51所示,可以得到最大辉度70%。
接着,当所加电压超过了Vp时,则向着收敛方向(反射光L2的方向)散射范围变得更小,结果变成为反射光不断偏离开观察方向M1。为此,辉度如图51所示随着所加电压的增加而不断减少。然后,当所加电压为V1(=4V)时,辉度将降低到比初期的不加电压时的辉度40%还小的35%左右。然后,在所加电压为V2(=6.5V)时,变成为图50(d)所示的状态,辉度如图51所示大致上变成为0%。
另外,上述图51所示的辉度-电压特性,是本发明人在以下的条件下对液晶显示装置301进行实验所得到的特性。
单元厚度:9微米
入射光的入射角度θ1:30度
观察方向与对于基板垂直的方向之间的夹角(视角)θ2:15度
这样一来,在散射模式的液晶显示装置301中,在不加电压时的辉度I,借助于电压施加,辉度先是上升,到达峰值Ip(=70),然后不断减小,最终变成为0%,这是可以理解的。因此,在本实施方案的液晶显示装置301中,若把所加电压设定为辉度变成为峰值Ip的电压值Vp,就可以得到最大辉度。因此,在驱动本实施方案的液晶显示装置时,采用与最大辉度对应的电压值Vp和大致上变成为最低辉度的电压值V2的范围(在本实施方案中为2.5V~6.5V的范围)定为驱动范围的办法,就可以变成为比现有例明亮的显示。此外,采用在上述驱动范围内进行驱动的办法,结果将变成为在电压-辉度特性中不存在峰值,就可以防止灰度等级反转。另外,会成为最低辉度的电压值V2并不限定于6.5V,只要是大致上变成为0%的辉度,就是充分的。此外,在上述的实施方案中虽然在不加电压时将变成为完全散射状态,但是本发明却不限于此,在不加电压时,只要是至少具有变成为比图50(b)所示的椭圆散射状态更接近于完全散射的椭圆散射状态那样的散射强度的液晶显示装置,就是充分的。
(其它的事项)
(1)在上述实施方案中,虽然说明的是反射式的液晶显示装置,但对于透过式的液晶显示装置,本发明基本上也可以很好地实施。
(2)此外,对于用偏置电压实施的驱动方式,例如相向反转驱动、电容耦合驱动以及FG(浮置栅极)驱动,本发明也可以很好地实施。
(3)再有,只要是散射模式的液晶显示装置,对于有源矩阵式、单纯矩阵式中的不论哪一种的液晶显示装置,本发明都可以很好地实施。
另外,以下详细地说明上述(1)~(3)的具体内容。
(实施方案C1)
以下,更为具体地说明实施方案C1。
图52是实施方案C1的高分子聚合物分散式的液晶显示装置301A的剖面图。对于在上述实施方案C的概要中说明的液晶显示装置对应的部分,赋予同一标号。该液晶显示装置301A,作为构成液晶层305A的散射式液晶,用高分子聚合物分散式液晶构成。用一般的方法制造该液晶显示装置301A。即,中间存在着密封剂地把在表面上形成了反射片304的玻璃基板(相当于下基板302)和形成了ITO电极的玻璃基板(相当于上基板303)粘贴起来,制作空单元。接着,用真空注入法向上述空单元内注入液晶与高分子聚合物的混合溶液(例如,大日本墨水株式会社生产的PNM201)。然后,用高压水银灯以照射强度20mW/cm2照射60分钟紫外线,借助于高分子聚合物的光聚合,使液晶与高分子聚合物进行相分离,制作散射式的液晶层305A。另外,单元厚度作成为9微米。
接着,在入射角度θ1:30度,视角θ2:15度的条件下,测定上述构成的液晶显示装置301A的电压辉度特性,得到与图51同样的曲线。因此,在高分子聚合物分散式的液晶显示装置301A中,已经确认:采用在与最大辉度对应的电压值Vp和与最低辉度对应的电压值V2的范围(2.5V~6.5V)内进行驱动的办法,可以进行比现有例还明亮的显示,此外还可以防止灰度等级反转。
另外,为了用上述那样的范围的电压进行驱动,虽然作成为使得用可以得到例如0V~上限的电压的驱动电路产生上述范围的电压,但是,也可以作成为使用产生上限与下限之差的电压的驱动电路和产生下限的电压的偏压电路。在后者的情况下,由于将降低驱动电路所输出的电压的绝对值,故作为构成驱动电路的晶体管可以使用耐压低的晶体管等。
(实施方案C2)
图53是实施方案C2的液晶显示装置的剖面图。在该实施方案C2中,示出了彩色显示的有源矩阵式的液晶显示装置301B的例子。说到液晶显示装置301B的主要构成要素,作为下基板,使用有源矩阵基板310,在该有源矩阵基板310上边形成由无定形硅构成的薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor)311,与该有源矩阵基板310相向地配置已形成了作为相向电极的ITO电极312的相向基板313。此外,在该ITO电极312的内侧表面上,形成滤色片314和黑色矩阵315。另外,在图53中,316是例如由铝等构成的反射象素电极。
在用上述液晶显示装置301B进行相向反转驱动时,如果把为了进行相向反转驱动而加上的偏置电压值定为与辉度-电压特性的峰值对应的电压值Vp,则结果就变成为在图51的范围内进行驱动,可以进行最明亮的显示。本发明人实际上加上了大约2~3V的偏置电压,并测定了相向反转驱动,得到了比不加电压时还明亮的显示。此外,在中间色调显示的情况下,无灰度等级反转,显示品质也是良好的。
为了进行比较,在用0V表示偏置电压的情况下(通常的驱动),是比实施方案C2还暗的显示。此外,在不进行中间色调显示的情况下白色等级的灰度等级就会反转,大幅度地损伤显示品质。这被认为是由以下的理由产生的。即,在把偏置电压定为0V的情况下,由于大约加2~3V的所加电压的情况下的亮度比起在该0V时的亮度来辉度大,故比起根据在0V处的辉度设定的白色等级来,白色等级进一步地提高,因而白色等级的灰度等级进行反转的缘故。
在上述例子中,虽然说明的是相向反转驱动,但是对于加偏置电压的FG(浮置栅极)驱动(电气情报通信学会论文志:1991年123P47)或电容耦合驱动(扁平面板显示器:1993年P128)也可以同样地适用。
(实施方案C3)
本发明也可以在透过式液晶显示装置中使用,而不限于反射式液晶显示装置。作为具体的构成例,可以构成为作为ITO等的透明电极,在基板的背后一侧设置背景光源来取代实施方案C2的反射象素电极316。
对于这样的透过式液晶显示装置,设来自背景光源的入射光的入射角θ1为30度,视角θ2为15度,测定电压-辉度特性,得到了与图51同样的辉度-电压特性曲线。此外,与实施的实施方案C2同样,采用加上规定的大小的偏置电压的办法得到了明亮的显示。此外,虽然进行的是中间色调显示,但是没有产生灰度等级反转。
(实施方案C4)
实施方案C4的液晶显示装置,是在不加电压时是透过状态呈现暗显示状态的所谓的常态黑色显示的散射式液晶显示装置。用在特开平9-817630号公报讲述的方法,用有源矩阵基板制造实施方案C4的液晶显示装置。另外,单元厚度作成为15微米。
在入射光的入射角度θ1为30度,视角θ2为15度的条件下,对用上述方法制造的液晶显示装置,测定辉度-电压特性,得到了使图51所示的曲线进行反转的那样的图54所示的曲线。即,这是一种所加电压从0V到到达阈值电压Vth(=1.8V)为止,辉度大致上是0电平,当所加电压超过阈值电压Vth时,随着所加电压的上升,辉度等级上升到达峰值Ip(辉度等级70%),然后不断下降的辉度-电压特性。另外,与峰值Ip对应的电压值Vp为5V。
以下说明可以得到这样的图54所示的辉度-电压特性的理由。在常态黑色显示的情况下,由于散射状态与常态白色显示的情况下是相反的,故结果变成为反射光的散射状态,基本上要经过图50(d)→图50(c)→图50(b)→图50(a)的过程。因此,作为辉度-电压特性,可以得到图54所示的曲线。
如上所述,即便是对于常态黑色显示,与常态白色显示的情况下同样,在辉度-电压特性中也存在着峰值Ip。因此,在常态白色显示的情况下的液晶显示装置中,若在与最大辉度对应的电压值Vp(=5V)和阈值电压值Vth(=1.8V)的范围内进行驱动,则可以进行比现有技术还亮的显示,此外,还可以防止灰度等级反转。
(实施方案C5)
在该实施方案C5中,把本发明应用于使用单纯矩阵基板的单纯矩阵式液晶显示装置中去。在该液晶显示装置制造,在进行基于电压平均法的单纯矩阵驱动时,如果把象素电极电压(VD+VS)预先设定为使得扫描电极ON期间(扫描线选择期间)中的扫描电极电压VD与信号电极电压VS之和(VD+VS)变成为与上述的峰值辉度对应的电压值,则进行充分的亮度的显示是可能的。这是因为采用把象素电极电压(VD+VS)设定为与上述的峰值辉度对应的电压值的办法,结果就变成为实质上在图51所示的电压-辉度特性中的电压范围(Vp~V2)内进行驱动的缘故。
另外,作为参考,本发明人用上述实施方案C1~C4的液晶显示装置,进行了基于电压平均法的模拟性的单纯矩阵驱动。其结果是,即便是单纯矩阵驱动也可以得到充分的显示品质。此外,扫描线数一直到16条为止也都是很好的显示。(采用使电压辉度特性的辉度系数特性陡峻化的办法,还可以进一步增加扫描线条数)。另外所谓‘模拟性的单纯矩阵驱动’,意味着一对的基板虽然不是单纯矩阵基板用的基板,但是把它们看作是单纯矩阵基板进行动作。
(实施方案C6)
图55是在实施方案C6的反射式液晶显示装置制造使用的反射片的斜视图,图56是图55的剖面图。在该实施方案C6中,把‘反光镜’用做反射片320。在这里,所谓‘反光镜’,意味着具有把入射进来的光向入射方向反射的特征的反射片。当使用该反射片320时,在光源方向上将产生非常强的反射。但是,只要不是非常特殊的使用条件,光源方向与观察方向就不一致。因为当观察者位于光源方向上时,将产生观察者的影子的缘故。因此,即便是使反射光返回光源一侧也不会有任何问题。于是,采用使用上述反射片320的办法结果就变成为避开反射光来观看,可以充足本发明的辉度-电压特性的观察条件。因此即便是在这样的实施方案C6的反射式液晶显示装置中,只要在将变成为最大辉度的电压值Vp和将变成为最低辉度的电压值的范围内驱动,也可以进行比现有技术还明亮的显示,此外,还可以防止灰度等级反转。
(实施方案C7)
对液晶显示装置中的辉度-电压特性的温度依赖性及其最佳化进行说明。
对在上述实施方案C1中所示的液晶显示装置(其中,面板间隙为7微米)测定辉度-电压特性的温度变化,结果如图57所示。此外,图58示出了对于温度画出的辉度变成为峰值的电压。
由这些图可知,辉度变成为峰值的电压相应于使用温度而漂移。这样的辉度-电压特性的温度依赖性,例如,起因于随着液晶材料的折射率各向异性的大小Δn而变化等。于是,为了在种种的使用温度中得到高的辉度和高的对比度,理想的是根据使用温度来调整驱动电压范围。在这种情况下,虽然也可以作成为使得对驱动电压范围的上下限都进行调整,但是由于特别是驱动电压范围中的高辉度一侧(在图57中为低电压一侧)的电压给高辉度或高对比度、灰度等级反转的有无带来的影响大,故至少对高辉度一侧的电压进行调整,是更为理想的。
上述那样的调整,虽然也可以用手动进行,但是,例如如图59所示,也可以作成为使得把上述温度传感器333设置在液晶显示装置331的显示区域332的附近,同时,使表示与上述温度传感器333的输出对应的驱动电压范围的上下限电压的数据,预先保持在通过A/D转换电路334连接到上述温度传感器333上的存储器335内,使驱动电路336根据从上述存储器335中读出的数据输出驱动电压范围的电压等。
此外,例如如图60所示,也可以作成为使得在液晶显示装置341的显示区域342a的附近形成辉度检测区域的同时,设置连接到A/D转换电路344上的光传感器343,借助于控制电路345的控制,使驱动电路346扫描驱动电压,检测变成为峰值的电压,并根据检测结果求偏置电压。
另外,上述那样的辉度变成为峰值的电压的检测,既可以在装置的电源投入时进行,在给予图象显示的影响不会成为问题的情况下等,也可以在显示动作中总是进行或定期地进行。此外,温度的检测,虽然仅仅在电源投入时进行,但是,由于不会对图象显示造成影响,故也可以总是进行或定期地进行。
(实施方案C8)
在上述实施方案C7中说明的辉度-电压特性的温度依赖性,变成为因面板间隙的大小或液晶滴的粒径等而异的温度依赖性。具体地说,例如在面板间隙的大小为7微米、12微米或3微米的情况下的辉度-电压特性的温度依赖性,分别变成为图57、图61、图62那样,大体上在20℃、60℃、0℃的时候,峰值辉度变成为最高。峰值辉度变成为最高的温度之所以不同,被认为是由于以下的理由。就是说,一般地说Δn在高温下变小在低温下变大,因此,散射强度在高温下变小在低温下变大。另一方面峰值辉度变成为最高的散射增益的范围决定于单元间隙,散射增益不论大于还是小于该范围(最佳范围)峰值辉度都将变低。因此,人们认为辉度-电压特性就象上述那样地相应于使用温度而变化。
于是,采用例如在0~60℃、10~40℃、20~30℃等的使用温度下,适当地设定单元间隙的大小或液晶滴的粒径、在规定的温度下的Δn的大小等,以便使峰值辉度变成为最高的办法,就可以显示高辉度且高对比度的图象。
此外,液晶材料的Δn,理想的是基本上没有温度依赖性。在这里,Δn一般地说具有这样的特性:在液晶材料从高温一侧的各向同性相转移到液晶相的那一时刻急剧增加。因此,为了减少在使用温度范围内的Δn的温度依赖性的影响,液晶材料的相转移温度高是理想的。于是,本发明人进行了种种研究的结果得知,若相转移温度比使用温度范围的上限大约高15℃以上,理想的是高20℃以上,则在使用上没有问题。此外,还得知如果相转移温度在80℃以上,则虽然材料方面的限制会变大,但在使用上仍然没有问题。
(实施方案C9)
辉度-电压特性,例如在已对保持液晶层的一对基板施行了表面处理的情况下,例如,如图63所示,有时候会产生多个辉度峰值。在这种情况下,如果把从电压高的一方的辉度的峰值所产生的电压到辉度大体上变成为0电平的电压间辉度单调减少的范围的电压,定为驱动电压范围,则不会产生灰度等级反转,此外,借助于γ补正,还可以容易地显示灰度等级性良好的图象。
工业上利用的可能性
如上所述,倘采用本发明,采用对高分子聚合物分散式液晶层的散射增益、面板间隙和Δnd等进行控制的办法,就可以实现高对比度和高辉度的反射式的高分子聚合物分散式液晶显示器件而无须增加液晶量比率。
此外采用具备使入射到散射式显示器件上的光向具有各向异性的范围的方向上散射出射的各向异性散射装置,或使入射到散射式显示器件上的光向其入射角和出射角不相等的方向出射的出射角变更装置,此外,还具备使反射光量进行衰减的衰减装置的办法,来减少反射光的辉度,或使之向难于进入视野的方向出射,就可以排除或大幅度地减轻辉度反转或对比度降低等源于反射光的影响,使得难于产生辉度反转或对比度的降低,因而可以得到观看性好的、具有良好的显示图象品质的散射式显示器件。
再有,采用根据新发现的、在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中,在辉度等级中存在着峰值的那样的辉度-电压特性,设定液晶显示器件的驱动条件的办法,可以得到高辉度、高对比度且难于产生灰度等级反转的反射式的散射式液晶显示器件。
因此,本发明在个人数字助理或便携游戏机等的具有显示器件的装置的领域内是有用的。
Claims (149)
1.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:根据上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度,来设定上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益。
2.权利要求1所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述散射增益是对于在透过式面板上形成上述高分子聚合物分散式液晶层的情况下的透过光的散射增益。
3.权利要求1所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
4.权利要求1所述的反射式液晶显示器件,其特征是:根据上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度,设定上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶滴的粒径。
5.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:根据含于上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶的折射率各向异性的大小,设定上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益。
6.权利要求5所述的反射式液晶显示器件,其特征是:根据上述液晶的折射率各向异性大小,设定上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶滴的粒径。
7.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:根据上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度和含于上述高分子聚合物分散式液晶层中的液晶的折射率各向异性的大小,设定上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益。
8.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益为SG的情况下,下式成立:
50e×p(-0.4d)<SG<360exp(-0.47d)。
9.权利要求8所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述散射增益是对于在透过式面板上形成了上述高分子聚合物分散式液晶层的情况下的透过光的散射增益。
10.权利要求8所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
11.权利要求8所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述液晶层的散射增益在10以上200以下。
12.权利要求11所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述液晶层的散射增益,在液晶显示装置的使用温度范围内,在10以上200以下。
13.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、上述高分子聚合物分散式液晶层的散射增益为SG的情况下,下式成立:
50exp(-1.6Δn·d)<SG<360exp(-1.88Δn·d)。
14.权利要求13所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述散射增益是对于在透过式面板上形成了上述高分子聚合物分散式液晶层的情况下的透过光的散射增益。
15.权利要求13所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度d在3微米以上8微米以下。
16.权利要求13所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述液晶层的散射增益在10以上200以下。
17.权利要求16所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述液晶层的散射增益,在液晶显示装置的使用温度范围内,在10以上200以下。
18.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:液晶的复折射率与高分子聚合物分散式液晶层的厚度之积在0.6微米以上2.2微米以下。
19.权利要求18所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述液晶滴的粒径在0.7微米以上2微米以下。
20.权利要求18所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述液晶的复折射率在0.15以上0.27以下。
21.权利要求18所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度在3微米以上8微米以下。
22.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:在上述液晶滴之内存在于一对基板界面附近的液晶滴,被形成为在基板上与大圆接连的大体上半球状,而且,上述半球状的液晶层内部的液晶,大体上均匀地配向在与基板平行的方向上。
23.权利要求22所述的反射式液晶显示器件,其特征是:在上述一对基板之内一方的基板界面上形成的上述半球状的液晶滴内部的液晶的配向方位与在上述一对基板之内另一方的基板界面上形成的上述半球状的液晶滴内部的液晶的配向方位彼此大体上是平行的。
24.权利要求22所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度,在3微米以上8微米以下。
25.一种在一对基板之间,配置使液晶滴分散到高分子聚合物中的高分子聚合物分散式液晶层,在上述一对基板之内一方的基板上形成反射层,在上述一方的基板或另一方的基板中的任何一方上形成RGB滤色片,给上述高分子聚合物分散式液晶层间加上电场,使高分子聚合物分散式液晶层的光散射状态发生变化以进行显示的反射式液晶显示器件,
其特征是:在设上述高分子聚合物分散式液晶层的厚度为d(微米)、上述高分子聚合物分散式液晶层的对绿色光的散射增益之内,设红色象素区域的散射增益为SGr、绿色象素区域的散射增益为SGg、蓝色象素区域的散射增益为SGb的情况下,
在绿色象素区域中,下式成立:
50exp(-0.4d)<SGg<360exp(-0.47d),
在蓝色象素区域中,下式成立:
50exp(-0.4d)<SGb<360exp(-0.47d),
在红色象素区域中,下式成立:
40exp(-0.3 d)<SGr<650exp(-0.4d)。
26.权利要求25所述的反射式液晶显示器件,其特征是:在设上述红色象素区域的厚度为dR、上述绿色象素区域的厚度为dG、上述蓝色象素区域的厚度为dB时,dR>dG>dB。
27.权利要求25所述的反射式液晶显示器件,其特征是:在设上述红色象素区域的液晶滴的粒径为rR、上述绿色象素区域的液晶滴的粒径为rG、上述蓝色象素区域的液晶滴的粒径为rB时,rR>rG>rB。
28.权利要求25所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述滤色片在上述反射层上边形成,上述高分子聚合物分散式液晶层在上述滤色片上边形成。
29.权利要求8所述的反射式液晶显示器件,其特征是:在从规定的观察方向观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中,具有在辉度等级中存在着峰值那样的辉度-电压特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值、和辉度等级大致上变成为0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
30.权利要求13所述的反射式液晶显示器件,其特征是:在从规定的观察方向观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中,具有在辉度等级中存在着峰值那样的辉度-电压特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值、和辉度等级大致上变成为0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
31.权利要求29所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的射出方向不同的方向。
32.权利要求30所述的反射式液晶显示器件,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的射出方向不同的方向。
33.一种散射式显示器件,具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置,和
反射从上述散射透过装置的显示面一侧入射且在背面一侧被散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置,
其特征是:具备在上述散射透过装置为透过状态的情况下,使入射到散射式显示器件上的光向具有各向异性的范围的方向散射地射出的各向异性散射装置。
34.权利要求33所述的散射式显示器件,其特征是,上述各向异性散射装置被构成为使得入射到散射式显示器件上的光在上下方向比左右方向还宽的范围的方向上散射射出。
35.权利要求33所述的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,用上述反射装置构成。
36.权利要求33所述的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,采用在上述反射装置的表面上,形成显示画面的左右方向的曲率比上下方向的曲率还大的凸部的办法构成。
37.权利要求33所述的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,用使入射进来的光在具有各向异性的范围的方向上进行散射透过的各向异性透过装置构成。
38.权利要求37所述的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,在其表面上,形成显示画面的左右方向的曲率比上下方向的曲率还大的凸部。
39.权利要求38所述的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性透过装置,是透镜覆盖薄膜(Lens sheet film)。
40.权利要求33所述的散射式显示器件,其特征是:上述各向异性散射装置,是具有各向异性的衍射装置。
41.一种散射式显示器件,具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置和
反射从上述散射透过装置的显示面两侧入射且被背面一侧散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置,
其特征是:具备在上述散射透过装置为透过状态的情况下,使入射到散射式显示器件上的光,向入射角与出射角的大小不相等的方向上射出的出射角变更装置。
42.权利要求41所述的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,被构成为使得上述出射角变得比上述入射角还大。
43.权利要求42所述的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置由上述反射装置构成。
44.权利要求43所述的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,采用在上述反射装置中,形成反射面的法线对于显示面的法线向显示画面中的下方一侧倾斜的区域的办法构成。
45.权利要求44所述的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置,在显示画面中的上下方向的剖面形状被形成为具有锯齿状部分的形状。
46.权利要求45所述的散射式显示器件,其特征是:具有上述锯齿状部分的剖面形状的倾斜面对显示面的倾斜角度为5度以上30度以下。
47.权利要求46所述的散射式显示器件,其特征是:具有上述锯齿状部分的剖面形状的倾斜面对显示画面方向的倾斜角度为5度以上15度以下。
48.权利要求45所述的散射式显示器件,其特征是:形成多个具有上述锯齿状部分的剖面形状,各个剖面形状的节距被设定为5微米以上100微米以下。
49.权利要求45所述的散射式显示器件,其特征是:形成多个具有上述锯齿状部分的剖面形状,各个剖面形状的节距被设定为多种。
50.权利要求49所述的散射式显示器件,其特征是:上述多种节距随机地进行配置。
51.权利要求45所述的散射式显示器件,其特征是:形成多个具有上述锯齿状部分的剖面形状,各个剖面形状的节距被设定为5微米以上100微米以下的范围的多种节距,而且,最大节距与最小节距之差被设定为在30微米以下。
52.权利要求43所述的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置,在显示画面中的上下方向的剖面形状中,反射面的法线对于显示面的法线,向显示画面中的下方一侧倾斜,而且,还形成显示画面中的左右方向的剖面形状为凸状的多个凸部。
53.权利要求52所述的散射式显示器件,其特征是:上述凸部被形成为配置在随机的位置上。
54.权利要求42所述的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,由使入射进来的光折射透过的折射透过装置构成。
55.权利要求54所述的散射式显示器件,其特征是:上述折射透过装置,其厚度在显示画面的下方一侧的位置这一方形成比上方一侧的位置还厚的区域。
56.权利要求55所述的散射式显示器件,其特征是:上述折射透过装置,把显示画面中的上下方向的剖面形状形成为多个半凸透镜状或棱镜状。
57.权利要求41所述的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,被构成为使得入射到散射式显示器件上的光大体上向入射方向射出。
58.权利要求57所述的散射式显示器件,其特征是:上述出射角变更装置,采用把上述反射装置形成为反光镜状的办法构成。
59.权利要求43所述的散射式显示器件,
其特征是:构成上述出射角变更装置的上述反射装置是反射性薄膜基板,
同时,上述散射性透过装置,形成上述反射性薄膜基板和透明象素电极,并设置在上述反射性薄膜基板与空以规定的间隙设置的阵列基板之间。
60.权利要求59所述的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置,在显示画面中的上下方向的剖面形状被形成为具有锯齿状部分的形状。
61.权利要求60所述的散射式显示器件,其特征是:具有上述锯齿状部分的剖面形状的倾斜面对显示面的倾斜角度为5度以上30度以下。
62.权利要求59所述的散射式显示器件,其特征是:在上述反射性薄膜基板和上述阵列基板中的任何一方上设置滤色片。
63.一种散射式显示器件,具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置,和
反射从上述散射透过装置的显示面一侧入射且被背面一侧散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置,
其特征是:具有在上述散射透过装置为透过状态的情况下,该装置使入射到散射式显示器件上的光的一部分被封闭在散射式显示器件的内部的装置。
64.一种散射式显示器件,具备:使入射进来的光进行散射的散射状态和使之透过的透过状态之间进行切换的散射透过装置和
反射从上述散射透过装置的显示面两侧入射,被背面一侧散射的光和透过了上述散射透过装置的光的反射装置,
其特征是:具备使由上述反射装置所产生的反射光量衰减的衰减装置。
65.权利要求64所述的散射式显示器件,其特征是:上述衰减装置由具有光的反射性和透过性或光的反射性和吸收性的上述反射装置构成。
66.权利要求65所述的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置的光的反射率在90%以下。
67.权利要求65所述的散射式显示器件,其特征是:上述反射装置含有铬。
68.权利要求64所述的散射式显示器件,其特征是:上述衰减装置由遮断规定偏振方向的光的偏振装置构成。
69.权利要求68所述的散射式显示器件,其特征是:上述偏振装置,其偏振方向被设置为使得遮断显示画面中的左右方向的光。
70.权利要求68所述的散射式显示器件,其特征是:上述偏振装置被设置在上述散射透过装置与上述反射装置之间。
71.权利要求64所述的散射式显示器件,其特征是:上述衰减装置,是设置在上述散射透过装置的显示面一侧且透过率为70%以上95%以下的扩散薄膜。
72.一种具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成含有微粒子的树脂层的工序;
在上述树脂层上边形成反射层的工序。
73.一种具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成规定的图形的树脂层的工序;
加热上述树脂层使之软化使其表面变形为具有规定的曲率的工序;
在上述树脂层上边形成反射层的工序。
74.一种具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成树脂层的工序;
借助于冲压成形,把上述树脂层的表面形成规定的形状的工序;
在上述树脂层上边形成反射层的工序。
75.一种具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边形成树脂层的工序;
在上述树脂层上边形成规定图形的保护膜的工序;
采用从对上述基板的法线倾斜的方向,进行喷砂处理或干法刻蚀的办法成形上述树脂层的工序;
在除去了上述保护膜之后,在上述树脂层上边形成反射层的工序。
76.一种具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法,
其特征是:具备:
形成上述反射装置的工序;
在基板上边部分地形成第1树脂层的工序;
采用在含有上述第1树脂层的至少一部分的区域内部分地形成第2树脂层的办法,形成剖面形状具有非对称形状的形状的工序;
在含有上述非对称形状的区域内形成反射层的工序。
77.权利要求76所述的显示器件的制造方法,其特征是:在把上述第1树脂层形成为具有倾斜部分的形状之后,形成上述第2树脂层。
78.权利要求77所述的显示器件的制造方法,其特征是:把上述第2树脂层形成为具有倾斜部分的形状。
79.权利要求77所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述第1树脂层,借助于退火处理被形成为具有倾斜部分的形状。
80.权利要求78所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述第2树脂层,借助于退火处理被形成为具有倾斜部分的形状。
81.权利要求77所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
82.权利要求78所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
83.权利要求79所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
84.权利要求80所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
85.权利要求76所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述第1树脂层和上述第2树脂层是感光性树脂,在基板上边部分地形成上述第1树脂层和上述第2树脂层的工序,在基板整个面上形成了树脂层之后,采用分别用中间存在着规定的图形的第1遮光掩模或第2遮光掩模进行暴光和显影的办法,形成剖面具有非对称形状的形状。
86.权利要求85所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述暴光,采用使上述第1遮光掩模的遮光部分和上述第2遮光掩模的遮光部分彼此错开的办法,在含有上述第1树脂层的至少一部分的区域上,部分地形成第2树脂层。
87.权利要求85所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述感光性树脂是正型感光性树脂的同时,上述第2遮光掩模的遮光部分比上述第1遮光掩模的遮光部分大。
88.权利要求87所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述第2遮光掩模的遮光部分的宽度,比上述第1遮光掩模的遮光部分的宽度大。
89.权利要求85所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述感光性树脂是负型感光性树脂的同时,上述第2遮光掩模的遮光部分比上述第1遮光掩模的遮光部分小。
90.权利要求89所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述第2遮光掩模的遮光部分的宽度,比上述第1遮光掩模的遮光部分的宽度小。
91.权利要求85所述的显示器件的制造方法,其特征是:使用上述第1遮光掩模的上述暴光和使用上述第2遮光掩模的上述暴光,借助于来自上述基板的法线方向的光的照射进行。
92.权利要求85所述的显示器件的制造方法,其特征是:使用上述第1遮光掩模的上述暴光和使用上述第2遮光掩模的上述暴光中的至少不论哪一方,借助于来自上述基板的法线方向的光的照射进行。
93.一种具备反射入射进来的光的反射装置的显示器件的制造方法,
其特征是:形成上述反射装置的工序,具备:
在基板上边部分地形成第1树脂层的工序;
采用在含有上述第1树脂层的至少一部分的区域内部分地形成了第2树脂层之后,除去上述第1树脂层或第2树脂层的至少一部分的办法,形成剖面形状具有非对称形状的形状的工序;
在含有上述非对称形状的区域内形成反射层的工序。
94.权利要求93所述的显示器件的制造方法,其特征是:除去上述树脂层的工序,用中间存在着规定图形的掩模的干法刻蚀进行。
95.权利要求93所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述非对称形状是至少具有锯齿状部分的形状。
96.权利要求72所述的显示器件的制造方法,其特征是:上述反射层是用来驱动显示器件的电极。
97.一种借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置,
其特征是:在从规定的观察方向观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中具有在辉度等级中存在着峰值那样的辉度-电压特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值、和辉度等级大致上变成为0电平的电压值之间的范围,定为驱动电压范围。
98.一种借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置,
其特征是:上述散射模式,是在不加电压时为散射状态且变成为亮状态显示的常态白色模式,
在从规定的观察方向进行观察的情况下,具有随着所加电压从0V上升,辉度等级从初始电平先是上升并到达峰值,然后再下降到大致上0电平那样的电压-辉度特性,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级变成为峰值的电压值和辉度等级变成为大致上0电平的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
99.一种借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置,
其特征是:上述散射模式,是在不加电压时为透过状态且变成为暗状态显示的常态黑色模式,
在从规定的观察方向进行观察的情况下,具有这样的电压-辉度特性:所加电压从0V到达到阈值电压为止辉度大致上为0电平,当所加电压超过了阈值电压时,随着所加电压的上升,辉度等级先是上升并到达峰值然后不断下降,
把上述辉度-电压特性中的辉度等级从0电平开始变化的上述阈值电压值和辉度等级将成为峰值的电压值之间的范围定为驱动电压范围。
100.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:上述辉度-电压特性中的辉度等级的峰值存在着多个,把在每一个将成为峰值的电压值之内最高的电压值和上述辉度等级将变成为大致上0电平的电压值之间的范围,定为驱动电压范围。
101.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:上述辉度-电压特性中的辉度等级的峰值存在着多个,把辉度等级从0电平开始变化的上述阈值电压值,与上述每一个将成为峰值的电压值之内最低的电压值之间的范围,定为驱动电压范围。
102.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的出射方向不同的方向。
103.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的出射方向不同的方向。
104.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:上述观察方向被设定为与在液晶层的透过状态时从液晶层向前方一侧射出的光的出射方向不同的方向。
105.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:被偏压驱动。
106.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:被偏压驱动。
107.权利要求105所述的液晶显示装置,其特征是:被构成为可以调整上述偏压驱动中的偏压。
108.权利要求106所述的液晶显示装置,其特征是:被构成为可以调整上述偏压驱动中的偏压。
109.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:具备根据上述辉度-电压特性的变化把驱动电压调整为使得变成为上述驱动电压范围的驱动电压调整装置。
110.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:具备根据上述辉度-电压特性的变化把驱动电压调整为使得变成为上述驱动电压范围的驱动电压调整装置。
111.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:具备根据上述辉度-电压特性的变化把驱动电压调整为使得变成为上述驱动电压范围的驱动电压调整装置。
112.权利要求109所述的液晶显示装置,其特征是:具备检测与上述辉度等级的峰值大体上对应的电压的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
113.权利要求110所述的液晶显示装置,其特征是:具备检测与上述辉度等级的峰值大体上对应的电压的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
114.权利要求111所述的液晶显示装置,其特征是:具备检测与上述辉度等级的峰值大体上对应的电压的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
115.权利要求109所述的液晶显示装置,其特征是:具备检测液晶显示装置的使用状态的温度的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
116.权利要求110所述的液晶显示装置,其特征是:具备检测液晶显示装置的使用状态的温度的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
117.权利要求111所述的液晶显示装置,其特征是:具备检测液晶显示装置的使用状态的温度的检测装置的同时,上述驱动电压调整装置被构成为根据上述检测结果调整驱动电压。
118.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的背后一侧,具备反射并向前方一侧射出从上述液晶层的前方一侧入射的光的反射片。
119.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的背后一侧,具备反射并向前方一侧射出从上述液晶层的前方一侧入射的光的反射片。
120.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的背后一侧,具备反射并向前方一侧射出从上述液晶层的前方一侧入射的光的反射片。
121.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的背后一侧具备光源,来自光源的斜向方向的光,通过液晶层向前方一侧射出。
122.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的背后一侧具备光源,来自光源的斜向方向的光,通过液晶层向前方一侧射出。
123.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的背后一侧具备光源,来自光源的斜向方向的光,通过液晶层向前方一侧射出。
124.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:借助于有源矩阵驱动进行显示。
125.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:借助于有源矩阵驱动进行显示。
126.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:借助于有源矩阵驱动进行显示。
127.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:借助于单纯矩阵驱动进行显示。
128.权利要求98所述的液晶显示装置,其特征是:借助于单纯矩阵驱动进行显示。
129.权利要求99所述的液晶显示装置,其特征是:借助于单纯矩阵驱动进行显示。
130.一种借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置,
其特征是:进行偏压驱动。
131.权利要求130所述的液晶显示装置,其特征是:进行由有源器件矩阵施行的有源驱动。
132.权利要求130所述的液晶显示装置,其特征是:上述偏压驱动是相向反转驱动。
133.权利要求130所述的液晶显示装置,其特征是:上述偏压驱动是浮置栅极驱动。
134.权利要求130所述的液晶显示装置,其特征是:上述偏压驱动是电容耦合驱动。
135.权利要求130所述的液晶显示装置,其特征是:上述偏压驱动装置所发生的上述规定的电压是可变的。
136.一种借助于把液晶层切换成散射状态和透过状态以进行显示的散射模式的液晶显示装置,
其特征是:在从规定的观察方向进行观察的情况下,在液晶层的散射状态和透过状态之间的变化过程中,具有存在着比所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级那样的辉度-电压特性。
137.权利要求136所述的液晶显示装置,其特征是:把从上述辉度-电压特性中的将变成为比上述所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级的电压值,到辉度等级单调地减少变成为0电平的电压值为止的范围,定为驱动电压范围。
138.权利要求136所述的液晶显示装置,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的比上述所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级,在使用温度范围内变成为最高。
139.权利要求136所述的液晶显示装置,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的比上述所加电压为0V时的辉度等级还高的辉度等级,在大体上室温下变成为最高。
140.权利要求136所述的液晶显示装置,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度,比液晶显示装置的使用温度范围的上限还高20℃以上。
141.权利要求136所述的液晶显示装置,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度,为80℃以上。
142.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的上述辉度等级的峰值,在使用温度范围内变成为最高。
143.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:被构成为使得根据液晶显示装置的使用温度进行变化的上述辉度等级的峰值,在大体上室温中变成为最高。
144.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度比液晶显示装置的使用温度范围的上限还高20℃以上。
145.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:构成上述液晶层的液晶材料的液晶相-各向同性相相转移温度,为80℃以上。
146.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的厚度为d(微米)、上述液晶层的散射增益为SG的情况下,下式成立:
50exp(-0.4 d)<SG<360exp(-0.47d)。
147.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:在上述液晶层的厚度为d(微米)、上述液晶层的散射增益为SG、上述液晶层中的液晶材料的复折射各向异性为Δn的情况下,下式成立:
50exp(-1.6Δn·d)<SG<360exp(-1.88Δn·d)。
148.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:上述液晶层的散射增益在10以上200以下。
149.权利要求97所述的液晶显示装置,其特征是:在液晶显示装置的使用温度的范围内的上述液晶层的散射增益,在10以上200以下。
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C10 | Entry into substantive examination | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |