JPH0756157A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0756157A JPH0756157A JP5198225A JP19822593A JPH0756157A JP H0756157 A JPH0756157 A JP H0756157A JP 5198225 A JP5198225 A JP 5198225A JP 19822593 A JP19822593 A JP 19822593A JP H0756157 A JPH0756157 A JP H0756157A
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- crystal display
- light
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133502—Antiglare, refractive index matching layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133553—Reflecting elements
Abstract
(57)【要約】
【目的】液晶表示層に接して配置された透明電極層を有
する２枚の透明基板に挟まれた液晶表示層が、透明電極
層に印加する電界に応じて入射光を散乱する状態と透明
な状態をとりうる液晶表示装置において、バックライト
を用いなくても白色の輝度が高く、白色表示時と黒色表
示時とで白黒のコントラストも高い液晶表示装置を得
る。 【構成】観察者から見て液晶表示層４の背面側に半透過
光反射層５と光吸収層２とをこの順で設けるとともに、
観察者から見て液晶表示層４の背面側の透明基板よりさ
らに背面側には低屈折率層３を設けるものであって、半
透過光反射層５は液晶表示層４の方向から層界面に入射
角５度で入射する波長５５０ｎｍの光に対して、光反射
率が５〜４０％かつ光吸収率が２０％以下であり、さら
に低屈折率層３は屈折率が透明基板１より０．４以上小
さくかつ厚みが１μｍ〜１ｍｍである。
する２枚の透明基板に挟まれた液晶表示層が、透明電極
層に印加する電界に応じて入射光を散乱する状態と透明
な状態をとりうる液晶表示装置において、バックライト
を用いなくても白色の輝度が高く、白色表示時と黒色表
示時とで白黒のコントラストも高い液晶表示装置を得
る。 【構成】観察者から見て液晶表示層４の背面側に半透過
光反射層５と光吸収層２とをこの順で設けるとともに、
観察者から見て液晶表示層４の背面側の透明基板よりさ
らに背面側には低屈折率層３を設けるものであって、半
透過光反射層５は液晶表示層４の方向から層界面に入射
角５度で入射する波長５５０ｎｍの光に対して、光反射
率が５〜４０％かつ光吸収率が２０％以下であり、さら
に低屈折率層３は屈折率が透明基板１より０．４以上小
さくかつ厚みが１μｍ〜１ｍｍである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶を用いた表示装置で
あり、電子機器の入力情報、運転状況を表示する表示パ
ネル、あるいは受信した内容を表示する液晶テレビ、液
晶ディスプレイなどの液晶電気光学素子に関し、セグメ
ント表示方式、単純マトリクス方式、アクティブマトリ
クス方式等による白黒もしくはカラーの文字、画像等の
表示方式に対応するものである。
あり、電子機器の入力情報、運転状況を表示する表示パ
ネル、あるいは受信した内容を表示する液晶テレビ、液
晶ディスプレイなどの液晶電気光学素子に関し、セグメ
ント表示方式、単純マトリクス方式、アクティブマトリ
クス方式等による白黒もしくはカラーの文字、画像等の
表示方式に対応するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶を用いた表示装置としては、偏光
板、配向膜、そして配向処理を必要とするＴＮ液晶パネ
ルあるいはＳＴＮ液晶パネル等を備えた構成の物が広く
用いられている。こうした液晶表示装置においては、透
明電極基板間に印加する電界の状態に応じて、液晶分子
のねじれ状態が変化し、それが透過する光の偏光状態に
も影響を与え、偏光板との関係で光の透過／不透過が制
御できる。そしてこれによって、情報の表示が液晶表示
装置においては可能となる。
板、配向膜、そして配向処理を必要とするＴＮ液晶パネ
ルあるいはＳＴＮ液晶パネル等を備えた構成の物が広く
用いられている。こうした液晶表示装置においては、透
明電極基板間に印加する電界の状態に応じて、液晶分子
のねじれ状態が変化し、それが透過する光の偏光状態に
も影響を与え、偏光板との関係で光の透過／不透過が制
御できる。そしてこれによって、情報の表示が液晶表示
装置においては可能となる。
【０００３】こうした液晶表示装置は、液晶層が自ら発
光するわけではない。そこで外部の自然光や室内の光源
からの光を反射させて利用する反射型の液晶表示装置
や、液晶層の背面側に設けた光源からの光を透過させて
利用する透過型の液晶表示装置がある。
光するわけではない。そこで外部の自然光や室内の光源
からの光を反射させて利用する反射型の液晶表示装置
や、液晶層の背面側に設けた光源からの光を透過させて
利用する透過型の液晶表示装置がある。
【０００４】ここで背面側に光源としてバックライト等
を設けた透過型のものは、明るい表示が可能であるが、
バックライト等は体積的に大きく、消費電力も大きいと
いう課題がある。このために、小型で携帯性に優れた表
示装置を透過型で得るのは難しい。一方反射型のもので
はそうした課題は生じないが、偏光板等での光の吸収が
大きいために、表示そのものが暗く、表示のコントラス
トも低いという課題がある。例えば白表示の輝度は、酸
化マグネシュウム白板の輝度と比較すると３０％以下と
なる。
を設けた透過型のものは、明るい表示が可能であるが、
バックライト等は体積的に大きく、消費電力も大きいと
いう課題がある。このために、小型で携帯性に優れた表
示装置を透過型で得るのは難しい。一方反射型のもので
はそうした課題は生じないが、偏光板等での光の吸収が
大きいために、表示そのものが暗く、表示のコントラス
トも低いという課題がある。例えば白表示の輝度は、酸
化マグネシュウム白板の輝度と比較すると３０％以下と
なる。
【０００５】かかる課題を解決する方法として、従来の
光の偏光を利用した液晶表示方式とは異なる、光の散乱
を利用した表示方式がいくつか提案されている。そうし
たものとして、高分子樹脂中に液晶を分散させた高分子
分散型液晶が提案されている。この高分子分散型液晶に
は、液晶をマイクロカプセルに封入した公表特許昭和５
８−５０１６３１号公報に開示されているＮＣＡＰ膜、
あるいは公表特許昭和６３−５０１５１２号公報に開示
されているＰＤＬＣ膜等がある。
光の偏光を利用した液晶表示方式とは異なる、光の散乱
を利用した表示方式がいくつか提案されている。そうし
たものとして、高分子樹脂中に液晶を分散させた高分子
分散型液晶が提案されている。この高分子分散型液晶に
は、液晶をマイクロカプセルに封入した公表特許昭和５
８−５０１６３１号公報に開示されているＮＣＡＰ膜、
あるいは公表特許昭和６３−５０１５１２号公報に開示
されているＰＤＬＣ膜等がある。
【０００６】こうしたＰＤＬＣ膜（ＮＣＡＰも含んだ高
分子分散型液晶も同様であり、以下ではＰＤＬＣで代表
して表現する）の液晶膜を反射型の液晶表示装置として
用いた場合には、観察者から見て液晶膜の背面側に黒色
体としての光吸収フィルムを設けることで、白黒表示が
可能となる。すなわちＰＤＬＣ膜を表示素子に用いた場
合、電圧無印加時にはＰＤＬＣ膜が外部からの光を散乱
して白色表示が得られる。一方電圧印加時にはＰＤＬＣ
膜が透明状態となり、ＰＤＬＣ膜の背面側にある黒色体
としての光吸収フィルムが見えることで黒色表示が得ら
れる。
分子分散型液晶も同様であり、以下ではＰＤＬＣで代表
して表現する）の液晶膜を反射型の液晶表示装置として
用いた場合には、観察者から見て液晶膜の背面側に黒色
体としての光吸収フィルムを設けることで、白黒表示が
可能となる。すなわちＰＤＬＣ膜を表示素子に用いた場
合、電圧無印加時にはＰＤＬＣ膜が外部からの光を散乱
して白色表示が得られる。一方電圧印加時にはＰＤＬＣ
膜が透明状態となり、ＰＤＬＣ膜の背面側にある黒色体
としての光吸収フィルムが見えることで黒色表示が得ら
れる。
【０００７】このようにな高分子分散型液晶を用いた方
式では、吸収の大きい偏光板が不要であるため表示画像
が明るく、また製造工程上も簡便であり、バックライト
を必要としない表示法が可能となる。
式では、吸収の大きい偏光板が不要であるため表示画像
が明るく、また製造工程上も簡便であり、バックライト
を必要としない表示法が可能となる。
【０００８】しかしながら、液晶表示装置の外部からＰ
ＤＬＣ膜に入射した光の後方散乱（観察者側への散乱）
は小さく、前方散乱が大きい。このためにその白色度お
よび白黒のコントラストは、ＰＤＬＣ膜とその背後の黒
色体との距離に依存する。すなわち、ＰＤＬＣ膜と黒色
体が接触していると、観察者には背後の黒色体がある程
度透けて見えるために完全な白表示ではなく灰色表示に
なり、低い値でしかない。一方電圧印加時にはＰＤＬＣ
膜が透明になり背後の黒色がはっきり見えるために、良
好な黒表示が可能にはなる。しかしながら、白色表示時
と黒色表示時のコントラスト、すなわち白黒の単純な輝
度比で表されるコントラストは低い値にしかならない。
ＤＬＣ膜に入射した光の後方散乱（観察者側への散乱）
は小さく、前方散乱が大きい。このためにその白色度お
よび白黒のコントラストは、ＰＤＬＣ膜とその背後の黒
色体との距離に依存する。すなわち、ＰＤＬＣ膜と黒色
体が接触していると、観察者には背後の黒色体がある程
度透けて見えるために完全な白表示ではなく灰色表示に
なり、低い値でしかない。一方電圧印加時にはＰＤＬＣ
膜が透明になり背後の黒色がはっきり見えるために、良
好な黒表示が可能にはなる。しかしながら、白色表示時
と黒色表示時のコントラスト、すなわち白黒の単純な輝
度比で表されるコントラストは低い値にしかならない。
【０００９】このため、特開昭５９−１７８４２８号公
報に開示されているような、ＰＤＬＣの背後に空気層ま
たは誘電体層を設け、一定の角度以上で前述の層に入射
した光を全反射させ、それ以下の角度で入射した光のみ
を透過させることにより、表示コントラストを向上させ
る等の工夫がなされている。
報に開示されているような、ＰＤＬＣの背後に空気層ま
たは誘電体層を設け、一定の角度以上で前述の層に入射
した光を全反射させ、それ以下の角度で入射した光のみ
を透過させることにより、表示コントラストを向上させ
る等の工夫がなされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の特
開昭５９−１７８４２８号公報における方法では、ＰＤ
ＬＣにおける一定の角度以下の散乱光については単に透
過させ、光吸収層で吸収させてしまう。このために、十
分な後方散乱光量が得られず、明るい白色表示を可能と
するレベルまで達していないという課題がある。
開昭５９−１７８４２８号公報における方法では、ＰＤ
ＬＣにおける一定の角度以下の散乱光については単に透
過させ、光吸収層で吸収させてしまう。このために、十
分な後方散乱光量が得られず、明るい白色表示を可能と
するレベルまで達していないという課題がある。
【００１１】本発明はかかる課題を解決して、バックラ
イトを用いなくても白色の輝度が高く、白色表示時と黒
色表示時とで白黒のコントラストも高い液晶表示装置を
得ることを目的とする。
イトを用いなくても白色の輝度が高く、白色表示時と黒
色表示時とで白黒のコントラストも高い液晶表示装置を
得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる液晶表示
装置は、液晶表示層に接して配置された透明電極層を有
する２枚の透明基板に挟まれた液晶表示層が、透明電極
層に印加する電界に応じて入射光を散乱する状態と透明
な状態をとりうる液晶表示装置において、観察者から見
て液晶表示層の背面側に半透過光反射層と光吸収層とを
この順で設けるとともに、観察者から見て液晶表示層の
背面側の透明基板よりさらに背面側には低屈折率層を設
けるものであって、半透過光反射層は液晶表示層の方向
から層界面に入射角５度で入射する波長５５０ｎｍの光
に対して、光反射率が５〜４０％かつ光吸収率が２０％
以下であり、さらに低屈折率層は屈折率が透明基板より
０．４以上小さくかつ厚みが１μｍ〜１ｍｍであること
を特徴としている。
装置は、液晶表示層に接して配置された透明電極層を有
する２枚の透明基板に挟まれた液晶表示層が、透明電極
層に印加する電界に応じて入射光を散乱する状態と透明
な状態をとりうる液晶表示装置において、観察者から見
て液晶表示層の背面側に半透過光反射層と光吸収層とを
この順で設けるとともに、観察者から見て液晶表示層の
背面側の透明基板よりさらに背面側には低屈折率層を設
けるものであって、半透過光反射層は液晶表示層の方向
から層界面に入射角５度で入射する波長５５０ｎｍの光
に対して、光反射率が５〜４０％かつ光吸収率が２０％
以下であり、さらに低屈折率層は屈折率が透明基板より
０．４以上小さくかつ厚みが１μｍ〜１ｍｍであること
を特徴としている。
【００１３】こうした本発明の構成としては例えば、観
察者から見て液晶表示層の背面側の透明基板よりさらに
背面側に、低屈折率層、半透過光反射層、そして光吸収
層をこの順に設けることができる（図１の構成例参
照）。また別の構成としては、観察者から見て液晶表示
層の背面側の透明基板よりさらに背面側に、半透過光反
射層、低屈折率層、そして光吸収層をこの順に設けるこ
とができる（図２の構成例参照）。さらに別の構成とし
ては、観察者から見て液晶表示層の背面側の透明基板と
この透明基板上に設ける透明電極層との間に半透過光反
射層を設け、そうしたうえでその透明基板よりも背面側
に、低屈折率層と光吸収層をこの順に設けることもでき
る（図３の構成例参照）。あるいは別の構成としては、
観察者から見て液晶表示層の背面側の透明基板上に設け
る透明電極層と半透過光反射層とを兼用させて半透過光
反射電極層としたうえで、観察者から見て液晶表示層の
背面側の透明基板よりさらに背面側に、低屈折率層と光
吸収層をこの順に設けることもできる（図４の構成例参
照）。
察者から見て液晶表示層の背面側の透明基板よりさらに
背面側に、低屈折率層、半透過光反射層、そして光吸収
層をこの順に設けることができる（図１の構成例参
照）。また別の構成としては、観察者から見て液晶表示
層の背面側の透明基板よりさらに背面側に、半透過光反
射層、低屈折率層、そして光吸収層をこの順に設けるこ
とができる（図２の構成例参照）。さらに別の構成とし
ては、観察者から見て液晶表示層の背面側の透明基板と
この透明基板上に設ける透明電極層との間に半透過光反
射層を設け、そうしたうえでその透明基板よりも背面側
に、低屈折率層と光吸収層をこの順に設けることもでき
る（図３の構成例参照）。あるいは別の構成としては、
観察者から見て液晶表示層の背面側の透明基板上に設け
る透明電極層と半透過光反射層とを兼用させて半透過光
反射電極層としたうえで、観察者から見て液晶表示層の
背面側の透明基板よりさらに背面側に、低屈折率層と光
吸収層をこの順に設けることもできる（図４の構成例参
照）。
【００１４】こうした本発明の構成においては、同様の
効果を達成することができる。すなわち液晶表示層に入
射した光が比較的大きい角度で後方に散乱された場合、
その光は透明電極層を有する透明基板と低屈折率層との
界面部分で屈折率の大きな違いによって全反射を起こ
し、液晶表示層に再入射する。
効果を達成することができる。すなわち液晶表示層に入
射した光が比較的大きい角度で後方に散乱された場合、
その光は透明電極層を有する透明基板と低屈折率層との
界面部分で屈折率の大きな違いによって全反射を起こ
し、液晶表示層に再入射する。
【００１５】これに対して、液晶表示層に入射した光が
あまり大きく散乱を受けなかった場合には、その光は上
記界面でほとんど反射を受けないで、低屈折率層へ入射
するが、その後、半透過光反射層との界面に入射した
時、その一部は反射されて液晶表示層に再入射する。半
透過光反射層で反射されなかった光だけがそのまま直進
し、光吸収層において吸収される。すなわち、液晶表示
層における散乱角の大きな光に対しては、透明電極層を
有する透明基板と低屈折率層との界面部分で全反射さ
せ、また液晶表示層における散乱角の小さな光に対して
も、半透過光反射層においてその一部が反射させるた
め、著しく後方散乱の度合が大きくなり、白色表示の輝
度が上昇する。
あまり大きく散乱を受けなかった場合には、その光は上
記界面でほとんど反射を受けないで、低屈折率層へ入射
するが、その後、半透過光反射層との界面に入射した
時、その一部は反射されて液晶表示層に再入射する。半
透過光反射層で反射されなかった光だけがそのまま直進
し、光吸収層において吸収される。すなわち、液晶表示
層における散乱角の大きな光に対しては、透明電極層を
有する透明基板と低屈折率層との界面部分で全反射さ
せ、また液晶表示層における散乱角の小さな光に対して
も、半透過光反射層においてその一部が反射させるた
め、著しく後方散乱の度合が大きくなり、白色表示の輝
度が上昇する。
【００１６】ここで、液晶表示層で散乱された光を低屈
折率層との界面で十分に全反射させるために、低屈折率
層は液晶表示層を挟持する透明基板の屈折率より０．４
以上小さい屈折率を有する層を用いる必要がある。透明
基板に通常のガラスを用いた場合、透明基板の屈折率は
１．５程度であり、前記の条件を満たす低屈折率層とし
ては、例えば普通の空気層を用いることができるが、場
合によっては真空層もしくはアルゴン、チッ素ガス等の
気体層としても構わない。
折率層との界面で十分に全反射させるために、低屈折率
層は液晶表示層を挟持する透明基板の屈折率より０．４
以上小さい屈折率を有する層を用いる必要がある。透明
基板に通常のガラスを用いた場合、透明基板の屈折率は
１．５程度であり、前記の条件を満たす低屈折率層とし
ては、例えば普通の空気層を用いることができるが、場
合によっては真空層もしくはアルゴン、チッ素ガス等の
気体層としても構わない。
【００１７】さらにこの低屈折率層の厚みは１μｍ〜１
ｍｍとする必要がある。厚みが１μｍより薄いと、大き
な面積にわたって厚みを保持することが困難になり、一
部厚みを消失してしまう危険性があるため好ましくな
い。逆に厚みが１ｍｍより厚いと、装置全体の厚みを大
きく増すことになるのに加え、液晶表示層と光吸収層と
の距離が増すことによる視認性の低下が、表示性能にお
大きく影響するので好ましくない。ここで低屈折率層の
厚みを保持する目的にで、プラスチック、ガラス製のス
ペーサー等を層内に適度に分散配置することもできる。
ｍｍとする必要がある。厚みが１μｍより薄いと、大き
な面積にわたって厚みを保持することが困難になり、一
部厚みを消失してしまう危険性があるため好ましくな
い。逆に厚みが１ｍｍより厚いと、装置全体の厚みを大
きく増すことになるのに加え、液晶表示層と光吸収層と
の距離が増すことによる視認性の低下が、表示性能にお
大きく影響するので好ましくない。ここで低屈折率層の
厚みを保持する目的にで、プラスチック、ガラス製のス
ペーサー等を層内に適度に分散配置することもできる。
【００１８】またこの厚みは、より好ましくは５０〜２
００μｍとすることが望ましい。厚みが５０μｍ以下の
場合、層の厚みむらを原因とする光干渉縞が強く観察さ
れる場合があり、表示性能を低下させることがある。こ
の光干渉縞の発生防止と視認性の低下防止の２つの観点
から層の厚みは５０〜２００μｍ程度とすることがより
好ましい。
００μｍとすることが望ましい。厚みが５０μｍ以下の
場合、層の厚みむらを原因とする光干渉縞が強く観察さ
れる場合があり、表示性能を低下させることがある。こ
の光干渉縞の発生防止と視認性の低下防止の２つの観点
から層の厚みは５０〜２００μｍ程度とすることがより
好ましい。
【００１９】そして半透過光反射層は液晶表示層の方向
から層界面に入射角５度で入射する波長５５０ｎｍの光
に対して、光反射率が５〜４０％かつ光吸収率が２０％
以下である必要がある。これは、光反射率が４０％より
高いと液晶表示層が透明状態時に着色表示が見えにくく
なることがあり、また５％より低いと明るい白色表示に
十分な反射光量が得られないことによる。
から層界面に入射角５度で入射する波長５５０ｎｍの光
に対して、光反射率が５〜４０％かつ光吸収率が２０％
以下である必要がある。これは、光反射率が４０％より
高いと液晶表示層が透明状態時に着色表示が見えにくく
なることがあり、また５％より低いと明るい白色表示に
十分な反射光量が得られないことによる。
【００２０】また半透過光反射層は、ＰＤＬＣ層での光
の散乱成分をより効率的に反射させる為に、光反射率の
値が層への入射角の増加に伴って増加していくように、
層の屈折率、膜厚の調整および多層膜化等、一般に行わ
れている光学的な設計を行っても構わない。しかしなが
ら、半透過光反射層の光反射率は、表示の着色防止の観
点からできるかぎり波長依存性が小さいことが好まし
く、実際には、半透過光反射層の光学的設計は上記２点
を考慮して行うことが好ましい。
の散乱成分をより効率的に反射させる為に、光反射率の
値が層への入射角の増加に伴って増加していくように、
層の屈折率、膜厚の調整および多層膜化等、一般に行わ
れている光学的な設計を行っても構わない。しかしなが
ら、半透過光反射層の光反射率は、表示の着色防止の観
点からできるかぎり波長依存性が小さいことが好まし
く、実際には、半透過光反射層の光学的設計は上記２点
を考慮して行うことが好ましい。
【００２１】こうした半透過光反射層としては、蒸着、
スパッタリング、コーテング等により形成したＡｇ、Ａ
ｌ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯ2 、Ｔ
ａ2Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＳｉＯ2 等の金属、金属酸化物等
の単層膜あるいは多層膜の薄膜、もしくは高分子樹脂膜
等を用いることができる。これらの半透過光反射層は、
直接光吸収層やＰＤＬＣを挟持する透明基板上に形成し
ても良いし、また別の透明基板上に形成したものを半透
過光反射層として用いても構わない。また、透明電極層
と半透過光反射層とを兼用させて半透過光反射電極層と
する場合には、透明基板上に５〜２０ｎｍ程度の膜厚を
有するＡｌ、Ａｇ等の金属導電性薄膜を蒸着、スパッタ
リング等により形成したものを用いれば良い。
スパッタリング、コーテング等により形成したＡｇ、Ａ
ｌ、ＡｌＳｉＮ、ＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｎＯ2 、Ｔ
ａ2Ｏ5 、ＳｎＯ2 、ＳｉＯ2 等の金属、金属酸化物等
の単層膜あるいは多層膜の薄膜、もしくは高分子樹脂膜
等を用いることができる。これらの半透過光反射層は、
直接光吸収層やＰＤＬＣを挟持する透明基板上に形成し
ても良いし、また別の透明基板上に形成したものを半透
過光反射層として用いても構わない。また、透明電極層
と半透過光反射層とを兼用させて半透過光反射電極層と
する場合には、透明基板上に５〜２０ｎｍ程度の膜厚を
有するＡｌ、Ａｇ等の金属導電性薄膜を蒸着、スパッタ
リング等により形成したものを用いれば良い。
【００２２】また光吸収層は、必要とされる吸収波長域
での光吸収率が９７％以上のものを用いるが、これらと
しては、黒色板、カラー着色板、カラー着色フィルム等
を用いるか、表面に、光吸収剤、カラー塗料等を塗布も
しくは印刷を行ったガラス、プラスチック、金属基板等
を用いる事ができる。なお表示の必要性に基づいて、光
吸収層の吸収波長域は変化させても構わない。すなわ
ち、光吸収層の呈色は必ずしも黒色でなければいけない
という事はなく、例えば青色、赤色、緑色等でも構わな
い。
での光吸収率が９７％以上のものを用いるが、これらと
しては、黒色板、カラー着色板、カラー着色フィルム等
を用いるか、表面に、光吸収剤、カラー塗料等を塗布も
しくは印刷を行ったガラス、プラスチック、金属基板等
を用いる事ができる。なお表示の必要性に基づいて、光
吸収層の吸収波長域は変化させても構わない。すなわ
ち、光吸収層の呈色は必ずしも黒色でなければいけない
という事はなく、例えば青色、赤色、緑色等でも構わな
い。
【００２３】また透明電極層を有する透明基板として
は、蒸着、スパッタリング等によりＩＴＯ薄膜等を表面
に形成したガラスまたはプラスチックフィルム、プラス
チックシート等の基板を用いる事ができる。そしてこう
した透明基板上には、ハードコート層や空気や水分等が
基板を透過するのを防止する層等を別に設けても構わな
い。特に、装置全体の表示のコントラストを悪化させる
要因となる、装置表面での外光の反射を抑えるために、
観察者側すなわち光入射側の透明基板の光入射面上に
は、反射防止層を積層して良い。
は、蒸着、スパッタリング等によりＩＴＯ薄膜等を表面
に形成したガラスまたはプラスチックフィルム、プラス
チックシート等の基板を用いる事ができる。そしてこう
した透明基板上には、ハードコート層や空気や水分等が
基板を透過するのを防止する層等を別に設けても構わな
い。特に、装置全体の表示のコントラストを悪化させる
要因となる、装置表面での外光の反射を抑えるために、
観察者側すなわち光入射側の透明基板の光入射面上に
は、反射防止層を積層して良い。
【００２４】また液晶表示層膜としては、ＮＣＡＰ以外
にも紫外線硬化型ＰＤＬＣ、熱硬化型ＰＤＬＣ、あるい
はエマルジョン型ＰＤＬＣ等の作成方法が提案されてい
るが、如何なる作り方によるＰＤＬＣであろうとも、光
散乱方式での表示の場合使用可能である。これらのなか
でも、特に、高分子樹脂中に液晶層が孤立滴状、あるい
はいくつかの孤立滴が互いに連続状に分散してなる構造
をもつＰＤＬＣが光散乱性能等の観点から、好ましく用
いられる。
にも紫外線硬化型ＰＤＬＣ、熱硬化型ＰＤＬＣ、あるい
はエマルジョン型ＰＤＬＣ等の作成方法が提案されてい
るが、如何なる作り方によるＰＤＬＣであろうとも、光
散乱方式での表示の場合使用可能である。これらのなか
でも、特に、高分子樹脂中に液晶層が孤立滴状、あるい
はいくつかの孤立滴が互いに連続状に分散してなる構造
をもつＰＤＬＣが光散乱性能等の観点から、好ましく用
いられる。
【００２５】このうち、紫外線硬化型ＰＤＬＣを作製す
る場合、液晶と紫外線硬化樹脂および紫外線重合開始剤
とを混合し、この混合液を例えば２枚の基板中に挟持さ
せた後、紫外線を照射してＰＤＬＣ膜の製膜を行う。紫
外線硬化樹脂として、単独種の樹脂あるいは数種の樹脂
の混合体が用いられるが、好ましくは、単官能アクリレ
ートモノマーを主成分とし、多官能モノマーを微量混合
した混合液等を紫外線重合開始剤と共に使用する。液晶
としてはシアノビフェニル系液晶が好適に用いられるが
これに限定されるものではない。
る場合、液晶と紫外線硬化樹脂および紫外線重合開始剤
とを混合し、この混合液を例えば２枚の基板中に挟持さ
せた後、紫外線を照射してＰＤＬＣ膜の製膜を行う。紫
外線硬化樹脂として、単独種の樹脂あるいは数種の樹脂
の混合体が用いられるが、好ましくは、単官能アクリレ
ートモノマーを主成分とし、多官能モノマーを微量混合
した混合液等を紫外線重合開始剤と共に使用する。液晶
としてはシアノビフェニル系液晶が好適に用いられるが
これに限定されるものではない。
【００２６】こうしたＰＤＬＣ膜中においては、液晶層
は重量分率で５０〜８５％、より好ましくは６０〜７５
％含有させるようにする。またＰＤＬＣ膜の膜厚は５〜
５０μｍ、好ましくは７〜１５μｍとし、直達光透過率
が５％以下の遮光性に優れたＰＤＬＣを用いることが好
ましい。又、ＰＤＬＣ膜は１０Ｖ以下の駆動電圧で表示
の切り替えが可能である低電圧駆動型であることがより
好ましい。なおＰＤＬＣ以外でも、光の散乱、透過を利
用したタイプのものであれば、本発明の液晶表示膜とし
て用いることが可能である。
は重量分率で５０〜８５％、より好ましくは６０〜７５
％含有させるようにする。またＰＤＬＣ膜の膜厚は５〜
５０μｍ、好ましくは７〜１５μｍとし、直達光透過率
が５％以下の遮光性に優れたＰＤＬＣを用いることが好
ましい。又、ＰＤＬＣ膜は１０Ｖ以下の駆動電圧で表示
の切り替えが可能である低電圧駆動型であることがより
好ましい。なおＰＤＬＣ以外でも、光の散乱、透過を利
用したタイプのものであれば、本発明の液晶表示膜とし
て用いることが可能である。
【００２７】
１．１ｍｍ厚のガラスを透明基板とし、この上に面積抵
抗が２００Ω／□以下の透明電極層として酸化インジウ
ムを堆積した基板を１０μｍのスペーサーを介して貼合
わせＰＤＬＣ膜用セルを作製した。
抗が２００Ω／□以下の透明電極層として酸化インジウ
ムを堆積した基板を１０μｍのスペーサーを介して貼合
わせＰＤＬＣ膜用セルを作製した。
【００２８】液晶としてはメルク社のシアノビフェニル
系液晶であるＥ８を用いた。又、紫外線硬化樹脂モノマ
ー液としては、東亜合成化学（株）社製Ｍ１１３（ノニ
ルフェノキシエチレンオキサイドアクリレート）と共栄
社油脂化学工業（株）製ＨＯＰ−Ａ（２−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート）と大阪有機化学工業（株）製ビス
コート８−Ｆ（オクタフロロペンチルアクリレート）と
共栄社油脂化学工業（株）製ＰＥ−４Ａ（ペンタエリト
ール４−アクリレート）を６４：１６：２０：１の重量
比率で混合したものを用い、紫外線硬化剤としてチバガ
イギー（株）社製イルガキュアー９０７を前記モノマー
液に対し４重量％添加した。
系液晶であるＥ８を用いた。又、紫外線硬化樹脂モノマ
ー液としては、東亜合成化学（株）社製Ｍ１１３（ノニ
ルフェノキシエチレンオキサイドアクリレート）と共栄
社油脂化学工業（株）製ＨＯＰ−Ａ（２−ヒドロキシプ
ロピルアクリレート）と大阪有機化学工業（株）製ビス
コート８−Ｆ（オクタフロロペンチルアクリレート）と
共栄社油脂化学工業（株）製ＰＥ−４Ａ（ペンタエリト
ール４−アクリレート）を６４：１６：２０：１の重量
比率で混合したものを用い、紫外線硬化剤としてチバガ
イギー（株）社製イルガキュアー９０７を前記モノマー
液に対し４重量％添加した。
【００２９】液晶とモノマー液を６７：３３の重量比率
で混合した後、上記ガラスセルに注入した後、７５℃の
温度下で水銀ランプからの紫外線（５ｍＷ／平方ｃｍ）
を４分間照射し、樹脂層を硬化してＰＤＬＣ膜を得た。
で混合した後、上記ガラスセルに注入した後、７５℃の
温度下で水銀ランプからの紫外線（５ｍＷ／平方ｃｍ）
を４分間照射し、樹脂層を硬化してＰＤＬＣ膜を得た。
【００３０】このＰＤＬＣ膜を、波長６３３ｎｍ、開口
角６度の条件下で測定した光透過率は、電圧無印加時に
は１．５％であり、１０Ｖ印加時には７８．２％であっ
た。
角６度の条件下で測定した光透過率は、電圧無印加時に
は１．５％であり、１０Ｖ印加時には７８．２％であっ
た。
【００３１】半透過光反射層としては、０．７ｍｍ厚の
ガラスを透明基板として、基板上に膜厚約９０ｎｍのＡ
ｌＳｉＮ薄膜をスパッタリング法により堆積したものを
用いた。スパッタリングはＡｌとＳｉが３：７の重量分
率で合金化したターゲットを用い、ＡｒとＮ2 との混合
ガス雰囲気下において行った。上記透明反射層の波長５
５０ｎｍ、入射角５度に対する光反射率は１６．８％で
あった。
ガラスを透明基板として、基板上に膜厚約９０ｎｍのＡ
ｌＳｉＮ薄膜をスパッタリング法により堆積したものを
用いた。スパッタリングはＡｌとＳｉが３：７の重量分
率で合金化したターゲットを用い、ＡｒとＮ2 との混合
ガス雰囲気下において行った。上記透明反射層の波長５
５０ｎｍ、入射角５度に対する光反射率は１６．８％で
あった。
【００３２】そして光吸収率が９７％以上の黒色板上
に、上記半透過反射層の形成された透明基板を配置し、
その上に上記ＰＤＬＣセルを配置した。また、透明反射
層の形成された透明基板とＰＤＬＣセルとの間には枠形
状の１００μｍ厚のポリエステルフィルムを挟み込み、
中央部分において、半透過光反射層の形成された透明基
板とＰＤＬＣセルとの間に、約１００μｍ程度の空気層
を設けた。図５には、こうして得られた液晶表示装置の
断面模式図を示す。
に、上記半透過反射層の形成された透明基板を配置し、
その上に上記ＰＤＬＣセルを配置した。また、透明反射
層の形成された透明基板とＰＤＬＣセルとの間には枠形
状の１００μｍ厚のポリエステルフィルムを挟み込み、
中央部分において、半透過光反射層の形成された透明基
板とＰＤＬＣセルとの間に、約１００μｍ程度の空気層
を設けた。図５には、こうして得られた液晶表示装置の
断面模式図を示す。
【００３３】このようにして構成された液晶表示装置の
輝度を、空気層が設けられた中央部分において測定する
と、電圧無印加時には３２．７％、１０Ｖ印加時には
４．２％を示し、コントラストは７．８であった。、な
お本実施例における輝度の測定は、サンプルの真上に配
置した輝度計（ミノルタ（株）製輝度計ＬＳ−１１０）
に対して１５度の角度からハロゲンランプ（東芝（株）
製メタルハライドランプ）でサンプルを照射して行っ
た。尚、輝度１００％の基準としては酸化マグネシウム
白板を用いた。
輝度を、空気層が設けられた中央部分において測定する
と、電圧無印加時には３２．７％、１０Ｖ印加時には
４．２％を示し、コントラストは７．８であった。、な
お本実施例における輝度の測定は、サンプルの真上に配
置した輝度計（ミノルタ（株）製輝度計ＬＳ−１１０）
に対して１５度の角度からハロゲンランプ（東芝（株）
製メタルハライドランプ）でサンプルを照射して行っ
た。尚、輝度１００％の基準としては酸化マグネシウム
白板を用いた。
【００３４】
【比較例１】実施例１の構成のうち、半透過光反射層の
形成された透明基板を取り外し、黒色板上に枠形状の１
００μｍ厚のポリエステルフィルムを介してＰＤＬＣセ
ルを配置した。この場合にも輝度の測定は、黒色板とＰ
ＤＬＣセルとの間に空気層が設けられた中央部分に対し
て行った。
形成された透明基板を取り外し、黒色板上に枠形状の１
００μｍ厚のポリエステルフィルムを介してＰＤＬＣセ
ルを配置した。この場合にも輝度の測定は、黒色板とＰ
ＤＬＣセルとの間に空気層が設けられた中央部分に対し
て行った。
【００３５】このようにして構成された表示装置の輝度
を実施例と同様にして測定すると、電圧無印加時には１
７．２％、１０Ｖ印加時には３．３％を示し、コントラ
ストは５．２であった。
を実施例と同様にして測定すると、電圧無印加時には１
７．２％、１０Ｖ印加時には３．３％を示し、コントラ
ストは５．２であった。
【００３６】
【比較例２】比較例１の構成における空気層の部分を純
水で満たし（厚み約１００μｍ）、黒色板と純水層およ
び純水層とＰＤＬＣセルを密着させた。このようにして
構成された表示装置の輝度を測定すると、電圧無印加時
には５．８％、１０Ｖ印加時には１．３％を示し、コン
トラストは４．５であった。
水で満たし（厚み約１００μｍ）、黒色板と純水層およ
び純水層とＰＤＬＣセルを密着させた。このようにして
構成された表示装置の輝度を測定すると、電圧無印加時
には５．８％、１０Ｖ印加時には１．３％を示し、コン
トラストは４．５であった。
【００３７】
【発明の効果】以上述べたように、電極層を有する２枚
の基板にはさまれた液晶表示層が電極に印加する電界に
応じて入射光を散乱する状態と透明な状態をとりうる液
晶表示装置において、観察者から見て液晶表示層の後方
に、空気層等の低屈折率層と半透過光反射層が配置さ
れ、更に後方に光吸収層が配置されていることにより、
白色表示時の輝度を著しく高めることが可能であり、バ
ックライトが不要で明るく、コントラストの高い反射型
液晶表示装置を提供することができる。
の基板にはさまれた液晶表示層が電極に印加する電界に
応じて入射光を散乱する状態と透明な状態をとりうる液
晶表示装置において、観察者から見て液晶表示層の後方
に、空気層等の低屈折率層と半透過光反射層が配置さ
れ、更に後方に光吸収層が配置されていることにより、
白色表示時の輝度を著しく高めることが可能であり、バ
ックライトが不要で明るく、コントラストの高い反射型
液晶表示装置を提供することができる。
【図１】液晶表示装置の構成例を示す断面模式図
【図２】液晶表示装置の構成例を示す断面模式図
【図３】液晶表示装置の構成例を示す断面模式図
【図４】液晶表示装置の構成例を示す断面模式図
【図５】液晶表示装置の実施例を示す断面模式図
１ 透明基板 ２ 光吸収層 ３ 低屈折率層 ４ ＰＤＬＣ層（液晶表示層） ５ 半透過光反射層 ６ 透明電極層 ７ 半透過光反射電極層 １１ 黒色板 １２ 空気層 １３ 枠形状のポリエステルフィルム
Claims (2)
- 【請求項１】 液晶表示層に接して配置された透明電極
層を有する２枚の透明基板に挟まれた液晶表示層が、透
明電極層に印加する電界に応じて入射光を散乱する状態
と透明な状態をとりうる液晶表示装置において、観察者
から見て液晶表示層の背面側に半透過光反射層と光吸収
層とをこの順で設けるとともに、観察者から見て液晶表
示層の背面側の透明基板よりさらに背面側には低屈折率
層を設けるものであって、半透過光反射層は液晶表示層
の方向から層界面に入射角５度で入射する波長５５０ｎ
ｍの光に対して、光反射率が５〜４０％かつ光吸収率が
２０％以下であり、さらに低屈折率層は屈折率が透明基
板より０．４以上小さくかつ厚みが１μｍ〜１ｍｍであ
ることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 液晶表示層が、高分子樹脂中に液晶分子
を滴状あるいは３次元網目状に分散させた高分子分散型
樹脂層であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5198225A JPH0756157A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5198225A JPH0756157A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0756157A true JPH0756157A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16387590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5198225A Pending JPH0756157A (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0756157A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814365A2 (en) * | 1996-06-19 | 1997-12-29 | Seiko Instruments Inc. | Reflection type liquid crystal display device |
| WO1998010327A1 (fr) * | 1996-09-02 | 1998-03-12 | Seiko Epson Corporation | Panneau a cristaux liquides et appareil electronique faisant appel a ce panneau |
| WO2000019267A1 (fr) * | 1998-09-29 | 2000-04-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Affichages a cristaux liquides reflechissants |
| KR100309052B1 (ko) * | 1998-09-14 | 2001-11-05 | 가타오카 마사타카 | 색순도를 향상시킨 반사형 액정표시장치 |
| KR20030028977A (ko) * | 2001-10-05 | 2003-04-11 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 액정표시장치 |
| US6618104B1 (en) | 1998-07-28 | 2003-09-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical device having reverse mode holographic PDLC and front light guide |
| US6624858B2 (en) | 1997-08-01 | 2003-09-23 | Citizen Watch Co., Ltd. | Light scattering type liquid crystal display panel for timepiece |
| US6819393B1 (en) | 1998-07-28 | 2004-11-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical device and display apparatus using light diffraction and light guide |
| KR101223434B1 (ko) * | 2004-06-28 | 2013-01-17 | 후지필름 가부시키가이샤 | 차광화상이 형성된 기판, 차광화상의 제조방법, 감광성수지조성물, 전사재료, 컬러필터 및 표시장치 |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP5198225A patent/JPH0756157A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0814365A2 (en) * | 1996-06-19 | 1997-12-29 | Seiko Instruments Inc. | Reflection type liquid crystal display device |
| EP0814365A3 (en) * | 1996-06-19 | 1998-11-04 | Seiko Instruments Inc. | Reflection type liquid crystal display device |
| WO1998010327A1 (fr) * | 1996-09-02 | 1998-03-12 | Seiko Epson Corporation | Panneau a cristaux liquides et appareil electronique faisant appel a ce panneau |
| US6292243B1 (en) | 1996-09-02 | 2001-09-18 | Seiko Epson Corporation | Two-layer liquid crystal panel having a polymer liquid crystal layer and equipment using the same |
| US6624858B2 (en) | 1997-08-01 | 2003-09-23 | Citizen Watch Co., Ltd. | Light scattering type liquid crystal display panel for timepiece |
| US6618104B1 (en) | 1998-07-28 | 2003-09-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical device having reverse mode holographic PDLC and front light guide |
| US6819393B1 (en) | 1998-07-28 | 2004-11-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical device and display apparatus using light diffraction and light guide |
| US6836314B2 (en) | 1998-07-28 | 2004-12-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical device and display apparatus having a plate-shaped light guide and an optical control surface thereon |
| KR100309052B1 (ko) * | 1998-09-14 | 2001-11-05 | 가타오카 마사타카 | 색순도를 향상시킨 반사형 액정표시장치 |
| WO2000019267A1 (fr) * | 1998-09-29 | 2000-04-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Affichages a cristaux liquides reflechissants |
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