JPH0415621A

JPH0415621A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0415621A
Application number: JP2120738A
Authority: JP
Inventors: Hidema Uchishiba; 内柴　秀磨
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-05-09
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1992-01-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要］反射型の液晶表示装置に関し、入射した光が反射した際に、入射した方向により多く反
射してくることを目的とし、透明な電極が被着された２枚の透明な基板の隙間に液晶
材料が封入された液晶表示素子と、液晶表示素子の背面
に配設された反射板を有し、前記反射板は、透明な球体
かベース基村上に密に敷き詰められているものであるよ
うに構成する。

［産業上の利用分野］本発明は液晶表示素子に係わり、特に反射型の液晶表示
素子の反射板の改良に関する。

近年、エレクトロニクスの長足な進展によって、種々の
電子機器が身近かなもの乙こなってきているが、そうし
た中で、液晶表示素子を用いたＬ　ＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ
　Ｃｒｙｓｔａｌ　　Ｄｉｓｐｌａｙ、液晶表示装置）
の普及も目覚ましいものがある。

ＬＣＤは、液晶表示素子の構成から反射式と透過弐に分
けられるが、表示画面の画素数を増やしたり、繰り返し
の速い動画を表示したり５、フィルタを用いてカラー化
したり、投射して大画面表示を行ったりといった表示装
置に対しては、透過型の方がいろいろ検討されている。

一方、反射式のＬＣＤは、液晶表示素子の背面に反射板
を設けて外乱光を受けて表示するもので、比較的表示速
度が緩慢で視角も問題にならない表示装置、例えば時計
やゲーム機器、計測・軽量機器などの表示などには都合
がよい。

しかし、反射型のＬＣＤも用途拡大に向けてまだまだ改
良の余地がある。

〔従来の技術］液晶表示素子は、粘稠な液体の中で大きな分子を動かし
て、偏光などの光学的効果を利用してデイスプレィを得
ようとするもので、一般には応答が遅いので、液晶表示
素子を用いたＬＣＤは、動画のような動きの速い表示に
は向かないといわれていた。

しかし、ＴＮ　（Ｔｗｉｓｔ　　Ｎｅｍａｔｉｃ、ツイ
ストネマチンク液晶）とかＳ　Ｔ　Ｎ　（Ｓ　ｕｐｅｒ
　　Ｔ　Ｎ　）とか呼ばれる新しい液晶材料が開発され
たり、ＴＰＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆ　ｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓ
ｔｏｒ、　薄膜トランジスタ）を画素ごとに配列した、
いわゆるアクティフマトリックス駆動方式用の駆動ＩＣ
が開発されたりして、ＣＲＴに劣らないデイスプレィが
実現できる見通しがでてきている。

第５図は反射型液晶表示装置の一例の構成断面図である
。

図中、１は液晶表示素子、１ａは電極、■ｂは基板、１
ｃは液晶材料、１ｄは配向膜、２は反射板、３は偏光板
、１０は液晶表示装置である。

同図において、液晶表示素子１は、２枚のガラス板から
なる基板１ｂの間に液晶材料１ｃを挟んだ構成になって
いる。

基板１ｂは透明なガラス板で、その上に例えば透明なＩ
ＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　　０ｘｉｄｅ）膜からな
る透明導電膜が設けられており、これはいわゆる透明導
電ガラスと呼ばれるものである。

この基板１ｂのＩＴＯ膜は、エンチングによっているい
ろな構成の電ｉ１ａに仕上げられる。

例えば、電極１ａがマトリックス電極構成の場合には、
２枚の基板１ｂのそれぞれに、数本〜数百本のＸ方向と
Ｙ方向の縞状の電極１ａが設けられ、２枚の基板１ｂを
重ねたときそれぞれの電極１ａの交点の一つ一つが、ド
ツト構成の画素となる。また、表示パターンが固定され
ていたり、複数個のセグメントの選択によって表示する
場合などには、方の基板１ｂのＩＴＯ膜がパターニング
され、対向する他方がいわゆるべたの電極１ａになって
いる構成もある。

液晶材料１ｃには、分子構造や電気・光学効果によって
いるいろな種類に分けられるが、こ＼ではＴＮ方弐のネ
マチック型と呼ばれる液晶材料を用いている。

このＴＮ方式の液晶表示素子１においては、電極１ａの
上に例えば膜厚が数＋ｎｍのポリイミドとかポリビニル
アルコールとかの配向膜１ｄが設けられている。

そして、例えば熱硬化性の封止材によって、２枚の基板
１ｂを１０μｍ程度の間隙をもって封止し、未封止の孔
から液晶材料１ｃを充てんしてその孔を塞げば液晶表示
素子１ができあがる。

この液晶表示素子１を２枚の偏光板３で挟み、背面に反
射板２を配設すれば、反射型液晶表示装置が組み上がる
。

ニーで反射板２は、偏光板３を透って液晶表示素子１に
入射した入射光４が裏面の偏光板３を透って反射するた
めに設けられており、反射光５は再び液晶表示素子１と
偏光板３を透って出射して表示がなされる。

反射型の液晶表示素子１が照射される入射光４が、全く
の散乱光であれば反射板２は鏡面でも悪くはない。しか
し、反射板２が鏡面の場合には、入射光４が全反射する
。

つまり、液晶表示素子１に角度をもって入射したいわゆ
る指向性のある入射光４は有らぬ方向に反射してしまう
。従って、入射した方向からは表示を見ることができず
、視角が限定されたものになってしまう。

そこで、反射型の液晶表示素子１においては、入射光４
を適宜散乱させて視角を広くするようにしており、反射
板２には、例えば膜面に微細な凹凸をもたせた梨地の反
射面とか顔料を結着材で被着した反射面などが用いられ
る。

ところが、このような梨地の反射面などにおいては、あ
る方向から入射した光が入射した方向に反射して出射し
てくる光量は、梨地の程度によって一概にはいえないが
、例えば反射板２がＡｌ製の梨地の反射面の場合、高々
１５％程度である。

さらに、２枚の偏光板３によっても入射光４は５０％以
上減光されるので、反射型の液晶表示素子１の表示面の
輝度を大きくして明るくすることはなかなか厄介である
。

（発明が解決しようとする課題〕以上述べたように、従来の反射型の液晶表示装置におい
ては、液晶表示素子に入射した光が反射板で散乱するよ
うに、梨地のＡ２膜などが用いられる。

そのために、入射光は全方向に散乱して広がってしまい
、例えコントラスト比が大きな液晶表示素子であっても
明るい表示が得られないという問題があった。

そこで、本発明においては、入射した光が反射した際に
、入射した方向により多く出射してくる反射板を有して
なる液晶表示装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、透明な電極が被着された２枚の透明な基板の隙間に液晶
材料が封入された液晶表示素子と、液晶表示素子の背面
に配設された反射板を有し、前記反射板は、透明な球体
かベース基材上に密に敷き詰められているものであるように構成された液晶表示装置によって解決される。

（作　用〕従来の反射型の液晶表示装置においては、入射光に対し
て視角を大きくするために反射板に梨地のＡｌ膜などが
用いられていたために、明るい表示が得られなかったの
に対して、本発明においては、入射した光が入射した方
向により多く出射するようにしている。

すなわち、微細な透明の球体を密に敷き詰めた反射板を
用いるようにしている。

第４図は透明な球体の光学特性を示す模式図である。

図中、２ａは球体、４は入射光、５は反射光である。

同図において、球体２ａに入射光４がビーム状に入射す
ると、入射光４は球体２ａの入射界面２１ａで屈折して
球体２ａの中に入り込んで対向する反射界面２２ａに向
かい、入射光４は反射界面２２ａで焦点を結んで反射し
入射界面２１ａに向かう。そして、入射界面２１ａで屈
折してビーム状の反射光５となって入射光４と同じ方向
に出射する。

この反射界面２２ａにおける入射光４の反射は、球体２
ａの屈折率が反射界面２２ａの外部の屈折率よりも大き
かったり、反射界面２２ａに反射膜が設けられていたり
すれば、より効率的である。

そして、この入射光４と反射光５の関係は、球体２ａが
いわゆる球状であれば、入射光４がどの方向から入射さ
れても成り立つことになる。

こうして、本発明においては、球体２ａ同士の隙間をで
きるだけ少なくして反射効率を上げるために、球体２ａ
を微細な球となし、しかも最密光てんに敷き詰めるよう
にしている。

こうしてなした反射板を反射型液晶表示装置に用いると
、光を入射した方向から明るい表示を目視することがで
きる。

〔実施例］第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の
要部の拡大断面図、第３図は本発明の他の実施例の説明
図である。

図中、１は液晶表示素子、２は反射板、２ａは球体、２
ｂはベース基材、２ｃは固着材、４は入射光、５は反射
光、１０は液晶表示装置である。

液晶表示素子１は、第４図で詳述したＴＮ型のもので、
３本／　ｍ　ｍのマトリックス電極構成どなっている。

反射板２は、ベース基材２ｂの上に固着材２ｃを用いて
球体２ａを固着した構成になっている。

偏光板３には、市販のプラスチック製のものが用いられ
る。

液晶表示素子１の表面と裏面に偏光板３を密着させ、背
面に反射板２を配置すれば液晶表示装置１０の表示部分
ができあがる。

実施例：１球体２ａには直径が５０μｍのガラス製のビーズを用い
る。

そして、厚さ１２０μｍのポリエステルシートからなる
ベース基材２ｂの上に、アクリル系の紫外線硬化型の固
着材２ｃを２０ｔＩｍの厚さに被着し、その上に球体２
ａを最密充てんするように敷き詰めて硬化させる。球体
２ａの屈折率が、約１．５５に対して固着材２ｃの屈折
率は、約１．４５である。

こうしてできあがった反射板２を液晶表示素子１の背面
に配設して反射型の液晶表示装置１０となし、任意のパ
ターンを表示させて、暗所で従来の梨地のへ１反射板を
配設した液晶表示装置１０と比較してみた。

いろいろな方向から指向性を有する光を照射して入射光
４と同じ方向から反射光５を目視したところ、従来品で
は表示面が暗くて表示が判別できない視角からでも、本
発明になる液晶表示装置１０では従来品に比較して表示
面の輝度が約２倍大きく、表示が認識できることが確認
できた。

実施例：２球体２ａには直径が０．５ｍｍのポリカーボネート製の
ビーズを用いている。

第３図（Ａ）において、ガラス板６ａに熱可塑性の接着
材６ｂを薄く塗布して球体２ａを最密充てんに敷き詰め
て接着する。

同図（Ｂ）において、球体２ａの表面にＡｆｆを蒸着し
て反射膜２２ｂを形成する。

同図（Ｃ）において、厚さ１２０μｍのポリエステルシ
ートからなるベース基材２ｂの上に、アクリル系の紫外
線硬化型の固着材２ｃを３０μｍの厚さに被着し、球体
２ａが接着されているガラス板６ａと密着させて硬化さ
せる。

同図（Ｄ）において、加熱して接着材６ｂを軟化させ、
ガラス板６ａからベース基材２ｂを剥ぎ取れば、反射板
２ができあがる。

この反射板２は、反射界面２２ａにＡ！の反射膜２２ｂ
を有するものとなる。

こうしてできあがった反射Ｆｉ２を、４ｃ＋＋＋Ｘ３ｃ
ｍの７セグメントの液晶表示素子１の背面に配設し、実
施例１と同様に評価したところ、実施例１と同等のよい
結果が得られた。

球体の大きさは、小さい程背景の明るさが一様になるが
、液晶表示素子の表示分解能によって任意に選択でき、
種々の変形が可能である。

また、反射板を構成する球体や基板、固着材などの材料
や構成の仕方にも、種々の変形が可能である。

さらに、ニーでは、ＴＮ型の液晶表示素子に適用した例
を述べたが、ＴＮ型に限らずいろいろな反射型の液晶表
示素子に適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来の反射型の液晶表示装置におい
ては、反射板で入射光を散乱させて視角を広くさせてい
たため表示面の輝度をあげることが難しい。

それに対して、本発明においては、球体を敷き詰めた反
射板を用いることによって、液晶表示素子を照射した入
射光が、入射した方向により多く反射して出射してくる
ようにしている。

その結果、従来品よりも表示面の輝度を太き（して明る
くできるので、例えば指向性を有する光を照射してその
照射した方向から明るい表示を目視することができる。

こうして、本発明は、反射型の液晶表示装置の応用分野
を拡大することに寄与するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図の要部の拡大断面図、第３図は本発明の他の実施例の説明図、第４図は透明な
球体の光学特性を示す模式図、第５図は反射型液晶表示
装置の一例の構成断面図、である。図において、１は液晶表示素子、２は反射板、２ｂはベース基材、２１ａは入射界面、２２ａは反射界面、２ａは球体、２ｃは固着材、２ｂは反射膜、（Ａ）球体投石（Ｂ）反帽吹蒸看（Ｃ）　　紮夕）ａ：　　ｒ　　５Ｕ義（Ｄ）力０ＰＩ
Ｌ剥離本発明の供の災棒例の説明図第３関」」別１ｉＥド体の工学↑Ｎ十主Σ永−（杢ｐ六を乙帖
４目第１図２反射板第１図の学旺／）１に入ｔｔｎ配図第２図反射型液晶表示表置の一１列の構広断面図筆５図

Claims

【特許請求の範囲】１）透明な電極（１ａ）が被着された２枚の透明な基板
（１ｂ）の隙間に液晶材料（１ｃ）が封入された液晶表
示素子（１）と、該液晶表示素子（１）の背面に配設さ
れた反射板（２）を有し、前記反射板（２）は、透明な球体（２ａ）がベース基材
（２ｂ）上に密に敷き詰められているものであることを
特徴とする液晶表示装置。２）前記球体（２ａ）は、入射界面（２１ａ）が露出し
ており、かつ反射界面（２２ｂ）が該球体（２ａ）より
も屈折率の低い固着材（２ｃ）によって前記基板（２ｂ
）上に固着されているものである請求項１記載の液晶表示装置。３）前記球体（２ａ）は、反射界面（２２ａ）に反射膜
（２２ｂ）が被着されているものである請求項１記載の液晶表示装置。