JPS6167019A - 表示パネル - Google Patents

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】 本発明は、電卓、時計、カメラ、測定器やテレビジ目ン
等で携帯用の比較的小型の機器で用いられる表示パネル
に関するもので、特に液晶を用いたネガ表示を少くとも
その表示部の一部に形成する表示パネルに関する。

従来、表示パネルは大きく【も表示面積が１００ｍｍｘ
　１０　Ｇｍｍ以下のものがほとんどであった。又、こ
れ等の中で９割以上がネジレネマティック（ＴＮ）反射
型表示方式が利用されてきた。この理由とし【は、低電
力消費で動作させて、外光利用による表示が可能である
ことが考えられる。この反射型表示方式のほとんどは、
非表示部が明視野で、表示部が黒又は青等の着色暗部と
して表示されるポジ型の表示であった。この理由は、概
念的に線で構成されるパターン、即ち主に数字、文字等
にあっては、その線の形状認識によって表示を判読する
ことができ、しかも従来の表示パネルでは度板したネガ
表示パターンを形成すると、表示パターン（明部）の開
口部は細くな一部、大旨垂直に入射する光を大旨垂直方
向で観測する時には所望の表示を得るが、斜めから入射
する指向性の強い外光下では、非表示部の影が反射板に
でき、又反射光は非表示部の下に入ってしまい観測者は
充分パターンの開口部の明るい像を得ることができない
点が挙げられている。即ち、反射板に投影された像と、
これを観測するための開口部でパララックスを生じてい
るためで、従来の表示パネルでは明るいネガ表示像が得
られないとして実用化し離い状況にあった。第１ｅは、
この従来構造を説明するための断面図である。第１図（
ａ）はポジ表示を示し、（ｂ）はネガ表示を示す例であ
る。１は第１の偏光板、２は上基板、３は液晶層、４は
下基板、５は第２の偏光板、６は反射部材、７は共通透
明電極、８はｌジ表示パターンを形成する透明電極、９
はネガ表示パターンを形成する透明電極、１０は交流電
源、１１はスイッチ、１２は観測者である。液晶はＴＮ
液晶を用い電極間で９０度ネジした配向をしており、偏
光板は１，６の偏光方向が直交している。配向層、偏光
板や反射板間の粘着層は図中省略しである。指向性の強
い外光工０は、この表示部全体に照射されているが図中
では明暗視野の境界部を形成するところだけ示した。両
者とも電源が接続されている状態で動作中を示している
。この例では非動作詩ＫＦｉ表示部全体が明；るレツー
！ルオープン型として示した。＃Ｉ１図（ａ）　におい
て動作時には、人の斜線部が第１と第２の偏光板によっ
て暗視野として識別されるべきパターンであり、Ｂの部
分Ｆ！Ａによって形成される影である。観測者１２はこ
の人とＢの暗視野によって表示パターンを識別できるが
、（ｂｌ　においては液晶によるネガ表示パターンはに
の影によって観測者には暗視野となると同時に開口部に
よって作られた明視野の投影部もＩＩｌ！測者１２には
にの液晶が作る暗視野に遮られて見えない。従って（ｂ
ｌではこの状態の時ネガパターンの識別は充分に行えな
くなる。

本発明の目的は、上述従来例の欠点を除去すると同時に
１ネガ表示とポジ表示を混在させた表示において、ネガ
パターンとポジパター−、ｔはぼ同じ文字寸法にて読み
とることが可能な表示パネルを提供することＫある。

従来例で示したように液晶層が形成する明。

暗の像形成部と、これが光散乱反射板によって形成され
る投影像の重なり合せによって通常の反射型表示はａ別
されていることが理解されたことと思える。ところで液
晶層は第１図で一定の厚みを示して書いたが、実際に用
いる厚みは約１０ａｍ前後であり、一方基板は１ｍｍ程
度を用いる時、この表示パネルの厚み方向の２軸から見
ると、液晶部は一点で代表される液晶面に位置し、又同
様の意味から反射板上の投影部が形成される面も厚み方
向Ｘ軸上では一点で代表できる。この発明は小型表示パ
ネルで用いられるような小さい文字をネガパターンで見
るための手段を見出すと共に１同時に表示するポジパタ
ーンも同程度の文字寸法で表示し、両者を異和感なく表
現できることが可能な構造を見出したことに基く。第２
図は、本発明の実施例を示すもので、表示パターンの最
小線幅ｄ、とし、液晶層（液晶層の中間）と反射面（平
均反射面）の距離をｄ、とする時ｄｒ＞ｄｔなる関係で
ネガパターンを形成することを特徴とするものである。

第２図にて同一記号を付したものは第１図と同じ部材で
ある。ここで最小線幅とは、概念的ＫＩ［で構成し得る
パターンでその線の形状で認識が可能となる部分、即ち
主に数字、文字等にあつ【、大旨平行な二本の義でパタ
ーンが形どられる時、この平行な線間の距離を云う。こ
の時線の端部での形状は特に規定するものではない。例
えば第４１ｍＫ示した数字に対してｄｌで示される如き
ものを線幅としている。

ここに注意すべき点はｄ、の如きパターンを簡単単化す
る時に設けた便宜上の隙間ｄ、の庫きものは線幅としな
い。第３図で本発明に関係する位置関係の部分のみ書き
直した。第３図においてＡ′は点灯時の液晶像が形成さ
れている面で　Ｂ／は光散乱反射面での投影像面である
。非点灯による線幅ｄ、が開口部となり、この垂直の投
影部に対しＡ′の液晶像は指向性の外光Ｉｏにより影ｔ
を作る。指向性光源は表示パネル面に対してθで示す入
射角を持つものとする。この図形からはｄｌ　＊　ｄ２
　ｔθが任意に選べることとなるが、本発明では実際の
表示使用環境下で効果のある好適な例を示すものである
。本発明では実用に耐え得る最低の例は５ｅｃｔｓと反
射面の厚さｄ、がほぼ同じ程度から用いられることを見
出した。この使用例を用いる時は指向性の外光θが４５
度以上ないとｌとｄｌが一致して観測者が正面から読み
とる時でも満足なネガ表示パターンとならない。然しな
から実際の使用環境下ではこれ等の原理とかなり状況が
異る。第１は傭い指向性外光のみしか生じていない環境
は意外と少く、実際は種々の散甜光が周囲にあり、この
散乱や周囲の反射によって生じた二次元源によって表示
が視認できるものである。第２は小型の液晶表示パネル
を用いた携帯機器では多くの場合任意に表示器の角度を
自分で調節でき、見易い向きＫして表示を読み採ること
がごく通常行われる。しかしながら明視骨となる部分が
全く無いと表示の視認は困難であり、この最低の条件が
ｄｌがほぼｄ、と等しいものである。

次により好適な例を下の表に示す。即ち主な指向性外光
の入射角θとｄｌが影と等しいｄ、＝ｅと、影によって
線幅が約１／２になるｄ１＝２ｅ。

更（好適に用いられるｄ１＝３ｅでのｄ、との関係であ
る。

第３図より得られる位置関係によって各指向性光源の入
射角に対して開口部が陰の１倍、２倍、３倍の条件をｒ
ｌ）　、＋２）　、　（３）で示した。

ここで本発明の主旨からθ＝６０°でｄ１＝ｔとなる条
件ｄｒ＝　０．５８　ｄｔは実用的でないことを先に述
べた。即ち入射角が大きすぎ、一般的ではない。４５°
の入射角ではｄｌとｄ、が等しく、本発明の最低の条件
として用いられるが、３０°の入射角に対してはどの方
がｄｌより大きくなり指向性入射角の方へセルを傾斜さ
せると同時に観測者も垂直に近い方へ移動して視認しな
ければならない不便を生じる。従ってより好ましい条件
としては３０°で２ｅとなるｄ１＝３．４６４．、即ち
ｄ２の約３．５倍の開口を持つものが用いられる。本発
明ではｄｌとして小型表示を目的としているのであまり
大きな数値を用いるものではない。従って本発明の主旨
からはｄ＊＝３１０３０°に示される如きｄｌの５．２
０倍の開口を持つものを特に推奨するものではない。

従って本発明で望ましい小型表示用としてはｄ１＝３．
５ｄ、に近い条件を満すよう、ｄｌを小さくとると同時
にｄ、を薄くして用いることである。

本発明の好適な実施例としてはｄｌを０．５　ｍ　ｍと
する時ｄ、を０．１４ｍｍとすることによって達成する
ものがある。即ち基板４のガラス厚を０．０８ｍｍとし
、偏光層と接着層を合せて反射面までを０．０６　ｍ　
ｍとするものが有効であり、これ等は実現が可能である
。又以上の説明中３０°以下の指向性外光について記し
ていないが、実際にこのように小さな入射角の指向性外
光下では、他の物体による陰影が強く、即ち朝日や夕日
の外光環境下では、一般の事物においてもそれなりの工
夫をして視認しようとするので、このような小さな入射
角を規準とする必要がなく人間工学上問題とならない。

即ち指向性光源へ表示器を向けその正反射に近い方から
視認しようとするか、天上光等の人工照明手段を併用す
る習性があ゛るためである。

以上詳細に述べたように本発明の主旨に添う条件では好
適にネガ表示が可能であると同時に従来多用されている
ポジ表示に於いても好ましい結果が得られ、本発明では
これ等ポジ表示を併用する表示器に於いても特に有効で
あふ。ポジ表示用の線幅も本発明の実施例では入射角３
０゜で３３％増加するだけである。従ってこのような実
施集注ではネガ表示もポジ表示もほぼ同一の１６１幅で
設計し得るものでネガ、ポジ表示が混在する表示器で両
者がデザイン的に異和感なく使用できるものである。

本発明の変形例としては電圧非点灯時に表示面が明るい
状態を呈するよう、ＴＮ液晶使用で、偏光板の偏光方向
を直交する配置したものを説明したが、偏光板を平行に
配置し、非点灯時に暗視野とし、点灯時に上、下に電極
がある部分が明るくなるノーマルクローズの表示でも本
発明の条件が有効に用いられる。又ゲストホスト効果を
用いた表示でも反射板が液晶層と基板を介して分離配置
されるものでは同様の条件が設定できる。

本発明では概念的に線パターンで表現されるものについ
て有効性を示したが、図形や絵に於いても読み採りを必
要とする最小ａ［について同等の条件が適用できる。

本発明の実施態様として前述実施例で特に述べていない
が、この発明は非常に高濃度の、又は高コントラストの
表示パターンを与える時Ｋ特に有効である。これは一単
位画素毎に完全にＯＮ、ＯＦＦするスタティック駆動の
場合、０８部の液晶は高濃度な状態にあり、表示部が充
分なｎさを持って視認されると同時に、その液晶像の影
も鮮明となる。ところが時分割駆動時の点灯画素では、
視認者の方向からは濃度の高い点灯像が視認できても、
反対方向から入射する光に対しては充分濃い影を作らな
い場合を生じる。ＴＮ液晶で、これは液晶分子の電場に
よる配向の度合が、時分割駆動ではクロストークを生じ
ることから実効電圧は低く設定せざるを得ず、視認方向
では偏光のツイスト解除の状曹にあっても、反対方向で
は実効的なツイストが残存していることによるものであ
る。ところが、スタティック駆動では画窓毎に電圧を独
立に印加でき、実効電圧は充分印加でき、Ｗｇ濃度が充
分得られると同時に影も濃くなる。この為前述の杉の部
分も充分な遮光効果によって暗部となっている。このよ
うな状況をＩｉｉ素数が少く、視認性を高める機器では
用いており、本発明の構成は特に有効である。スタティ
ック表示では実効電圧を高める程に濃度は飽和値へ向い
、表示品位は向上し、立上り応答速度が速くなる点で好
ましい、これ等の点で本発明は高品位表示に特に効果が
ある。具体的な例としては閾値電圧１．５ｖの液晶で飽
和値の５０％が２．３ｖの表示器を６ｖの動作電圧でＯ
Ｎ状態を得た前述実施例では充分なコントラストと同時
に広い視野角でネガ、ポジ混在する数字、絵文字表示を
得ることができた。

又、本発明はネガ表示として細い線画によって表現され
るものについて述べたが、読み採りを必要とする細部の
形状を述べたものであり、基本的に最小線幅を上述条件
内に持つものが含まれた面積の大きなパターンにも通用
されることは云うまでもない。又、前述ではセグメント
ｍｓを用いた例について説明したが、ドツトマトリクス
方式の表示パネル（アクティブマトリクス型表示パネル
、パッシブマトリクス表示パネル）Ｋついて、前述と同
様とすることができる。

以上説明したように最小線幅ｄ１をｄ、より大きくする
ことにより、小型表示パネルにおいてネガ表示が実用的
となる。ここで特に有効な一つのパターンサイズとして
は１０ｍｍ以下の文字又ｉｊａ画パターンであり、それ
等の一つとして７セグメン）Ｋよる数字表示等でも適用
できる。

従来のネガ表示は表示効果が不充分であることから小さ
いＤＡ画パターンに適用されていなかったが、本発明に
より実用的表示効果を与えることとなり、このことはデ
ザイン上の自由度を大きくシ、表示パネルの表現力を大
きくすることに大きな効果がある。

又、本発明はスタティック表示の高品位表示を得るのに
効果を示す。即ち高いコントラストと高速立上り応答を
持つ表示でネガ、ポジ混在の表示が、得られる効果を有
し、しかも従来の表示パネルにおいては、リード線が点
灯しないような上下＠極パターンの複雑な配線によって
ポジ像を表現していたのに対し、本発明では簡単な配線
でネガ像を形成することも可能にし、このためパターン
設計と製造が有利なものとなった。さらに、本発明によ
り広い温度範囲で使用でき、高い表示品位を保持するこ
とができ、又、１！極パターン設計の自由度を向上させ
ることができる。

１、　　ｉｉ￥１面の簡単な説明 第１図（ａ）及び（ｂｌは、従来の表示パネルにおける
実施態様を表わす断面図である。第２図は、本発明の表
示パネルにおける実ｍ態様を表わす断面図である。第３
図は、本発明における位置関係を模式的に表わした平面
図である。第４図は、本発明の表示パネルで用いた表示
パターンを表わす平面図である。

ｄ、；最小線幅 ｄ、：液晶層と反射板の間隔 慕１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも全液晶表示画面内に表示パターン部を明部と
   し、その周囲を暗部としたネガ表示パターンを形成する
   表示パネルにおいて、前記表示パターン部の最小幅ｄ＿
   １と、液晶層と反射板との間隔ｄ＿２がｄ＿１＞ｄ＿２
   の関係を有していることを特徴とする表示パネル。