JPH10319410A

JPH10319410A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH10319410A
Application number: JP12707197A
Authority: JP
Inventors: Makoto Iwamoto; 誠岩本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1998-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサ部分が黒点化することを防ぎ、明る
い表示を得ることができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】スペーサ部分は液晶分子の旋光性や複屈
折効果の影響を全く受けないため、常に電圧印加状態と
同じように働くことになり、ノーマリーホワイトモード
においては常に黒点となってしまい、全体的に表示が暗
くなってしまう。そこで、表面が白色系に着色されたス
ペーサ、あるいは表面に反射特性を有するスペーサを用
いることによって、スペーサ部分の表示を白色化し、明
るい表示を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は明るい表示を得るこ
とができる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、電極などが形成された
２枚の透光性基板を、互いの電極形成面を向かい合わせ
て所定の間隙を保って貼り合わせ、該間隙に液晶を注入
した構造を有する液晶セルを２枚の偏光板で挟持し、必
要に応じて位相差板や反射板、バックライト等を備えた
構成をしている。

【０００３】該間隙に注入された液晶分子は、例えばＴ
Ｎ型やＳＴＮ型の液晶表示装置においては、その配向方
向が両基板間で所定の角度だけ捩れるように処理されて
おり、それによる旋光性や光の複屈折効果を利用して表
示を行っている。つまり、電圧無印加時には前記液晶セ
ルを通過する光は旋光性や複屈折効果を示し、電圧印加
時には旋光性や複屈折効果が解消されることを利用して
表示を行っている。

【０００４】なお、ＴＮ型やＳＴＮ型の他の表示型式
（ＧＨ型、ＥＣＢ型、ＩＰＳ型等）においても、基本的
に液晶分子の旋光性や複屈折効果を制御することによっ
て表示を行っている。

【０００５】電圧無印加時に白系統の色を呈するモード
をノーマリーホワイトモードという。また、電圧無印加
時に黒系統の色を呈するモードをノーマリーブラックモ
ードという。なお、ここでいう白系統、黒系統とは、表
示されている色が必ずしも光学的に白色、黒色でなくて
も良いことを意味する。

【０００６】一般的に、前記基板を所定の間隙を保って
貼り合わせるためには、所望の間隙と略同等の径を有
し、ガラスビーズやプラスチックビーズ等からなる透光
性のスペーサを一方の基板上に散布して、２枚の基板を
貼り合わせていた。

【０００７】前記スペーサ部分においては、液晶分子に
よる旋光性や光の複屈折効果等の影響を全く受けないた
め、該スペーサ部分は電圧の印加・無印加に関わらず、
光学的には電圧印加状態と等しくなってしまう。

【０００８】ノーマリーブラックモードの透過型液晶表
示装置においては、前記スペーサ部分が輝点となって現
れるため、これによるコントラストの低下を防ぐために
表示色と同系統の色（白黒表示の場合には黒色）に着色
されたスペーサを用いる技術が特開昭５７−１８９１１
７号公報に開示されている。

【０００９】ところで、近年携帯情報端末の表示装置と
して、バックライトを用いずに周囲光を利用して表示を
行う反射型の液晶表示装置が開発されている。これは、
バックライトを用いない分、消費電力を低く抑えること
ができるという特徴を有している。

【００１０】反射型の液晶表示装置は、消費電力をでき
るだけ抑えるためには全画素数のうち電圧印加画素数の
割合を小さくすることが好ましく、表示を明るくするた
めには全画素数のうち白表示画素の割合を大きくするこ
とが好ましい。

【００１１】携帯情報端末に用いる反射型の液晶表示装
置では文字や記号を表示することが多いので、全画素数
のうち文字や記号の表示に用いる画素数の割合よりも、
背景の表示に用いる画素数の割合のほうが大きくなる。
したがって、携帯情報端末に用いる反射型の液晶表示装
置では、一般的に背景を白表示としたノーマリーホワイ
トモードとして使用する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな反射型の液晶表示装置において透明なスペーサを用
いた場合、図３に示すように、該スペーサ部分は常に電
圧印加状態と光学的に等しいので黒点となってしまい、
表示を暗くしてしまうという問題点があった。なお、図
３はＳＴＮ型の反射型液晶表示装置について説明したも
のであり、１０１、１０６は偏光板、１０２は位相差
板、１０３、１０５は図示しない電極や配向膜が形成さ
れた透光性基板、１０４はスペーサ、１０７は反射板で
ある。また、（ａ）は前記スペーサ１０４に入射する光
の経路、（ｂ）は電圧無印加状態の液晶層に入射する光
の経路、（ｃ）は電圧印加状態の液晶層に入射する光の
経路を示している。つまり、反射板１０７で反射された
光のうち、（ｂ）で示される光は偏光板１０１を通過す
るが、（ａ）及び（ｃ）で示される光は偏光板１０１を
通過することができず、黒色表示となる。

【００１３】前記スペーサの大きさは数μｍ程度と非常
に小さく、人間の目には直接認識されるものではない
が、数十から数百個／ｍｍφ程度の密度で液晶セル内に
散布されているため、該スペーサ部分が黒く認識される
ということは、全体として明るさが低減してしまうこと
になる。

【００１４】本発明は上述した問題点に鑑みてなされた
ものであり、スペーサ部分が黒点化することを防ぎ、明
るい表示を得ることができる液晶表示装置を提供するも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、２枚の電極基板をスペーサを介して所定の間隙を保
って貼り合わせ、該間隙に液晶を封入した液晶セルを有
する液晶表示装置において、前記スペーサ部分における
表示が黒点化することを防ぐために、前記スペーサに反
射層が形成されていることを特徴とするものである。

【００１６】したがって、該スペーサ部分においては周
囲光が反射して認識されるため、該スペーサ部分の黒色
化を防ぐことが可能となる。

【００１７】前記スペーサとしては、ガラスビーズ又は
プラスチックビーズに白色顔料を添加したものを用いる
ことができる。また、ガラスビーズ又はプラスチックビ
ーズの表面に金属層が形成され、更に該金属層を覆って
透明絶縁層が形成されたものを用いることができる。

【００１８】更に、反射型の液晶表示装置において上述
した技術を用いることによって、表示の明るさを著しく
向上させることが可能となる。

【００１９】また、反射透過兼用型の液晶表示装置にお
いて上述した技術を用いることによって、反射型として
使用する時には表示の明るさを著しく向上させることが
可能となり、透過型として使用する時にはコントラスト
の低下を防ぐことが可能となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、ノー
マリーホワイトモードでＳＴＮ型の反射型液晶表示装置
を用いて以下に説明する。

【００２１】図１は本実施形態の液晶表示装置を示す断
面図であり、１、６は配向膜、２は位相差板、３、５は
図示しない透明電極や配向膜が形成された透光性基板、
４は表面が白色系の色に着色されたスペーサ、７は反射
板である。なお、図示していないが、これら２枚の透光
性基板３、５はシール材によって貼り合わされ、該基板
間には液晶が封入されている。また、（ａ）は前記スペ
ーサ４に入射する光の経路、（ｂ）は電圧無印加状態の
液晶層に入射する光の経路、（ｃ）は電圧印加状態の液
晶層に入射する光の経路を示している。

【００２２】前記スペーサ４は、ガラスビーズの形成時
に白色顔料を添加して得られたものを用いることができ
る。本実施形態においては、前記白色顔料として酸化チ
タンを用いた。このように、前記スペーサとして白色系
に着色されたものを用いているので、（ａ）で示される
光は該スペーサ６の表面で反射する為、（ｂ）で示され
る光と同様に白色表示となる。このため、全体として明
るい表示を得ることができる。

【００２３】表１に、図１に示す液晶表示装置と、従来
の透明なスペーサを用いた液晶表示装置との表示特性を
示す。この表から、従来の液晶表示装置においてはスペ
ーサ部分が常に黒点となるのに対し、本発明の液晶表示
装置においてはスペーサ部分が常に白色となり、従来の
表示に比べて明るい表示が得られることが分かる。

【００２４】

【表１】

【００２５】また、前記スペーサ６の散布密度は３０か
ら５００個／ｍｍφとした。これは、スペーサの散布密
度が１ｍｍφ当たり５００個を越えた場合は、表示は明
るくなるが、表示ピクセルにおける液晶の容量が減少
し、コントラストが著しく低下してしまうと共に、スペ
ーサが凝縮したり、近接したスペーサ間の液晶分子の配
向が乱れてしまうためである。また、スペーサの散布密
度が１ｍｍφ当たり３０個より少ない場合は、表示を明
るくする効果が余り得られないと共に、基板の間隙を一
定に保つことが困難になってしまうためである。

【００２６】なお、前記スペーサ６に添加される白色顔
料としては、酸化チタンの他にも酸化亜鉛、硫化亜鉛等
が挙げられ、これらを適宜組み合わせて所望の色調に調
整して用いてもよい。

【００２７】また、前記スペーサ６を白色系の色に着色
されたものに変えて、表面に反射層が形成されたものを
用いても良い。この場合、周囲光は該スペーサで反射さ
れてそのまま認識されるため、該スペーサ部分は常に白
色表示となり、明るい表示を得ることができる。

【００２８】表面に反射層が形成されたスペーサとして
は、スペーサ基材粒子にメッキ法などでアルミ、亜鉛、
銀等の金属層を形成し、その後絶縁性を付与する為に金
属層をカバーする透明絶縁層を形成したものを用いるこ
とができる。前記透明絶縁層としては、アクリル樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリ
スチレン、ポリカーボネイト、及びこれらの複合樹脂等
を用いることができる。さらに、前記透明絶縁層には接
着性や液晶分子の配向規制力を付与しても良い。

【００２９】本発明の液晶表示装置は反射型の液晶表示
装置に限定されるものではなく、半透過反射板及びバッ
クライトを備え、必要に応じて反射型と透過型とを切り
替えて使用することができる反射透過兼用型の液晶表示
装置であっても良い。このとき、反射型として使用する
ときには表示を明るくすることができ、透過型として使
用するときにはコントラストの低下を防ぐことができ
る。

【００３０】透過型として使用する場合にコントラスト
の低下を防ぐことができるのは以下の理由による。

【００３１】図２はノーマリーホワイトモードでＳＴＮ
型の反射透過兼用型液晶表示装置を示す断面図であり、
透過型として使用する場合の様子を示したものである。
なお、図２において、８は半透過反射板である。また、
図１と同一の部材については同一の符号を付して説明を
省略する。

【００３２】図２に示すように、該スペーサ部分に入射
するバックライトからの光（ｄ）、及び該スペーサ部分
に入射した周囲光（ｅ）はスペーサ４で反射することに
なるが、バックライトの光の明るさに比べて周囲光の明
るさは十分低いので、該スペーサ部分は黒く認識される
ことになり、コントラストの低下を防ぐことができるの
である。

【００３３】上述した実施形態においては、ＳＴＮ型の
反射型液晶表示装置を用いて説明したが、本発明はこれ
に限らずＴＮ型、ＧＨ型、ＥＣＢ型、ＩＰＳ型等のその
他の形式にも適用できるものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、前記スペーサとして、反射層が形成され
ているものを用いるので、該スペーサ部分に入射した光
はそこで反射し、該スペーサ部分における表示が黒点化
することを防ぐことができ、表示を明るくすることがで
きるという効果を奏する。

【００３５】また、反射型の液晶表示装置において上述
した技術を用いることによって、表示の明るさを著しく
向上させることができるという効果を奏する。更に、反
射透過兼用型の液晶表示装置において上述した技術を用
いることによって、反射型として使用するときには表示
の明るさを著しく向上させることができると共に、透過
型として使用するときにはコントラストの低下を防ぐこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の反射型の液晶表示装置を示す断面構成
図である。

【図２】本発明の反射透過兼用型の液晶表示装置を示す
断面構成図である。

【図３】従来の液晶表示装置を示す断面構成図である。

【符号の説明】

１偏光板２位相差板３透光性基板４スペーサ５透光性基板６偏光板７反射板８半透過反射板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の電極基板をスペーサを介して所定
の間隙を保って貼り合わせ、該間隙に液晶を封入した液
晶セルを有する液晶表示装置において、前記スペーサ部分における表示が黒点化することを防ぐ
ために、前記スペーサに反射層が形成されていることを
特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記スペーサは、ガラスビーズ又はプラ
スチックビーズに白色顔料を添加したものであることを
特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記スペーサは、ガラスビーズ又はプラ
スチックビーズの表面に金属層を形成し、更に該金属層
を覆って透明絶縁層を形成したものであることを特徴と
する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記液晶表示装置が反射型のものである
ことを特徴とする請求項１乃至３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記液晶表示装置が反射透過兼用型のも
のであることを特徴とする請求項１乃至３記載の液晶表
示装置。