JPS60233619A - 画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置

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JPS60233619A
JPS60233619A JP59089987A JP8998784A JPS60233619A JP S60233619 A JPS60233619 A JP S60233619A JP 59089987 A JP59089987 A JP 59089987A JP 8998784 A JP8998784 A JP 8998784A JP S60233619 A JPS60233619 A JP S60233619A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
polarizing plate
image forming
incident light
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Pending
Application number
JP59089987A
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English (en)
Inventor
Yukitoshi Okubo
大久保 幸俊
Shuzo Kaneko
金子 修三
Junichiro Kanbe
純一郎 神辺
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE19853515978 priority patent/DE3515978A1/de
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
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    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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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】 炎亙盟I 本発明は、画像形成装置、特に表示機能と電子写真の写
し込み用原稿とが兼用できる画像形成装置に関するもの
である。
11且遺 従来、上記したような機能を有する画像形成装置におい
て、多数の透明なストライプ電極を縦横に対向させ、液
晶を挾持した単純なマトリックス構成を用いてきた。し
かしながら、この型の液晶パネルでは、液晶の動作条件
での限界から表示情報量を充分大きくすることができな
い欠点を有していた。一方、表示情報量を多くするため
の手段として、近年、各絵素毎に薄膜トランジスタ(T
PT)を設け、マトリックス構成とするものが開発され
ている。ところが表示情報量を多くすることは、一定の
表示面積の画像形成装置においては絵素が小さくなるこ
とを意味する。反射型でこれを利用する時、光学的に変
化して作られる液晶層の画像形成部と、外光の照明がこ
の光学的変化の部分を光散乱反射面に投影して作る影の
部とによって二重像もしくは二個の分離した絵素像を作
る欠点があった。
11五11 本発明の主要な目的は、上述従来例の欠点を除去し、広
い視野角で、高いコントラストを持つ高品位の画像形成
装置を与えることにある。
また本発明の他の目的は、上記機能を有する薄型、低価
格の画像形成装置を提供することにある。
余」Lの」L鷹 本発明の画像形成装置は、上記目的を達成するために開
発されたものであり、より詳しくは、入射光側より、第
1の偏光板、マトリクス配置したスイッチング用薄膜ト
ランジスタを備えた基板、液晶層、対向電極を有する基
板、第2の偏光板、および散乱反射部材を順次積層配設
してなる液晶パネルにおいて、該対向電極を有する基板
の電極と液晶との接する界面と、散乱反射部材の散乱反
射を生ずる面との距離が、繰返し配置される絵素電極の
最小ピッチと同等以下の厚さであることを特徴とするも
のである。
當 以下に、本発明による画像形成装置(液晶パネル)を表
示器として、また複写機の原稿として使用する装置系の
基本的な構成を説明する。第1図(a)は、その装置系
の表示状態における側面図、第1図(b)は複写状態に
おける一部切欠き正面図である。
第1図において、一般的な複写機本体lの上面には、原
稿台2が設けられ、少なくともその原稿対応面2aはガ
ラス等の透明部材で構成される。
この原稿台2上には、本発明によるパネル3が、立て伏
せ自由に取付けられている。このパネル3は、第1図(
a)に示す様に立て起こすことにより表示器として使用
される。即ち従来の液晶層表示器と同様に、外光りある
いは別に設けた照明により反射型表示を行なうことがで
きる。一方、表示された画像のハードコピーが欲しい場
合には、第1図(b)に示す様に、表示パネル3を原稿
台2の原稿対応面2aに対応させて伏せ、通常原稿と同
様に複写する。第1図において、4は紙カセット、5は
排紙トレイ、13はコピー用紙であり、6〜12は一般
的な複写機内部構造で、6は感光ドラム、7は帯電器、
8は現像器、9は転写用帯電器、10はクリーナー、1
1は原稿照明ランプ、12はセルフォックレンズアレイ
である。
また、原稿台2は移動型、または固定型のいずれでもよ
いが、パネル3は必ず原稿対応面2a上に固定される。
特に第1図(b)には簡単のため原稿台移動型の例を挙
げたが、原稿台固定型の場合には、原稿照明、ドラム露
光光学系(ここでは11.12)を、可動光学系とすれ
ばよい。
ここで以上の様な光学系において照明ランプ11によっ
て通常のシート、ブック等の原稿を照明する場合、通常
はセルフォックレンズ12が原稿による鏡面反射光(第
1図(b)中に14で示す)を取り入れない様な光学系
の構造とする。なぜならば鏡面反射光を取り入れると、
原稿台自身による反射光をも取り入れてしまい、充分良
質なコピー画像が得られなくなってしまうからである。
すなわちドラム6上に結像されるのは原稿面からの散乱
反射光である様にする。
次に、この発明で用いるパネル3の構成を説明する。
第2図は、パネルの構成要素の一つである、薄膜トラン
ジスタをマトリクス配置した半導体駆動回路を有する基
板の斜視図であり、これを組込んで液晶表示パネルとし
て構成した例を第3図に部分断面図として示す。即ち、
第2図の基板は、表示用パネルを構成するガラス等から
なる基板21上に、2〜10本/ m m程度の密度で
、駆動用薄膜トランジスタ(以下、シばしば単にrTF
TJと称する)をマトリクス配置したものである。TP
Tは、基板21上に形成されたゲート線22aa及び2
2ab (透明又は金属の薄膜導電膜からなる)、該ゲ
ート線上に設けたゲート電極22a、22b、22c、
22dを有し、少なくともこの部分はAI、M、o、C
r等の金属からなる不透光性の電極が用いられる。前記
ゲート電極上に絶縁膜23を介して形成した薄膜状の半
導体24.24b、24c、24d、半導体の一端に接
して設けたソース線(導電膜からなる)25.25b及
び半導体の他端に設けたドレイン電極26a、26b、
26C126d等から構成されている。
又、第3図は、第2図に示す電極板と対向基板とで構成
される液晶表示パネルを示している。第3図に於て、3
1及び21はガラス、プラスチック等の透明基板、26
b及び26dは前述の表示単位となるドレイン電極、3
2は対向電極である。26c、26d等には、I n、
203 、SnO2等の透明導電膜が使用される。
25.25bはそれぞれソース線であって、AI、Cr
、Mo、Au、Ag、Pt、Pd、Cu等の金属が使用
される。33a、33bは絶縁膜を22a、22b等の
ゲート上のみに形成した例を特別に示してあり、又34
は必要に応じて設けられる絶縁膜であり、22c、24
dはCdS、CdSe、Te、アモルファスシリコン等
の半導体、35はスペーサー、36は液晶層である。
TNモードで用いるときには絶縁層34および37の表
面に配向処理を行なう。配向処理としては、これら絶縁
層そのものが斜め蒸着されたものか、微細な溝を一方向
にもったものが用いられるが、他の方法としては、この
絶縁層の表面に高分子膜を設はラビングすることによっ
て達成することもできる。
この表示パネルでは、ねじれ配列ネマティック(T N
)表示モードを利用することができる。この発明表示パ
ネルへの、入射光IOは、第1の直線偏光板40によっ
て直線偏光となり液晶層に入り、電圧無印加状態ではこ
の偏光面が90度回転し、第2の偏光板41に達する。
第2の偏光板はこの偏光を透過するよう偏光面を配置し
である。
即ち第1の偏光板と第2の偏光板は偏光面が直交する配
置となっている。続いて光は42の散乱反射板によって
反射し、入射光側へ再び戻って来るが、方向は散乱反射
板によってまちまちとなり、表示としては明るい状態を
呈する。上下電極間に電圧が印加された部分では、入射
光は第1の偏光板による偏光面が変化することなく第2
の偏光板に達し、光はそこで通過しなくなり、暗状態を
呈する。
第4図はこのような光学的に変化する絵素の部分とこれ
によって生じた影の部分の関係を図示したものであり、
光学的機能部分の配置のみを取り出して示しである。
光学的に変化する液晶層の厚みは1通常1OIL前後で
基板材料に比べて非常に薄い、これに対してこの光学的
変化を検出する二枚の偏光板40.41は、TFTの基
板と対向電極基板の分だけ各々離れて配置され、外光の
反射光によってこれを検出する時、光散乱板は第2の偏
光板の更に背後に配置することになる。
斜めに入射した光IOは光学的変化を生じる絵素単位で
′の液晶層43a、43b、43cに入る。今43bが
前記電圧印加部分であると、Aで示す部分が暗くなり、
反射板42の散乱光を背景として暗いスポットが識別又
は検出可能となる。
一方このAの反射板42への投影面Bも影として・ 暗
くなる。従って、識別もしくは検出される黒いスポット
としてはAとBが重なり合った領域となる。これはAの
みを識別可能単位とするのに比べ、Bによる余計なボケ
を生じていることを意味する。
前述の一例で、絵素の電極ピッチが0.5mm程度を考
える時、光学的変化を示す液晶層43bの位置と反射像
を作る光散乱板42の距離が0゜5 m mで、入射光
が垂直入射に対し入射光が45″傾斜していれば、43
bの光学像は完全に1ピッチ分ずれた影の像を形成する
。実際にはもっと小さいピッチ、即ちO,1mm程のピ
ッチも作られ、この時は他が上記条件なら5ピッチ分も
ずれた影の像ができることになる。
この発明では、液晶層から第2の偏光板を介して光散乱
反射板に達する距離を表示絵素ピッチと同等以下に規定
することにより、上述の反射像のボケを防止し、またこ
れを実現するための対向基板の周辺構成を与える。
対向電極基板の液晶との界面から反射板までの距離と、
絵素ピッチとの比を1以下とした理由は、第1には、上
記比が1であることが、45゜入射光で実際の液晶像と
影の部分が完全に分離しない限度であることである。第
2の理由は、45°以上の入射光の場合は、(i)入射
光の全反射が生じる。(11)入射光の光路長が長く散
乱を生じ鮮明な影を生じない。(iii)入射角度が大
きいと偏光率が低下し影の像が弱くなる。これ等いずれ
かの理由により、影の像の影響が小さくなるためである
しかし、漬床しくは上記比がl/2以下が良く、原理的
には薄ければ薄い程良い。
この発明は、このような条件を実現できる構成に基づく
ものであり、第5図は第3図で示した対向基板側の構成
である。56は液晶面に接する対向電極で前述と同様に
、I n202.5n02のほか光をある程度透過する
金の薄膜等からなる透明導電膜が用いられる。55はこ
の透明導電膜を支持する基板で、本発明では透明高分子
フィルムが好ましく使用される。−例としては一軸延伸
のポリエステル、ポリエーテルサルフォンが用いられ、
他にはポリカーボネート、ポリサルフォン、ウレタン変
性ポリオロフィルム、セルロースフィルム等も用いられ
る。54は偏光膜で、前述の透明導電膜の基板54と5
3の基板とで支持されたいわゆるH III、すなわち
延伸したポリビニルアルコールにヨードを染色した偏光
膜、が好ましく用いられる。他に、二色性染料で染色し
た偏光膜も好ましく用いられる。膜53は、55と同じ
材料でもよいが、透明なセルロースフィルム、アクリル
フィルムがより好ましく用いられる。52は接着剤ある
いは粘着剤層、51は表面が乱反射性になっているAI
等の反射板である。このような主として高分子材料から
なる積層構成により、透明電極と偏光板を一体構成した
対向基板を、第3図で示す対向基板として用いると、液
晶面と反射面を本発明の規定する範囲にするものが得ら
れる。
゛即ち56の透明電極部は高さ0.3gm、55は25
#LmからloO#Lm程度、54の偏光膜は4kから
151Lm程度、53も25JLm−1OOJLm、5
2の粘着剤層は2〜3 g mから10JLm程度のも
のが実現できる。従って56の液晶と接する面から51
の反射面までは50pmから200p−m程度のものが
得られる。
従って、このような構成にすれば最大20本/mm密度
から5木/mm程度までが反射構成で実用可能となる。
もちろん低解像度のものに対しては何ら支障を生じない
第5図(b)は、液晶界面から反射層までの厚みが、絵
素ピッチとの関係で、本発明により許される範囲で用い
られる他の応用例を示し、55の高分子フィルムに形成
された透明導電膜56と55aと53の高分子フィルム
に挾まれた偏光膜54と乱反射板51がそれぞれ52a
、52の接着剤あるいは粘着剤層によって一体化された
構成である。このようにすると、独立の工程によって作
成された透明導電フィルム、偏光板、反射板を各々一体
化すれば良く、各機能に対して工程の制約を受ない効果
を持つ。
i1立皇】 以上説明したように、本発明によれば、微少なピッチで
大量な表示情報を付与することのできるTPTマトリッ
クス基板を用いるに際して、対向基板の反射構造を薄く
することによって、その解像度を低下することなく、表
示機能と写し込み機能を共に満足させ、且つ薄型、軽量
で低価格の画像形成装置が提供される。また対向基板を
高分子材料により構成することにより、背面からのi衝
撃性に優れる画像形成装置も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、本発明の画像形成装置(液晶パネル)
を含む表示ならびに複写装置系の表示状態における側面
図、第1図(b)は同装置の複写状態における一部切欠
き正面図、第2図はパネルの構成要素の一つである薄膜
トランジスタをマトリクス配置した半導体駆動回路を有
する基板の斜視図、第3図は第2図に示す電極板と対向
基板とで構成される液晶表示パネルの厚さ方向断面図、
第4図は対向基板周辺での反射像のボケを説明する模式
断面図、第5図(&)および(b)はそれぞれ本発明で
用いられる好ましい対向基板積層体の例の断面図である
。 21・・・TFT基板 24a 、24b 、、、e eTFTの薄膜半導体3
1・・・対向基板 36・・・液晶層 40・・・第1の偏光板 41・・J第2の偏光板 42・・Φ散乱反射板 第11A(a) 第1図(b) 第20 第3rfJ 0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入射光側より、第1の偏光板、マトリクス配置した
    スイッチング用薄膜トランジスタを備えた基板、液晶層
    、対向電極を有する基板、第2の偏光板、および散乱反
    射部材を順次積層配設してなる液晶パネルにおいて、該
    対向電極を有する基板の電極と液晶との接する界面と、
    散乱反射部材の散乱反射を生ずる面との距離が、繰返し
    配置される絵素電極の最小ピッチと同等以下の厚さであ
    ることを特徴とする画像形成装置。 2、前記対向電極を有する基板および第2の偏光板が、
    高分子材料積層体からなる特許請求の範囲第1項に記載
    の画像形成装置。
JP59089987A 1984-05-04 1984-05-04 画像形成装置 Pending JPS60233619A (ja)

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JP59089987A JPS60233619A (ja) 1984-05-04 1984-05-04 画像形成装置
GB08511375A GB2160692B (en) 1984-05-04 1985-05-03 Lcd matrix elements
DE19853515978 DE3515978A1 (de) 1984-05-04 1985-05-03 Bilderzeugungsvorrichtung

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