JP2006276637A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 バックライトを用いての鮮明な表示が得られるゲストホストタイプの液晶表示装置を得る。
【解決手段】 二色性色素を含有する液晶層２５を形成した液晶表示装置３０を、二色性色素の持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を持ったバックライト光で照明する。二色性色素がイエロー（黄）色の時は４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光を用い、二色性色素がオレンジ（橙）色の時は５００〜５３０ｎｍ波長のバックライト光を用い、二色性色素がブルー（青）色の時は６００〜６５０ｎｍ波長のバックライト光を用いる。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置の照明に関するもので、特に二色性色素を配合しての高分子分散型液晶を用いた、バックライト照明を持った液晶表示装置に関する。

偏光板を必要とせず、明るい表示が得られると云うことで高分子分散型の液晶表示装置が普及してきている。この高分子分散型の液晶表示装置は液晶物質の散乱状態を利用して白色の表示を行うものである。この高分子分散型液晶の中でも、特にネマティック液晶材料と高分子樹脂との混合物からなる高分子分散型液晶などが良く利用されている。この高分子分散型液晶を使った液晶表示装置は、ネマティック液晶材料の屈折率と高分子樹脂との屈折率の違いにより光散乱が生じ、その光散乱による白濁状態を利用して表示を行わせるものである。

上記の高分子分散型液晶表示装置は、概ね、図５に示す構造を取っている。図５は高分子分散型液晶表示装置の要部断面図を示したものである。また、使用している液晶は電圧印加時に透明状態となり、電圧無印加時に白濁状態を示す高分子分散型液晶の一種であるＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）を使用している。

図５より、この高分子分散型液晶表示装置１０は、ガラスなどからなる下透明基板１の上面に透明電極３を形成し、同じく、ガラスなどからなる上透明基板２の下面に透明電極４を形成し、一定の隙間を設けて、その隙間に液晶層５をシール材６を介して封入した構造を取る。ここでの液晶層５は高分子分散型の液晶を用いており、光硬化性樹脂とネマティック液晶とを混ぜ合わせて封入し、封入後に紫外線照射で高分子樹脂を網目（ネットワーク）状の構造にし、その網目の中にネマティック液晶を分散させた構造を取っているものである。また、下透明基板１の下面側には反射板７を設けている。

上記高分子分散型液晶は、上下の透明電極３、４に電圧を印加すると上下の透明電極３、４の間に挟まれた液晶分子が電極と垂直な方向に整列する。液晶の長軸の屈折率と高分子樹脂の屈折率はほぼ同じ屈折率であるので液晶分子が電極に垂直方向に配列すると同一屈折率の一体物となり、光が透過して透明で見える（図中Ｌ１、Ｌ２部分）。電圧を印加していない部分（図中Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３部分）は液晶分子が不規則な方向に配向している。液晶の短軸の屈折率は高分子樹脂の屈折率と違う値であるので、両物質の界面では屈折率が違うことから光の屈折と反射が起こり、光が散乱し、白濁状態を示して白色の色調が現れる。

また、下面側には反射板７を設けているので、上下の透明電極３、４に電圧が印加されて透明となった部分Ｌ１、Ｌ２は、反射板２９ａの色調が現れる。これによって、高分子分散型液晶表示装置は、白色と反射板の色とで構成された表示色が得られる。

上記の高分子分散型液晶表示装置１０の液晶層５に二色性色素を溶解してカラー表示を図った二色性色素によるカラー表示の液晶表示装置がある。この二色性色素を用いた液晶表示装置は、用いた二色性色素のカラー色と反射板の色とで構成されたカラー表示色が得られる。

一般に、液晶表示装置は暗い所でも明るい表示が得られるようにと照明装置を備えて用いられる。そして、ゲストホストタイプの高分子分散型液晶表示装置の照明方法の多くは、サイドライト照明方法やフロントライト照明方法の照明構造を取っている。これは、バックライト方式の照明構造では、表示色に高いコントラストが得られず、表示が不鮮明になってしまうと云うことによる。ここで、サイドライト照明方法での照明構造を示す技術の１つとして、下記の特許文献１に開示された技術をみることができる。

特開２０００−３３００９８号公報

図６は、従来技術として、上記特許文献１に示されたところの照明装置を備えたゲスト・ホストタイプの液晶表示装置の断面図である。図６より、この液晶表示装置２０は、その側面に冷陰極管なる光源１８と、反射機能を持つリフレクタ１９とを配しており、その内面に透明電極を形成した一対の下基板１１と上基板１２との間に二色性色素が溶解したゲストホストタイプの液晶層１５が封入されて、下面側に反射層１７を設けた構成を取っている。また、ここでの下基板１１は光源１８の光を導光して上面側に光出射手段を持つた基板になっている。

上記のサイドライト照明構造を取った液晶表示装置は表示のコントラストも良くなり、表示に鮮明さが現れて視認されるようになる。しかしながら、サイドライトの照明構造は液晶表示装置の側面側に照明構造を設けることから、液晶表示装置を備えた機器装置が大きくなると云う問題を持つ。特に、携帯時計などにあっては、時計のサイズが大きくなることは好まれない。

本発明は、上記の課題に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、大きさが大きくならず、明るくて鮮明な表示が得られる液晶表示装置を得ることである。

上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項１に記載の液晶表示装置は、二色性色素を混合した高分子分散型の液晶表示装置にバックライトを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトの光は前記二色性色素が持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を持ったバックライト光であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載の液晶表示装置は、前記バックライトはＬＥＤなる光源を有し、該ＬＥＤの発光色は前記二色性色素が持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を持った発光色であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に記載の液晶表示装置は、前記バックライトはカラーフィルターと白色発光の光源を有し、該カラーフィルターは前記二色性色素が持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を透過するカラーフィルターであることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に記載の液晶表示装置は、前記二色性色素がイエロー（黄）色の時は、前記バックライトの光は４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に記載の液晶表示装置は、前記二色性色素がオレンジ（橙）色の時は、前記バックライトの光は５００〜５３０ｎｍ波長のバックライト光であることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項６に記載の液晶表示装置は、前記二色性色素がブルー（青）色の時は、前記バックライトの光は６００〜６５０ｎｍ波長のバックライト光であることを特徴とするものである。

発明の効果として、液晶表示装置の下面側から二色性色素の色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を持ったバックライト光を照射すると、液晶表示素子の上下の透明電極間に挟まれて透明になった部分（これは、液晶層に電圧が印加された部分に当たる）はバックライトの発光色が現れ、それ以外の部分（電圧が印加されなかった部分）は二色性色素に光が吸収されて暗っぽくなった色調が現れる。これによって、二色性色素の色調が暗っぽくなって現れたの部分とバックライトの発光色が明るく現れた部分とで表示が構成され、しかも、その両者の色調が補色関係、あるいは補色関係に近い色調を持つことから、コントラストが非常に高くなって表示輪郭が明確に現れると共に表示に鮮明さが現れる。また、バックライトによる照明方法を取るので、大きさ（面積的な大きさ）は大きくならない。

また、バックライトの光源にＬＥＤを選択すると、ＬＥＤは色々な色波長を持つ発光色のものがあるので、二色性色素の色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い発光色の光源を簡単に得ることができる。そして、バックライトの構造を少ない部品点数で構成することができる。

また、バックライトに白色発光光源を選択すると、二色性色素の色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を透過するカラーフィルターを１枚介在させることで二色性色素の色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長の発光色を得ることができる。カラーフィルターは簡単に形成できることから、バックライトの構造を簡単な構造で形成することができる。

また、二色性色素がイエロー（黄）色の時は４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光を用いる。４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光は青〜青紫系の発光色を示し、黄色と補色に近い関係にあり、コントラストの高い表示が得られる。また、表示輪郭がきっきりして鮮明な表示が得られる。また、この色波長領域の発光色を示すＬＥＤが数種市販されているので入手し易い。また、二色性色素がオレンジ（橙）色の時は５００〜５３０ｎｍ波長のバックライト光を用い、二色性色素がブルー（青）色の時は６００〜６５０ｎｍ波長のバックライト光を用いる。何れもイエロー（黄）の場合と同じ効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図４を用いて説明する。ここで、図の説明を簡単に行う。図１は本発明の第１実施形態に係るバックライトを備えた液晶表示装置の要部断面図を示していて、図２は図１における半透過反射層の斜視図を示している。また、図３は二色性色素がブルー、イエロ、オレンジの時の光の波長と透過率の関係を示したグラフである。また、図４本発明の第２実施形態に係るバックライトを備えた液晶表示装置の要部断面図を示している。

最初に、本発明の第１実施形態に係るバックライトを備えた液晶表示装置について図１、図２、図３を用いて説明する。図１に示すように、本発明の液晶表示装置はバックライトを備えているが、液晶表示装置３０そのものは、上面に下透明電極２３を設けた下透明基板２１と、下面に上透明電極２４を設けた上透明基板２２とを一定の隙間を設けて対向して配置し、その隙間の中に液晶層２５を封止部材２６を介して封入した構成を取っている。また、下透明基板２１の下面には半透過反射層２７を設けている。液晶層２５はＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）の中に二色性色素を混合（分散）した液晶層になっている。これは、光硬化性樹脂とネマティック液晶と二色性色素とを混ぜ合わせたものを封入し、封入後に紫外線照射によって光硬化性樹脂が光重合し、液晶と光硬化性樹脂が分離し、光硬化性樹脂が三次元網目状のポリマーネットワーク構造を形成し、その網目間に連続的に液晶及び二色性色素が存在する構造となっている、ゲストホストタイプの液晶層になっている。上下の透明基板２２、２１の隙間はスペーサ（図示していない）を挟み込んで一定の隙間を確保する。隙間は概ね３〜１５μｍの範囲に設定するが、その中でもとりわけ多く使用する範囲としては４．５〜９μｍの範囲である。

一方、バックライトの構造は導光板３１と導光板３１の下面設けた反射層３２と導光板３１の側面側に設けたＬＥＤなる光源３５とから構成されており、光源３５の発光した光が導光板３１に入射し、その入射した光の一部が導光板３１の下面３１ａに設けた反射手段や反射層３２によって反射され、その反射光が液晶表示装置３０に入射する構造になっている。この導光板３１は透明なアクリル板からなり、その下面３１ａには反射手段が設けられている。そして、光源３５の発光色がそのまま液晶表示装置３０に入射する。尚、本第１実施形態においては、光源３５としてＬＥＤを用いている。

ここで、上下の透明基板２２、２１は透明なガラス板から形成されるが、ガラス板としてはソーダガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルカリガラス、普通板ガラスなどを用いることができる。強靱性を必要とするので０．３〜１．１ｍｍ厚みのものが使用される。上下の透明電極２４、２３は、錫をドープした酸化インジウムのＩＴＯ（Indum Tin Oxide）粉末で形成したＩＴＯ膜で、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの乾式メッキ方法でＩＴＯ膜を形成し、フォトリソグラフィにより不要部分を除去して所要の電極パターン形状に仕上げる。

液晶層２５は、前述したように、光硬化性樹脂とネマティック液晶と二色性色素とを混ぜ合わせたものを封入し、封入後に紫外線照射によって樹脂をポリマーネットワーク構造にし、その中に液晶と色素を分散させた構造を取っているものである。光硬化性樹脂としては、アクリル酸エステル系樹脂、不飽和ポリエステルとスチレンの混合系樹脂、エポキシとルイス酸の混合系樹脂、ポリエンとチオールの混合系樹脂などの樹脂を選択することができる。樹脂と液晶との配合割合は、液晶の重量％が５０〜８５％の範囲で行う。液晶成分が少な過ぎると光散乱性が弱くなり、色素による着色も充分に行われない。また、液晶成分が多過ぎると安定した樹脂のネットワーク構造が得にくく、ポリマーが平坦な薄膜状構造となって液晶と分離したり、まばらな粒状に固まったりして光散乱性の良いネットワーク構造が得られなくなる。尚、光硬化を促進させるためにアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類などの光重合促進剤を用いて混ぜ合わせる。

二色性色素としては、アゾ系、アントラキノン系、ベンゾキノン系、ナフトキノン系、ポリメチン系、テトラジン系などが知られているが、本発明においてはアントラキノン系の色素が好適に使用できる。アントラキノン系の色素は二色比が高く、耐光性や溶解性などに優れている。この二色性色素の配合量（混合量）は使用する色の種類によって多少異なるが、例えば、オレンジやイエロー色の場合は、液晶成分に対して０．５〜２．０重量％、好ましくは１重量％、ブルー色の場合は０．２５〜１．０重量％、好ましくは０．５重量％で配合する。

封止部材２６は熱硬化性樹脂接着剤や光硬化性樹脂接着剤を用いる。用いる樹脂接着剤としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂が用いられる。上下の透明基板２２、２１の何れか一方に封止部材２６をスクリーン印刷などの印刷方法で一部開口部を設けて形成し、スペーサを散布機などで散布した後、位置を合わせて対向して重ね、加圧の下で加熱または紫外線照射を施して上下の透明基板２２、２１の接合を行う。そして、設けた開口部から液晶層２５の溶液を真空注入機でもって隙間の中に注入し、その後に開口部を封口し、紫外線照射を行って液晶中の光硬化性樹脂成分をポリマーネットワーク構造にする。このような工程を経て上下の透明基板２２、２１内に液晶層２５が封入される。

二色性色素を分散した液晶層２５は、上下の透明電極２４、２３に所定の電圧を印加したとき、上下の透明電極２４、２３に挟まれた所（Ｌ１）の液晶層２５は透明状態になる。これは誘電異方性を持つ液晶分子の長軸が電圧印加による電界強度により電極と垂直な方向に配向し、液晶分子の屈折率とポリマーネットワーク状の樹脂の屈折率とが同じになって光が透過することによる。このとき、棒状の形状を取る二色性色素は液晶分子の動きと同じ動きをなし、二色性色素の長軸と液晶分子の長軸とが平行に並んで配向した状態になる。これによって、上下の透明電極２４、２３に挟まれた所（Ｌ１）の液晶層２５は透明状態になって光が透過する。これに対して、片方にしか透明電極が形成されていない所（Ｐ１）は電圧無印加状態にあり、液晶分子の長軸がネットワークと平行な方向に配向し、巨視的にみると不規則な方向に配向していると同じような状態になっている。このため、液晶分子の屈折率とポリマーネットワーク状の樹脂の屈折率とが異なってきて、光の散乱が発生する。また、このとき二色性色素の長軸も不規則な配向になった状態にあり、光散乱状態の中で色素の色が現れてくる。

ここで、上下の透明電極２４、２３に挟まれた所（Ｌ１）が表示部分をなす所で、片方にしか透明電極が形成されていない所（Ｐ１）が背景部分をなす所となっている。従って、この液晶層２５からは、電圧印加時においては、二色性色素の色によって形成される背景色の中に透明な表示が得られる。

半透過反射層２７は透過性と反射性の両方の機能を持った層である。このようなものとして、反射型偏光板、透過性と反射性の両機能を持った金属薄膜或いは塗料薄膜を設けたフイルムシートなどを挙げることができる。本第１実施形態においては反射型偏光板を用いているが、この反射型偏光板は、図２に示すように、反射軸Ｎと透過容易軸Ｍを有していて、反射軸Ｎと平行な振動面を持つ直線偏光成分は反射し、透過容易軸Ｍと平行な振動面を持つ直線偏光成分は透過する特性を持っている。そして、約５０％の光を透過し、約５０％の光を反射する特性を持っている。このような反射型偏光板に住友スリーエム社製の商品名ＤＢＥＦがあり、光沢のある銀色（シルバー色）を呈する反射光を得るもの、光沢のある金色を呈する反射光が得られるものなどがある。また、金属薄膜を設けたフィルムシートとしては、透明なポリエチレン樹脂フィルムやポリイミド樹脂フィルムシート上に反射率の高いＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ａｕ金属などの金属薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法、イオンプレーティング法などで形成して、透過性と反射性の両機能を持たせてものが使用できる。また、塗料薄膜を設けたフィルムシートとしては、透明なポリエチレン樹脂フィルムやポリイミド樹脂フィルムシート上に白色塗料などを透過性と反射性を持たせて形成したものなどが使用できる。

半透過反射層２７として銀色の反射光が得られる反射型偏光板を用いた場合には、電圧印加時における液晶表示装置３０そのものから得られる表示色は、Ｌ１の表示部分には銀色の表示色が現れ、Ｐ１の背景部分には二色性色素の色が現れる。即ち、二色性色素の色によって形成される背景色の中に銀色の表示色が得られる。

次に、バックライトを構成する導光板３１は透明なアクリル樹脂などから形成する。その下面３１ａには光源３５からの入射光を液晶表示装置３０側に反射させるＶ溝などからなる反射手段が設けられている。また、この導光板３１の下面側には反射層３２が設けられて、多くの光量が液晶表示装置３０側に向かって反射されるように構成している。光源３５はＬＥＤからなるが、必要に応じた個数が設けられる。ＬＥＤには各種の発光色を持ったものが有り、例えば、青の発光色のＬＥＤを用いると青色の放射光が液晶表示装置３０側に向かって放射される。そして、ＬＥＤ点灯時における液晶表示装置３０の表示色はＬ１の表示部分においては青色なる表示色の照明が得られる。一方、Ｐ１の背景部分においては、用いられた二色性色素の色によってそれぞれ異なった色合いが現れてくる。

図３は、ＰＮＬＣ（ポリマーネットワーク液晶）の中にブルー色、イエロー色、オレンジ色の二色性色素をそれぞれ混ぜ合わせて形成した３種類の液晶層における光の波長を変化させたときの透過率を見たグラフである。このグラフから、ブルー色の二色性色素を用いた場合は６４０ｎｍ波長近辺のときが一番透過率が低くなる。同様に、イエロー色の二色性色素を用いた場合は４６０ｎｍ波長近辺のときが一番透過率が低く、オレンジ色の二色性色素を用いた場合は５２０ｎｍ波長近辺のときが一番透過率が低くなる。ここで、ブルー色は４６０ｎｍ近くの波長の色であり、この時の透過率が一番低くなる６４０ｎｍ波長は橙〜赤色領域の波長であることから、ブルー色の４６０ｎｍ近くの波長と橙〜赤色領域を示す６４０ｎｍ波長は丁度、補色関係或いは補色関係に近い色波長になっている。同様に、イエロー色は５８０ｎｍ近くの波長の色であり、この時の透過率が一番低くなる４６０ｎｍ波長は青色領域の波長であることから、イエロー色の５８０ｎｍ近くの波長と青色領域を示す４６０ｎｍ波長は丁度、補色関係或いは補色関係に近い色波長になっている。また、オレンジ色は５９０ｎｍ近くの波長の色であり、この時の透過率が一番低くなる５２０ｎｍ波長は緑色領域の波長であることから、オレンジ色の５９０ｎｍ近くの波長と緑色領域を示す５２０ｎｍ波長は丁度、補色あるいは補色関係に近い色波長になっている。このように、二色性色素の示す色と補色関係、或いは補色関係に近い色波長の所で透過率が最小になっている。

本発明においては、二色性色素の示す色と補色関係、或いは補色関係に近い色波長のバックライト光を用いる。二色性色素の色と補色関係、或いは補色関係に近い色波長のバックライト光を用いと、電圧が印加されていない背景部分は二色性色素の色が更に暗っぽくなって現れる。一方、電圧が印加された表示部分はバックライト光の色が現れる。例えば、ブルー色の二色性色素を用いた場合は、橙〜赤色領域のバックライト光を用いると背景部分は暗っぽいブルー色になり、表示部分は明るい橙〜赤色領域の色が得られる。そして、これら双方の色は補色関係、或いは補色関係に近い色であることから高いコントラストが得られ、表示の輪郭がはっきりとした鮮明な表示が視認される。イエロー色の二色性色素を用いた場合も同様で、青色領域のバックライト光を用いると背景部分は暗っぽいイエロー色になり、表示部分は明るい青色領域の色が得られる。そして、これら双方の色は補色関係、或いは補色関係に近い色であることから高いコントラストが得られ、輪郭のはっきりとした鮮明な表示が視認される。また、オレンジ色の二色性色素を用いた場合も、緑色領域のバックライト光を用いると背景部分は暗っぽいオレンジ色になり、表示部分は明るい青色領域の色が得られる。そして、これら双方の色は補色関係、或いは補色関係に近い色であることから高いコントラストが得られ、輪郭のはっきりとした鮮明な表示が視認される。

また、本発明においては、ブルー色の二色性色素を用いた場合は、６００〜６５０ｎｍ波長のバックライト光を用いる。この６００〜６５０ｎｍ波長のバックライト光は橙〜赤色領域の発光色を示し、前述したように、二色性色素のブルー色と補色関係或いは補色関係に近い色になっている。光源３５であるＬＥＤには６００〜６５０ｎｍ範囲にある波長色の種類は数モデルあり、これらのモデルは同色系の表示が得られ前述したように輪郭のはっきりとした鮮明な表示が得られる。同様に、イエロー色の二色性色素を用いた場合は、４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光を用いる。この４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光は青色領域の発光色を示し、前述したように、二色性色素のイエロー色と補色関係或いは補色関係に近い色になっている。６００〜６５０ｎｍ範囲にある波長色のＬＥＤは数モデルあり、何れも使用できて、前述したように輪郭のはっきりとした鮮明な表示が得られる。また、オレンジ色の二色性色素を用いた場合は、５００〜５３０ｎｍ波長のバックライト光を用いる。この５００〜５３０ｎｍ波長のバックライト光は緑色領域の発光色を示し、前述したように、二色性色素のオレンジ色と補色関係或いは補色関係に近い色になっている。この５００〜５３０ｎｍ範囲にある波長色のＬＥＤも数モデルあり、何れも使用できて、前述したように輪郭のはっきりとした鮮明な表示が得られる。

本発明においては、二色性色素の色に応じて用いるＬＥＤの発光色を変えれば良い。ＬＥＤには発光色が異なる種類が数多くあるので、適宜に選択することができる。部品点数の少ないバックライト構造で明るく鮮明な表示を得ることができ、また、安いコストで製作可能となる。また、バックライト構造を取ることで多少厚みは厚くなるもののＴＮなどと同等レベルにて作成できる。また、面積的な大きさは押さえることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係るバックライトを備えた液晶表示装置について図４を用いて説明する。本第２実施形態でのバックライトを備えた液晶表示装置は、液晶表示装置そのものは前述の第１実施形態での液晶表示装置と同じ仕様のものを用いている。また、バックライトの構造は一部分前述の第１実施形態のものと異にしている。その異なる所は、光源に白色発光の冷陰極管を用いており、導光板の上面にカラーフィルタを設けている所のみが異なる。従って、導光板及び反射層は前述の第１実施形態での導光板及び反射層と同じ仕様のものを用いている。尚、図４において、前述の第１実施形態で用いた構成部品と同じ仕様を取る構成部品は同一符号を付してある。

図４より、液晶表示装置は前述の第１実施形態の液晶表示装置と同じ仕様のものを用いているのでその詳細説明は省略するが、液晶層２５はゲストホストタイプの液晶で、光硬化性樹脂とネマティック液晶と二色性色素とを混ぜ合わせたものを封入し、封入後に紫外線照射によって樹脂をポリマーネットワーク構造にし、その中にネマティック液晶と二色性色素を分散させた構成を取っている。液晶表示装置３０の下面側に配設したバックライトは、導光板３１と、導光板３１の上面に配設したカラーフィルタ４３と、導光板３１の下面に配設した反射層３２と、導光板３１の側面に配設した白色発光の冷陰極管なる光源４５と、リフレクタ４６とから構成している。

カラーフィルタ４３は特定の色波長のみを透過するカラーフィルタで、その色波長は液晶表示装置３０の液晶層２５に配合した二色性色素の色との関係によって設定される。冷陰極管なる光源４５から放射された白色光は導光板３１及び反射層３２を介して液晶表示装置３０側に向かって反射され、その反射光はカラーフィルタ４３によって特定の色波長のみが透過して液晶表示装置３０に放射される。例えば、青色のカラーフィルタを用いれば青色の色波長の光が放射され、緑色のカラーフィルタを用いれば緑色の色波長の光が放射される。

本発明においては、このカラーフィルタ４３は、耐光性のある透明な樹脂にカラー顔料などを配合して生成したインクや塗料を用いて印刷方法や塗装方法などで形成することができるが、市販のカラーフィルタなどを用いても何ら支障はない。

本発明においては、このカラーフィルタ４３の色は液晶層２５に配合した二色性色素の色と補色関係、或いは補色関係に近い色を選択する。例えば、ブルー色の二色性色素を用いた場合は橙〜赤色領域のカラーフィルタを用いる。また、イエロー色の二色性色素を用いた場合は青色領域のカラーフィルタを用い、オレンジ色の二色性色素を用いた場合は緑色領域のカラーフィルタを用いる。このようにすると、表示輪郭がはっきりして鮮明な表示が得られる。これは、前述の第１実施形態で詳しく説明した理由と同じ理由による。

また、本発明においては、ブルー色の二色性色素を用いた場合は、６００〜６５０ｎｍ波長を透過するカラーフィルタを用いる。光源４５の白色光はこのカラーフィルタによって６００〜６５０ｎｍ波長の光を透過する。６００〜６５０ｎｍ波長の光は橙〜赤色領域の波長色を示し、二色性色素のブルー色と補色関係、或いは補色関係に近い色になっている。また、６００〜６５０ｎｍ波長を透過するカラーフィルタは橙〜赤色領域の色を示す。このように、二色性色素のブルー色と補色関係となる６００〜６５０ｎｍの波長色を透過するカラーフィルタを用いれば表示輪郭がはっきりとして、鮮明な表示が得られる。

また、イエロー色の二色性色素を用いた場合は、４２０〜４７０ｎｍ波長を透過するカラーフィルタを用いる。光源４５の白色光はこのカラーフィルタによって４２０〜４７０ｎｍ波長の光を透過する。４２０〜４７０ｎｍ波長の光は青色領域の波長色を示し、二色性色素のイエロー色と補色関係、或いは補色関係に近い色になっている。ちなみに、４２０〜４７０ｎｍ波長を透過するカラーフィルタは青色領域の色を示す。このように、二色性色素のイエロー色と補色関係となる４２０〜４７０ｎｍの波長色を透過するカラーフィルタを用いれば表示輪郭がはっきりとして、鮮明な表示が得られる。

また、オレンジ色の二色性色素を用いた場合は、５００〜５３０ｎｍ波長を透過するカラーフィルタを用いる。光源４５の白色光はこのカラーフィルタによって５００〜５３０ｎｍ波長の光を透過する。５００〜５３０ｎｍ波長の光は緑色領域の波長色を示し、二色性色素のオレンジ色と補色関係、或いは補色関係に近い色になっている。このように、二色性色素のオレンジ色と補色関係となる５００〜５３０ｎｍの波長色を透過するカラーフィルタを用いれば表示輪郭がはっきりとして、鮮明な表示が得られる。ちなみに、５００〜５３０ｎｍ波長を透過するカラーフィルタは緑色領域の色を示す。

本第２実施形態の構成の下では、用いる二色性色素の色に応じてカラーフィルタの色を変えることで明るく鮮明な表示を得ることができる。構成部品点数も少なくて済み、しかも、製作容易なことから安いコストで製作可能となる。

本発明の第１実施形態に係るバックライトを備えた液晶表示装置の要部断面図である。 図１における半透過反射層の斜視図である。 二色性色素がブルー、イエロ、オレンジの時の光の波長と透過率の関係を示したグラフである。 本発明の第２実施形態に係るバックライトを備えた液晶表示装置の要部断面図である。 高分子分散型液晶表示装置の要部断面図である。 従来技術として、特許文献１に示されたところの照明装置を備えたゲスト・ホストタイプの液晶表示装置の断面図である。

符号の説明

２１ 下透明基板
２２ 上透明基板
２３ 下透明電極
２４ 上透明電極
２５ 液晶層
２６ 封止部材
２７ 半透過反射層
３０ 液晶表示装置
３１ 導光板
３２ 反射層
３５、４５ 光源
４３ カラーフィルタ
４６ リフレクタ

Claims (6)

1. 二色性色素を混合した高分子分散型の液晶表示装置にバックライトを備えた液晶表示装置であって、前記バックライトの光は前記二色性色素が持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を持ったバックライト光であることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライトはＬＥＤなる光源を有し、該ＬＥＤの発光色は前記二色性色素が持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を持った発光色であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記バックライトはカラーフィルターと白色発光の光源を有し、該カラーフィルターは前記二色性色素が持つ色波長と補色関係、あるいは補色関係に近い色波長を透過するカラーフィルターであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記二色性色素がイエロー（黄）色の時は、前記バックライトの光は４２０〜４７０ｎｍ波長のバックライト光であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記二色性色素がオレンジ（橙）色の時は、前記バックライトの光は５００〜５３０ｎｍ波長のバックライト光であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記二色性色素がブルー（青）色の時は、前記バックライトの光は６００〜６５０ｎｍ波長のバックライト光であることを特徴とする請求項１、２、３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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