JP2000298441A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光板、配向膜を必要としないことにより高
輝度化を達成でき、しかも十分なコントラストを得るこ
とのできる、透過型の表示装置の提供が望まれている。 【解決手段】 第１の透明基板４と第２の透明基板５と
が所定の間隙を介して相対向して配置されてなる表示パ
ネル２と、バックライト３とを備えた透過型の表示装置
１である。表示パネル２に、バックライト３からの光を
屈折率の差によって集める集光手段１６が設けられてい
る。表示パネル２における第１の透明基板４と第２の透
明基板５との間に、光の透過と散乱とを電界によって制
御する光変調手段１２と、集光手段１６によって集めら
れた光を吸収する光吸収手段８とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトを備
えた透過型の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示装置の一つとして、液晶表示装置が
従来より知られている。液晶表示装置は初期において、
ネマチック液晶を使用した捩じれネマチックＴＮタイプ
や、９０°以上に捩じれを持たせたＳＴＮタイプのもの
が、時計、計算機などの表示装置として実用化された。

【０００３】そして、近年ではフラット、低消費電力、
軽量、薄型などの特徴を活かして、携帯情報端末、モバ
イルパソコンなどにも使用されるようになってきてお
り、さらには、その大型化、カラー化、高精細化によ
り、ノート型やデスクトップ型パソコンのディスプレイ
としても広く実用化され、小型から中型までの表示装置
として主流になりつつある。

【０００４】ところが、一般に液晶表示装置は偏光板を
必要とするため、光の利用効率が低く、また、液晶を制
御するために配向膜が必要であることから、その製造に
際してはこの配向膜の形成やその配向処理といった工程
が必要となり、製造コストの低減が困難になっていた。

【０００５】近年、前記の偏光板や配向膜を必要とせ
ず、大型で廉価な液晶表示装置として、散乱−透明の変
調による表示方式（表示モード）が注目されている。こ
のような表示モードとしては、従来、ＤＳＭ（動乱散
乱）モードやＰＣ（相変化）モードが知られているが、
どちらも抵抗値が低く、消費電流が大きいことや応答速
度が遅い、色ムラを起こし易いなどの欠点があった。

【０００６】近時、このような欠点がなく、しかも偏光
板や配向膜を必要としない液晶表示モードとして、高分
子と液晶を利用した、いわゆる高分子分散液晶を用いた
モードが注目されている。この高分子分散液晶として
は、以下の３つのタイプに大きく分類される。 （１）高分子支持体の中で液晶が連続相となっているも
のでＰＮＬＣ（Polymer-Network Liquid Cristal;USP53
04323 ）等。 （２）液晶が不連続になっているものとして高分子中に
分散したＰＤＬＣ（Polymer-Dispersed liquid Crystal
s;USP4671618）等。 （３）液晶をマイクロカプセル中に封入したＮＣＡＰ
（Nematic Curvilinear Aligned Phase;USP4435407）
等。

【０００７】これらは、通常、電極付きガラス基板で作
製された液晶セル内にネマチック液晶を用いた高分子分
散液晶が充填されて構成されるもので、該液晶セルに電
圧が印加されると液晶が電場方向に配列するようになっ
ている。このように液晶が電場方向に配列したとき、高
分子マトリックスの屈折率と液晶の屈折率とがほぼ等し
ければ入射した光は透過する。また、電圧が印加されな
いときには、液晶はランダムに配向して高分子マトリッ
クスと液晶との界面に屈折率差を生じ、これにより入射
した光はこの界面で散乱され、不透明に視認されるよう
になる。なお、散乱−透過変調モードとしては、他に、
液晶にコレステリック液晶を用いたＰＳＣＴ（Polymer-
Stabilized Choresteric Texture liquid crystals）な
ども知られている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の高分
子分散液晶を使用した液晶表示装置にあっては、そもそ
も透過と散乱との光変調が、例えば前述したような高分
子マトリックスの屈折率と液晶の屈折率との差によって
散乱が起こる場合、散乱特性が液晶の屈折率異方性Δｎ
によって決まってしまう。

【０００９】しかして、現在ある一般的な液晶ではΔｎ
が０．２５程度であることから、図１０に表されるよう
に入射した光が後方に散乱される成分は２０％以下であ
り、ほとんどが前方に透過してしまう。

【００１０】この問題を解決するため液晶滴のサイズの
最適化などが行われているが、前方への光の透過を十分
に抑えるには未だ不十分である。つまり、透過−散乱の
状態変化において、その透過時にも散乱時にも、入射光
のほとんどが前方に透過してしまうのである。したがっ
て、投射型のライトバルブとしては利用できても、直視
型である透過型のディスプレイとしては十分なコントラ
ストが得られず、これにより透過型表示装置には利用す
ることができなかった。

【００１１】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、偏光板、配向膜を必要と
しないことにより高輝度化を達成でき、しかも十分なコ
ントラストを得ることのできる、透過型の表示装置を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の表示装置では、
第１の透明基板と第２の透明基板とが所定の間隙を介し
て相対向して配置されてなる表示パネルと、バックライ
トとを備えてなり、前記表示パネルに、前記バックライ
トからの光を屈折率の差によって集める集光手段が設け
られ、前記表示パネルにおける前記第１の透明基板と第
２の透明基板との間に、光の透過と散乱とを電界によっ
て制御する光変調手段と、前記集光手段によって集めら
れた光を吸収する光吸収手段とが設けられてなることを
前記課題の解決手段とした。

【００１３】この表示装置によれば、光変調手段を光透
過状態とすることで、集光手段で集めた光を光吸収手段
に集めてこれを吸収させ、暗表示とすることができ、光
変調手段を光散乱状態とすることで、集光手段で集めた
光を光吸収手段でほとんど吸収させることなくそのまま
出射させ、明表示とすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の表示装置を実施形
態例により詳しく説明する。図１は本発明の表示装置の
第１の実施形態例を示す図であり、図１中符号１は表示
装置である。この表示装置１は、表示パネル２とこれの
一方の面側に配置されたバックライト３とからなるもの
である。

【００１５】表示パネル２は、第１の透明基板４と第２
の透明基板５とが所定の間隙を介して相対向して配置さ
れてなるもので、これら第１の透明基板４と第２の透明
基板５との間にさらに第３の透明基板６を有してなるも
のである。第１の透明基板４の内面（第２の透明基板５
側の面）には、図２に示すように円形の開口を形成した
状態にブラックマトリックス７がパターニングされ、さ
らにその開口の中心に本発明において光吸収手段となる
光吸収層８が設けられている。この光吸収層８は、後述
する集光手段によって集められた光を吸収するよう形成
配置されたものであり、例えば金属クロムやカーボンな
どブラックマトリックス７と同じ材料によって形成され
たものである。

【００１６】なお、ブラックマトリックス７に囲まれて
形成される開口は、後述するように光が出射する窓とな
るため、この開口内に位置する光吸収層８は輝度を高め
るうえでその面積をより小さくするのが好ましい。した
がって、この光吸収層８において透過光の断面積が最小
になるように、後述する集光レンズを設計しておくのが
望ましい。

【００１７】また、第１の透明基板４の内面には、図１
に示したように前記ブラックマトリックス７、光吸収層
８を覆って赤、緑、青の各カラーフィルタ９Ｒ、９Ｇ、
９Ｂが設けられている。これらカラーフィルタ９Ｒ、９
Ｇ、９Ｂは、図２に示したように、ブラックマトリック
ス７の開口によって形成される絵素一つ（開口一つ）に
対応して、各色のうちの一色が配設されるようになって
いる。これらカラーフィルタ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂの上に
は、図１に示したように平坦化膜（図示略）を介してＩ
ＴＯ等からなる透明電極１０が形成されている。

【００１８】第３の透明基板６は、前記第１の透明基板
４との間に所定の間隙を介して相対向して配置された厚
さ３ｍｍ程度のもので、その第１の透明基板４側の面に
はＩＴＯ等からなる透明電極１１が形成されている。そ
して、この第３の透明基板６の透明電極１１と、前記第
１の透明基板４の透明電極１０との間には、本発明にお
いて光変調手段となる光変調層１２が設けられている。

【００１９】この光変調層１２は、例えばアクリル系樹
脂に液晶を分散させてなる高分子分散液晶からなるもの
で、液晶が分散したタイプ、あるいは液晶が連続層であ
るタイプのいずれもが用いられる。また、この光変調層
１２は、透明電極１０、１１によって形成される電界、
すなわち透明電極１０、１１によって印加される電圧に
応じて、光を透過する状態と散乱する状態とに変化する
もので、これにより後述する集光手段によって集められ
た光をそのまま透過しあるいは散乱させるものとなって
いる。なお、光変調層１２としては、高分子分散液晶型
以外に、相変化型などの液晶素子も用いられる。

【００２０】また、この第３の透明基板６は、前記第２
の透明基板５との間にも所定の間隙を介して相対向して
配置されたものとなっており、その第２の透明基板５側
の面にはアクリル系の光または熱硬化性樹脂等からなる
接着層１３が形成されている。

【００２１】第２の透明基板５の内面（第３の透明基板
６側の面）には、アクリル系の光または熱硬化性樹脂等
からなる接着層１４が形成されているとともに、多数の
突起１５…が縦横に規則的に整列配置されている。突起
１５…は、微小な高屈折率球体からなる多数の集光レン
ズ１６…を規則的に整列配置させてその状態に固定する
ためのもので、本発明において固定手段として機能する
ものである。

【００２２】集光レンズ１６は、本発明における集光手
段となるもので、例えば直径５０μｍ、屈折率が１．９
のガラスビーズからなるものであり、空気との屈折率差
によって集光機能を発揮するものである。また、これら
集光レンズ１６…は、突起１５…によって位置決めさ
れ、さらにその状態で第３の透明基板６の接着層１３と
第２の透明基板５の接着層１４とによって挟着固定され
たものであり、それぞれ前記した絵素一つに対して一個
が配置されたものである。そして、このような構成のも
とに集光レンズ１６は、対応した絵素における前記光吸
収層にその焦点がほぼ一致するようになっている。

【００２３】なお、前記突起１５…は、その高さが集光
レンズ１６の直径より小さく形成されており、特に半径
程度以下とするのが好適とされている。また、これら突
起１５…は、図３に示すようにそのピッチが集光レンズ
１６の直径にほぼ一致するようにして配置されており、
四つの突起１５…によってその中央に一個の集光レンズ
１６を配置し、これにより集光レンズ１６…を平面的に
配列させるようになっている。

【００２４】バックライト３は、面状に発光し得る白色
光源によって構成されたもので、第２の透明基板５の背
面側に設置されたものである。なお、このようなバック
ライト３としては、例えば液晶表示装置において一般的
に用いられるエッジライトタイプのものなどが好適に用
いられる。

【００２５】このような構成の表示装置１の駆動方式に
ついては、光変調層１２の特性によって公知の駆動方式
から適宜選択されるが、高画質を得るためには各画素に
スイッチング素子を備えるアクティブ駆動方式が好適に
採用される。

【００２６】次に、このような表示装置１の作製方法を
説明する。まず、第２の透明基板５にフォトリソグラフ
によって高さ２０μｍ程度の突起１５…を５０μｍピッ
チで縦横規則的に作製する。次に、これら突起１５…の
形成面に、アクリル系の光または熱硬化性樹脂をスピン
コート法によって厚さ３μｍ程度に塗布する。次いで、
ガラスビーズや樹脂ビーズからなる集光レンズ１６を、
図４（ａ）〜（ｄ）に示す方法で第２の透明基板５上に
整列配置する。

【００２７】すなわち、まず、突起１５…を形成しさら
にアクリル系樹脂を塗布した第２の透明基板５上に多数
の集光レンズ１６…を載せ、続いて、図４（ａ）に示す
ようにスキージ１７を第２の透明基板５の面方向に沿っ
てその端から端に移動させ、集光レンズ１６…を第２の
透明基板５上に一様に展開してそれぞれ四つの突起１５
…で位置決めさせる。

【００２８】次に、図４（ｂ）に示すように集光レンズ
１６…を位置決めした第２の透明基板５上をゴムローラ
１８で押圧し、位置決めされた集光レンズ１６…を前記
アクリル系樹脂の塗布面に押し込む。次いで、図４
（ｃ）に示すように吸引機１９によって余剰分となる集
光レンズ１６…を吸引除去する。その後、前記アクリル
系樹脂を熱硬化させて接着層１４を形成し、これにより
図４（ｄ）に示すように集光レンズ１６…を確実に固定
した第２の透明基板５を得る。

【００２９】一方、第１の透明基板４については、その
内面にブラックマトリックス７と光吸収層８とをフォト
リソグラフで形成するとともに、カラーフィルタ９Ｒ、
９Ｇ、９Ｂをフォトリソグラフィによって順次形成す
る。続いて、これらの上に平坦化膜（図示せず）を形成
することによって平坦化し、次いでこの上にＩＴＯをス
パッタして透明電極１０を形成する。

【００３０】また、第３の透明基板６についても、その
一方の面（第１の透明基板４に対向させる面）にストラ
イプ状にパターニングしたＩＴＯからなる透明電極１１
を形成しておく。そして、この第３の透明基板６と前記
第１の透明基板４とを所定の間隙を開けて相対向させ、
この間隙に光重合タイプのアクリル系樹脂のモノマーま
たはオリゴマーと液晶材料の混合物を注入する。続い
て、これに紫外線を照射してモノマー又はオリゴマーを
重合させ、高分子分散液晶を形成して光変調層１２を得
る。なお、ここで言う高分子分散液晶とは、液晶が分散
したタイプ、液晶が連続層であるタイプの両方を含めて
いる。

【００３１】このようにして第１の透明基板４と第２の
透明基板５とを一体化したら、第２の透明基板５の他方
の面（第２の透明基板５に対向させる面）にアクリル系
樹脂を塗布する。そして、この樹脂塗布面に前記の集光
レンズ１６…を固定した第２の透明基板５を対向させ、
さらに集光レンズ１６…を樹脂塗布面に押し付け、その
状態で該アクリル系樹脂を熱硬化させることにより、接
着層１３を形成し、表示パネル２を得る。その後、この
ようにして得られた表示パネル２とバックライト３とを
組み合わせることにより、表示装置１を得る。

【００３２】この表示装置１では、光変調層１２を高分
子分散液晶で形成した場合、例えば透明電極１０、１１
間への電圧の印加をオフにすると、集光レンズ１６を透
過した光は光変調層１２に至り、この光変調層１２を通
ることによって散乱される。そして、このように散乱さ
れた光は、そのほとんどが光吸収層８に集められること
なく、カラーフィルタ９Ｒ（９Ｇ、９Ｂ）を透過しブラ
ックマトリクス７で囲まれた開口から出射することによ
り、透過したカラーフィルタ９Ｒ（９Ｇ、９Ｂ）の色を
表示するようになる。

【００３３】一方、透明電極１０、１１間への電圧の印
加をオンにすると、集光レンズ１６を透過して集光され
た光は光変調層１２に至り、さらにこの光変調層１２中
をその液晶によって散乱されることなく透過する。する
と、この透過した光は集光レンズ１６で集光されている
ことにより、ブラックマトリクス７で囲まれた開口の中
心にある光吸収層８でほとんど吸収され、これによりこ
の絵素では黒表示をなすようになる。

【００３４】なお、この例では、集光レンズ１６と光吸
収層８との間に第３の透明基板６や接着層１３が設けら
れているので、これら第３の透明基板６や接着層１３の
材質をその屈折率を考慮して適宜に選択し、これらと集
光レンズ１６との組み合わせによってこれらを出射した
光が光吸収層８に集められるようにしている。また、こ
の表示装置１において、第１、第２、第３の各透明基板
４、５、６については、透明ガラスや透明樹脂フィルム
などが使用され、これによりリジットタイプにもフレキ
シブルタイプにも対応可能となっている。また、突起１
５…については、第２の透明基板５でなく第３の透明基
板６に形成するようにしてもよい。

【００３５】図５は本発明の表示装置の第２の実施形態
例を示す図であり、図５中符号２０は表示装置である。
この表示装置２０が図１に示した表示装置１と異なると
ころは、光変調層１２と集光レンズ１６とを入れ替えた
点にある。すなわち、この表示装置２０は、第１の透明
基板４と第３の透明基板６との間に集光レンズ１６…を
設け、第３の透明基板６と第２の透明基板５との間に光
変調層１２を設けた構造となっている。

【００３６】なお、これら光変調層１２と集光レンズ１
６とを入れ替えるに伴い、透明電極１０、１１はそれぞ
れ第３の透明基板６と第２の透明基板５とに設けられ、
接着層１３は第１の透明基板４のみに設けられている。
また、突起１５…については第３の透明基板６に設けら
れるものの、これを第１の透明基板４に設けてもよい。

【００３７】このような構成の表示装置２０では、例え
ば透明電極１０、１１間への電圧の印加をオフにする
と、光変調層１２を通る光は液晶により散乱されて集光
レンズ１６に至り、これを透過してカラーフィルタ９Ｒ
（９Ｇ、９Ｂ）に到達する。このとき、光変調層１２を
透過した光は、ここで散乱されたことによって集光レン
ズ１６に真っ直ぐに入射せず、傾きをもって入射するた
め、集光レンズ１６で屈折された光は集光レンズ１６の
焦点となる光吸収層８に集められることなく、その外側
の開口を通って第１の透明基板４側に出射し、透過した
カラーフィルタ９Ｒ（９Ｇ、９Ｂ）の色を表示するよう
になる。

【００３８】一方、透明電極１０、１１間への電圧の印
加をオンにすると、光変調層１２を通る光は液晶によっ
て散乱されることなく透過して直進する。すると、この
直進した光は集光レンズ１６によって集光され、ブラッ
クマトリクス７で囲まれた開口の中心にある光吸収層８
でほとんど吸収され、これによりこの絵素では黒表示を
なすようになる。

【００３９】図６は本発明の表示装置の第３の実施形態
例を示す図であり、図６中符号３０は表示装置である。
この表示装置３０が図１に示した表示装置１と異なると
ころは、ガラスビーズ等の微小な高屈折率球体からなる
多数の集光レンズ１６に代えて、凸レンズからなる集光
レンズ３１…を用いた点と、これら集光レンズ３１…を
第２の透明基板３２の背面側（バックライト３側）に配
設した点にある。

【００４０】すなわち、この表示装置３０は、ブラック
マトリックス３３、光吸収層３４、カラーフィルタ３５
Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂ、平坦化膜３６、透明電極１０を形
成した第１の透明基板４と、マトリックス状の透明電極
３７を形成した第２の透明基板３２との間に光変調層１
２を形成し、第２の透明基板３２の背面側に凸レンズ形
状の集光レンズ３１…を各絵素毎に配設したものであ
る。なお、この例においては、第２の透明基板３２に薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチング素子３
８が各絵素毎に設けられており、これによってアクティ
ブ駆動がなされるようになっている。

【００４１】このような表示装置３０を作製するには、
まず、第１の透明基板４に公知の方法によって図７に示
すようなパターンのブラックマトリックス３３と光吸収
層３４とを金属クロムで形成するとともに、赤、緑、青
のカラーフィルタ３５Ｒ、３５Ｇ、３５Ｂを形成する。
続いて、これらの上に平坦化膜３６を形成して平坦化
し、さらにＩＴＯをスパッタして透明電極１０を形成す
る。

【００４２】そして、この第１の透明基板４とマトリッ
クス状に透明電極３７を形成した第２の透明基板３２と
を高さ８μｍのスペーサ（図示せず）を介して張り合わ
せ、その間隙に高分子分散液晶を充填し、光変調層１２
を形成する。また、集光レンズ３１用の設計を施した金
型を５０×６０ｍｍサイズに予め作製しておき、これを
ミニマックスモールダ装置に装着する。そして、この装
置に溶融したポリメタクリル酸メチル樹脂を流し込み、
成形加工して多数の集光レンズ３１を一体化してなる集
光レンズ板３９を形成する。次いで、この集光レンズ板
３９を第２の透明基板３２の背面に位置決め固定して表
示パネルを得、さらにバックライト３を取り付けて表示
装置３０を得る。

【００４３】このような表示装置３０にあっては、例え
ば透明電極１０、１１間への電圧の印加をオフにする
と、集光レンズ３１を透過した光は光変調層１２に至
り、この光変調層１２を通ることによって散乱される。
そして、このように散乱された光は、そのほとんどが光
吸収層３４に集められることなく、カラーフィルタ３５
Ｒ（３５Ｇ、３５Ｂ）を透過しブラックマトリクス３３
で囲まれた開口から出射することにより、透過したカラ
ーフィルタ３５Ｒ（３５Ｇ、３５Ｂ）の色を表示するよ
うになる。

【００４４】一方、透明電極１０、１１間への電圧の印
加をオンにすると、集光レンズ３１を透過して集光され
た光は光変調層１２に至り、さらにこの光変調層１２中
をその液晶によって散乱されることなく透過する。する
と、この透過した光は集光レンズ３１で集光されている
ことにより、ブラックマトリクス３３で囲まれた開口の
中心にある光吸収層３４でほとんど吸収され、これによ
りこの絵素では黒表示をなすようになる。

【００４５】図８は本発明の表示装置の第４の実施形態
例を示す図であり、図８中符号４０は表示装置である。
この表示装置４０が図１に示した表示装置１と異なると
ころは、光変調手段と集光手段とを一体に構成している
点である。

【００４６】すなわち、この表示装置４０では、第１の
透明基板４１と第２の透明基板４２との間に、光変調手
段と集光手段とを一体化した構成を有するマイクロカプ
セル４３…が配設されている。これらマイクロカプセル
４３…は、その外壁がアクリル系樹脂等の透明樹脂から
なることにより、該マイクロカプセル４３の外側にある
空気との間の屈折率差によって集光を行うようになって
いる。また、マイクロカプセル４３には、その外壁の内
部に高分子分散液晶が充填封入されている。このような
構成によりマイクロカプセル４３は、その外壁が本発明
における集光手段（集光レンズ）として機能し、また高
分子分散液晶が本発明における光変調手段として機能す
る光変調層４４となっている。

【００４７】また、これらマイクロカプセル４３…は、
第２の透明基板４２に形成された突起４５…によって位
置決めされ、さらにその状態で、第１の透明基板４１に
形成された接着層４６に固定されている。ここで、前記
突起４５…は、その高さがマイクロカプセル４３の直径
より小さく形成されており、特に半径程度以下とするの
が好適とされている。また、これら突起４５…は、図３
に示した例と同様にそのピッチがマイクロカプセル４３
の直径にほぼ一致するようにして配置されており、四つ
の突起４５…によってその中央に一個のマイクロカプセ
ル４３を配置し、これによりマイクロカプセル４３…を
平面的に配列させるようになっている。

【００４８】なお、第１の透明基板４１には、ブラック
マトリックス４７、光吸収層４８、カラーフィルタ４９
Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂ、平坦化膜５０、透明電極５１が形
成されており、一方、第２の透明基板４２にはマトリク
ッス状の透明電極５２が形成されている。

【００４９】このような表示装置４０を形成するには、
まず、公知のフォトリスグラフ法により、第１の透明基
板４１にブラックマトリックス４７および光吸収層４
８、さらにカラーフィルタ４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂを図
２に示したようなパターンに形成する。続いて、これら
の上に平坦化膜５０を形成して平坦化し、さらにこの上
にＩＴＯをスパッタし次いでこれをストライプ状にパタ
ーニングして透明電極５１を形成する。そして、この上
にマイクロカプセル４３を固定するための接着層４６を
形成する。

【００５０】マイクロカプセル４３の作製法としては、
例えば以下の方法が採用される。まず、多価イソシアネ
ート化合物１重量部とネマチック液晶３０重量部、およ
び光重合タイプのアクリル系樹脂のモノマーを混合し、
これを５ｗｔ％ポリビニルアルコール水溶液１５０重量
部と混合し、得られた混合物をホモジナイザーで乳化す
る。

【００５１】次いで、得られた乳化液を攪拌しつつ６０
℃に加熱して反応させ、続いてこれを室温に戻す。そし
て、これにメタノール１０重量部を加えて反応を終了さ
せ、液晶のカプセル化を行う。得られたカプセルについ
ては、これらを一旦膜状に展開し、紫外線を照射するこ
とによってその内部のモノマーを架橋させる。その後、
５０μｍ径のマイクロカプセル４３を分級して取り出
す。

【００５２】一方、第２の透明基板４２については、こ
れの内面にＩＴＯからなる透明電極５２を形成するとと
もに、公知のフォトリソグラフによって突起４４…を形
成し、さらに四つの突起４５…に囲まれた位置にそれぞ
れ前記マイクロカプセル４３を、図４（ａ）〜（ｄ）に
示した方法と同様にして整列配置した。そして、この第
２の透明基板４２の周囲に封止用のシール剤を塗布し、
この第２の透明基板４２を第１の透明基板４１に張り合
わせ、表示パネルを得る。その後、このようにして得ら
れた表示パネルとバックライト３とを組み合わせること
により、表示装置４０を得る。

【００５３】この表示装置４０では、例えば透明電極５
１、５２間への電圧の印加をオフにすると、マイクロカ
プセル４３に入射した光は集光レンズとして機能するマ
イクロカプセル４３の外壁を透過するとともに、マイク
ロカプセル４３内の光変調層４４を通ってこの光変調層
４４の液晶によって散乱され、カラーフィルタ９Ｒ（９
Ｇ、９Ｂ）に到達する。このとき、光変調層４４を透過
した光は、ここで散乱されたことによってマイクロカプ
セル４３の外壁による集光が設計上の焦点となる光吸収
層４８に集められることなく、その外側の開口を通って
第１の透明基板４側に出射し、透過したカラーフィルタ
４９Ｒ（４９Ｇ、４９Ｂ）の色を表示するようになる。

【００５４】一方、透明電極５１、５２間への電圧の印
加をオンにすると、光変調層４４を通る光は液晶によっ
て散乱されることなく透過して直進する。したがって、
マイクロカプセル４３に入射した光はその外壁で集光さ
れ、ブラックマトリクス７で囲まれた開口の中心にある
光吸収層４８でほとんど吸収され、これによりこの絵素
では黒表示をなすようになる。

【００５５】なお、この表示装置４０においても、その
第１の透明基板４１、第２の透明基板４２については、
透明ガラスや透明樹脂フィルムなどが使用され、これに
よりリジットタイプにもフレキシブルタイプにも対応可
能となっている。また、突起４５…と接着層４６とを入
れ替え、第１の透明基板４１に突起４５を設け、第２の
透明基板４２に接着層４６を配設するようにしてもよ
い。

【００５６】図９は本発明の表示装置の第５の実施形態
例を示す図であり、図９中符号６０は表示装置である。
この表示装置６０が図８に示した表示装置４０と異なる
ところは、マイクロカプセル４３で内包した光変調層６
１に、色素を溶解させて該光変調層６１にカラーフィル
タとしての機能を持たせた点にある。

【００５７】すなわち、この表示装置６０では、光変調
層６１を形成する高分子分散液晶中に、赤、緑、青の各
色に対応する色素を添加し、カラーフィルタとしての機
能を持たせており、したがって第１の透明基板４１に
は、カラーフィルタを設けることなく、ブラックマトリ
ックス４７および光吸収層４８の上に直接平坦化膜５０
が設けられている。

【００５８】このような構成の表示装置６０では、光が
カラーフィルタでなく光変調層６１中を透過することに
より色表示をなすようになっている点以外は、図８に示
した表示装置４０と同様に機能する。

【００５９】なお、本例では光変調層６１に色素を溶解
させて該光変調層６１にカラーフィルタとしての機能を
持たせたが、これに代えて、例えばマイクロカプセル４
３の表面を、色素や顔料を用いて形成したカラーフィル
タ膜で被覆するようにしてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の表示装置
は、光変調手段を光透過状態とすることで、集光手段で
集めた光を光吸収手段に集めてこれを吸収させ、暗表示
とすることができ、また、光変調手段を光散乱状態とす
ることで、集光手段で集めた光を光吸収手段でほとんど
吸収させることなくそのまま出射させ、明表示とするこ
とができる。

【００６１】したがって、偏光板を必要としないため高
輝度表示、高コントラストが可能となる。また、配向膜
も必要としないため、材料のコストや偏光板や配向膜形
成のための工程、配向処理工程に要する製造コストが不
要になり、コストの低減化も可能になる。さらに、配向
膜が不要となり配向処理工程も無くなるので、表示性能
の信頼性が向上し、高輝度、高精細ディスプレイを実現
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における表示装置の第１の実施形態例
の、概略構成を示す要部側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。

【図３】突起による集光レンズの位置決めを説明するた
めの平面図である。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は、集光レンズの敷き詰め方法
を工程順に説明するための図である。

【図５】本発明における表示装置の第２の実施形態例
の、概略構成を示す要部側断面図である。

【図６】本発明における表示装置の第３の実施形態例
の、概略構成を示す要部側断面図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図８】本発明における表示装置の第４の実施形態例
の、概略構成を示す要部側断面図である。

【図９】本発明における表示装置の第５の実施形態例
の、概略構成を示す要部側断面図である。

【図１０】高分子分散液晶の散乱状態を説明するための
図である。

【符号の説明】

１，２０，３０，４０，６０…表示装置、２…表示パネ
ル、３…バックライト、４，４１…第１の透明基板、
５，３２，４２…第２の透明基板、８，３４，４８…光
吸収層、９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ，３５Ｒ，３５Ｇ，３５Ｂ，
４９Ｒ，４９Ｇ，４９Ｂ…カラーフィルタ、１０，１
１，３７，５１，５２…透明電極、１１，４４，６１…
光変調層、１５，４５…突起、１６，３１…集光レン
ズ、３８…スイッチング素子、４３…マイクロカプセル

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の透明基板と第２の透明基板とが所
   定の間隙を介して相対向して配置されてなる表示パネル
   と、バックライトとを備えた透過型の表示装置であっ
   て、 前記表示パネルに、前記バックライトからの光を屈折率
   の差によって集める集光手段が設けられ、 前記表示パネルにおける前記第１の透明基板と第２の透
   明基板との間に、光の透過と散乱とを電界によって制御
   する光変調手段と、前記集光手段によって集められた光
   を吸収する光吸収手段とが設けられてなることを特徴と
   する表示装置。
2. 【請求項２】 前記光変調手段と集光手段とが一体に構
   成されていることを特徴とする請求項１記載の表示装
   置。
3. 【請求項３】 前記光変調手段と集光手段とが分離して
   配置されていることを特徴とする請求項１記載の表示装
   置。
4. 【請求項４】 前記光変調手段が液晶からなっているこ
   とを特徴とする請求項１記載の表示装置。
5. 【請求項５】 前記集光手段が微小球体からなる集光レ
   ンズによって形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の表示装置。
6. 【請求項６】 前記光変調手段と集光手段とが一体に構
   成されたものが、液晶を内包したマイクロカプセルであ
   ることを特徴とする請求項２記載の表示装置。
7. 【請求項７】 前記第１の透明基板と第２の透明基板と
   の間に、カラーフィルターが設けられてなることを特徴
   とする請求項１記載の表示装置。
8. 【請求項８】 前記の液晶を内包したマイクロカプセル
   が、色素や顔料を用いて形成されたカラーフィルタで被
   覆されていることを特徴とする請求項６記載の表示装
   置。
9. 【請求項９】 前記の液晶を内包したマイクロカプセル
   に内包された液晶相が色素によって着色されていること
   を特徴とする請求項６記載の表示装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の透明基板、第２の透明基板
    のうちの一方に、薄膜トランジスタスイッチング素子が
    絵素毎に設けられていることを特徴とする請求項１記載
    の表示装置。
11. 【請求項１１】 前記表示パネルに、前記微小球体から
    なる集光レンズを整列させるための固定手段が設けられ
    ていることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
12. 【請求項１２】 前記集光手段が、前記第１の透明基板
    と第２の透明基板との間に配設されていることを特徴と
    する請求項１記載の表示装置。
13. 【請求項１３】 前記集光手段が、前記第１の透明基
    板、第２の透明基板のうちの前記バックライト側に配置
    される透明基板の背面側に配設されていることを特徴と
    する請求項１記載の表示装置。