WO1982002973A1 - Liquid crystal display unit - Google Patents

Description

明

発 明 の 名 称

液晶表示装置

技術分野

こ の 発 明 は 、 液晶 表示装 置 に 関 す る も の で あ り 特 に液晶表示素 子、 表示部 を カ ラ ^一 表示す る カ ラ

一 フ ィ ル タ お よ び光 を 半透過散乱 * 反射 す る 板 と を 組合せ て 液晶表示装置の 視認性 と 、 液晶表示素 子 を よ り 製作 し や す い 液晶表示装 置 に関 す る も の で あ る 。 <

背景技術

液晶表示装 置 は 、 液晶表示素子、 偏光板 か ら 構 成 さ れ て お り 、 液 晶表示素子は 二枚 の ガ ラ ス 板 で 液晶材料 を サ ン ド ウ イ チ し て い る 。 こ の 二枚の ガ ラ ス 板 に は 透萌 電極が薄 く コ ー ト さ れ て い る 。 こ の 電極 に表示信号 と し て電圧 を 印加 す る と 液晶 材

料の 光軸 は 、 こ の 電圧 に よ っ て.生 じ る 電界 に 平行

に な る 性質が あ る 。 ま た 電気信号 が な い 場合 は 、 液晶材料の 光軲 がニ枚 の 透 明 電極 に 平行で 、 か つ

軸方向 が 両 電極 間 で は 丁度 9 0度 ね じ れ た 状態 に な

つ て い る 。 通常 こ の よ う な 液晶 表示素子 を T N

OMPI

、v, (Tw i s t e d Nema t i c ) 形液晶 と 呼 ん で い る 。 上記二 枚の ガ ラ ス 板 の 外側 に 偏光扳 を 設 け る こ と に よ り 表示 し た い表示 パ タ ー ン 部 だ け を 光 が透過 （ ま た は遮断 ） す る がで き る

液晶表示装置は 、 光 の 透過 ま た は 遮断 を 選択的 に し か も 外部の 電気信号で行な う こ と に よ り 種 々 の 表示 を 可能 と す る わ け で あ り 、 表示すべ き パ タ ー ン の 視認 は 外部光 に よ る こ と か ら 受光形表示素 子 と 呼 ば れ て い る 。 受光形表示素子 は外部光 を 必 ず必要 と す る 。 そ の た め 、 表示素子の 近 く に 照明 装置 を 設 け た り 、 局 囲 の 光 を 有効 に利用 し た り し て 使わ れ る 。 以下 に 第 1 図〜第 3 図 に示 し た 従来 例 に つ い て そ れ ぞ れ そ の動作 を 説明 す る 。 第 1 図 は 液晶表示装置 を 反射形 モ ー ド で使用 す る 場合の 光の通過 を 示す断面図で あ る 。 （1) は 液晶表示素子 - (2) ， ） は 偏光板 、 （4) は 光 を 良 く 反射す る 反射扳で あ る 。 入射光 1^が入射す る と 偏光板（ を 通 る こ と がで き る 光 は あ る 一定の 偏光成分だ け の 光で 、 他 の 偏光 の 成分 は 偏光扳（²) で 吸収 さ れ る 。 こ の 偏光 扳（2) を 通過 し た光 は 液晶表示素子ひ） を通 る 過程で - 液晶 に 電界力 印加 さ れ て い な い 所で は 、 液晶 の 光 軸 と 同 方向 の 偏光方 向 を 保存 し つ つ 進 む 。 T N 形 液晶 で は 液 晶 の 光軸 が 二枚の 電極間 で 丁度 9 0 度 ね じ れ て い る た め 、 液晶表示素子（1) に入 射 し た 光 は 液晶表示素子（1) を 出 る と き は 入射 し た 光 に 対 し て 9 0度ね じ れ た偏光方向 を も っ た光 と な る 。 今、 偏 光板（3) の 吸 収軸 が僵光扳（2) の 吸収軸 と g交 し て い る と 上述の 入射光 は 僵光扳 ） を そ の ま ま 通 り 反 射扳（4) に 達 し 、 反射板（⁴) で 反射 さ れ た 光 は再 び偏 光板（3) 、 液晶表示素子（1) 、 孺光扳（2) を 通 り 、 反射 光 L₂ と し て 観測 で き 、 我 々 の 目 に は反射板 （⁴) の 面 を 明 る く み る こ と に な る 。 液晶表示素子 U) に 電界 が 印加 さ れ て い る と-、 電界の存在'す る と こ ろ の 液 晶 の 光軸 は 電界 に 平行 に な る 。 す な わ ち 、 液晶 の 光軸 は 透 明 電極 に 平行な 伏態か ら 垂 直な 方向 に 変 る の 時 は 入射光 1^ は 液晶表示素子（1) を 通 る 時 光 の 偏光方 向 は 液 晶 に よ っ て影簦 を 受 け ず に 偏光 板 （2) を 出 た 状態 の ま ま で偏光扳（³) に 達''す る 。 偏光 板（²) , (³) は 上述 の と お り 吸収軸が 直交 し て い る た め 、 入射光 は 信光扳 ） で ほ と ん ど 吸収 さ れ 、 反 射扳 （⁴) に 達 し な い 。 む ろ ん 、 我 々 の 目 に は な に も み え ず 、 液晶 表示素 子 ω は 背景が反射板 （⁴) の 明 る WIPO い光 に 対 し て電気信号 が 印加 さ れ た 部分 が 黒 く み え て 、 あ る 表示パ タ ー ン を 視認 す る こ と が で き る 以上 は 偏光扳（2) , (3) が直交 し て い る 場合 につ い て 述べた が偏光板 （2) , (3) の 吸収軸 が平行の 場合 は背 景が黒色に 、 表示パ タ ー ン カ 明 る く 、 上述 と は反 乾 し て み え る 。

第 2 図 は 第 1 図 の 反射扳（⁴) が な い透過形モ ー ド の 液晶表示装置の 断面図 で 、 光瘰（5) か ら の入射光 L₃の 液晶表示素子（1) に お け る 透過率 を 制御 し 、 透 過光 を 見 る こ と に よ り 、 第 1 図 と 全 く 同 じ 原理 で表示バ タ ー ン を視認 す る こ と が可能で あ る 。 こ の 場合 に'は 光潺 （⁵) 力 内 蔵 さ れ て い る の で 、 外部光 が な く て も 表示を 筏認で き る 。

第 3 図 は 第 1 図 の 反射形 モ ー ド 、 第 2 図 の 透過 形モ ー ド の 雨方の 特長を も つ た 透過 · 反射形 モ ー ド 液晶表示装置 の 斩面図で あ る 。 （⁶) は 半透過性反 射板で 、 布、 拡散 ^、'' 乳 白 色樹脂な ど の よ う に 、 表面散乱 に よ っ て生 じ る 拡散反射性 と 、 多 重散乱 し つ つ 光が材料 内 を 伝 ¾す る 事 に よ る 拡散透過性 を 利用 し た も の 、 あ る い は 、 散乱性の表面 を 持つ 光透過性材料 に金属薄 ¾ を ¾着 さ せ る な ど 、 い く

OMPI

WIPO ぶ ん光 を 透過 す る 拡散反射面 を 形成 し て で き る も の な ど で構 成 さ れ る 。

こ の よ う な 表示装置 の メ リ ッ ト は 外光 の 強 い 時 は入射光 を 利用 す る 反射形 モ ー ド と な り 、 外光 の 弱い 場合は 光源 （⁵) か ら の 透過光 I を 利用 す る 透 過形 モ ー ド と な る の で 、 外光 の 量の 大小 に 拘 ら ず 良好 な 視認 性 を 維持で き る 点 に あ る 。 こ の 透過 ' 反射 モ ー ド は 、 外光強度 に対す る 視認 性 の良 し 悪 し が相反す る立場 に あ る 発光形表示装置 と 受光形 表示装 置の 両方 の 長所 兼ね 備 え た も の と し て 、 広 く 用 い ら れ て い る 。 '

し か し 液 晶表示装置が光の 扁光性 を 利'用 し た も の で あ る に も 拘 ら ず液晶表示素子の 周 辺 、 特 に 偏 光板以外 の 反射板 に よ る 偏光度の 変化 に つ い て あ ま り 重要 な フ ァ ク タ と し て論 じ ら れ て な い 特 に 反射形 モ ー ド で は 光が液晶表示素子 を 2 回透過す る た め 反射板 に お い て 僵光度が低下す る 事 に つ い て特 に 考 慮 し な い と 表示品位 を 下す る 原因 な る

し か し 情報社会 に あ っ て は表示 の 重要 性 は ま す ま す高 ま り 、 よ り 正確に 、 複籙 な 情報 を 正

と は 言 え な い 。 今後 目 ざすべ き 事の 一つ は 、 カ ラ 一表示 に よ る 視認 性の 向上、 も う 一 つ は 表示バ タ ー ン の コ ン ト ラ ス ト 比の 向 上で あ る 。

表示情報 の 増大 に対 し て は 大形 の 液晶表示素子 を 用 い て 、 多 数 の 色素 を 利用 すれ ば よ い た

ば第 4 図 に 示す。 （1) は 液晶表示素チ、 （²) お よ び ） は そ れ ぞれ偏光扳、 点線でか こ ま れ た 部分 は 液晶 表示部分 （7A)〜（7D) で あ る 。

上.述 の反射形 乇 ー ド と 透過形モ ー ド に お い て偏 光扳（²) ， （3) は液晶表示素子（1) の 表 · 裏全面に各 々 枚の 偏光钣 を は り 付 け て あ る た め 力 一表小 す る 場合、 カ ラ ー偏光板 を 使 う に よ り 可能で あ る が一色 だ け し か表現で き な い

の欠点 を 解决す る た め に 、 先に 第 5 図 に示す 液晶表示装置が提案 さ れ て い る の装置 と 第 4 図 の 従来装置 の 異 な る 点は 液晶表示部分 （7A)〜 C7D) に 沿っ て 偏光板（2) の 代 り に カ ラ ー偏光扳（2A), C2AA), C2B) , C2C) , C2CC), C2D) を分割 し て は っ て あ る 事で あ る 。 （8) は 偏光板 （2A) と 潯光扳 （2AA) 、 偏光 扳 （2C) と 偏光扳 （2CC：) 、 信光坂 （2C) と 偏 光扳 （2D) 偏光板 （2CC) と 偏光扳 （2D) の境界線で 、 た と え ば

OMPI 偏光板 （2A)が み ど り 色 の 偏光板 で 、 偏光板 （2AA ) が赤色 の 偏光扳で あ れ ば 、 表示部 が左下 か ら 順 々 各 セ グ メ ン ト が点 灯 し 中央部右の 境界線 （⁸) に 達す る ま で は み ど り 色の 表示 をす る が 、 点灯 す る セ グ メ ン ト カ こ の 境界線 （⁸) を 越 え る と え た 部分 は 赤 色の 表示 を す る 。

こ の よ う に 偏光扳（2) を 液晶表示部分（7) に沿っ て 力 一 の 偏光板 を は り 付 け る こ と で 、 第 4 図 の 実 施例 に よ る 欠点 は 解决で き る 。 し 力ゝ し 、 偏光板（²) を 液晶表示部ひ） に 沿っ て 多 種 （ 多色 ) の も の を .は り 衬 け る 作業は 、 単純 な パ タ ー ン の 液晶 表示部 ( 7B ) で あ れ ば よ い が 、 た と え ば曲 線部 を も つ 液晶 表示部 （7 C )，（7D ) や あ る い は 複雑 な パ タ 一 ン の 液 晶'表示 を 色表示す る 場 合、 多 種の 偏光板 （2) を 精度 よ く は り 付 け る 作業 は 困 難 で 、 生産注が 低下 す る ま た現在市販 さ れ て い る 力 ラ ー 偏光板 は 赤色 ， 緑色 ， 青色 ， オ レ ン ジ 色 ， 黄色 力 あ る が 、 次の 点 で 問題が あ っ て 、 実用 的 な表示装 置 に は 広 く 使用 さ れ て い な い そ の 理 由 の 一 つ は 色調 が 限定 さ れ て お り 、 種 々 の 表示 に適 し た 色調 が 得 ら れ な い 事 も う 一 つ は 特 に カ ラ ー偏光扳 の コ ン ト ラ ス ト 比 は と

ニ ュ ー ト ラ ル偏光板 に比べ て著 し く 悪 く 、 視認性 て

を 悪 く す る 事で あ る 。 ま た 信賴性 も 色素 の 安定性 の 関 係 で 十分 と は 言 え ず、 他の表示装置 に お い て

0

力 一表示 は よ り 良 性 と エ ン タ ー テ ィ メ ノ ト を有す る こ と カゝ ら 広 く 利用 さ れ て い る 割 に は液 晶表示装置 で は 利用 さ れ て な い の Jま 、 こ の 欠点 の た め で あ っ ^ 。 特 に オ レ ン ジ 色 ， 黄色 は 実用 的 な レ ベ ル に.達 し て い な い。 発明 の 開.示 こ の 発明 は 力 ラ ー 偏光板 の か わ り に.力 ラ ー フ ィ ル タ を 用 い る こ と に よ り 任意の カ ラ ー表示 を 可能 に し 、 ま た カ ラ ー フ ィ ル タ な ら び に反射板、 半透 過性 · 反射扳に お け る 偏光度 、 偏光状態 の 変化 に 注 目 し て よ り 視認.性の高 い カ ラ ー 表示 と コ ン ト ス ト 比の高い液晶表示装置 を 提供す る を 目 的

こ の 発 明 に よ れ ば カ ラ ー フ ィ ル タ と 光 の 偏光状 態 を考慮 し て な る 液晶表示装置 を 構成 し た の で 、 種 々 の 力 表示が 可能で あ り し か も コ ン ト ス ト 比の よ い 表示装置が得 ら れ る 効果力 > ' あ る ま た 装置 の フ ロ ン ト パ ネ ル を 、 遮光性 印 刷 部 と 、 目 盛 、 文字、 数字等の 印 刷 部分 を 分離 し 表示部 を 透 明 に し た 背影板 と 、 目 盛、 文字等 を 印 刷 し た フ ロ ン ト ノ、⁰ ネ ル と に 二分す る と と も に フ ロ ン ト パ ネ ル の 端 面か ら 照 明光 を 入射 さ せ る 構成 と し た の で 、 生産性が 向上 す る と と も に 、 表示部 の 力 一化 お よ び背影 の 色調 を 自 由 jこ 選択 し う る な ど 視認性 の 良 い 液 晶表示装置 と す る こ と がで き る 図 面の 簡単 な 説 明

第 1 図 は 従来 の 反射形 モ ー ド の 液晶表示装置の 断面図 、 第 2 図 は 従来の 透過形 モ ー ド の 液晶表示 装置の 断面図 、 第 3 図 は 従来の透過 · 反 射形 モ ー ド の 液晶 表示装置 の 断面図 、 第 6 図 は こ の 発 明 の 一実施例 の 断面図 、 第 7 図 は こ の 発 明 の 他 の 実施 例 の 斜視図 、 第 8 図 は こ の 発明 に適用 す る 半透過 性反射板 の 一実施例 の 断面図 で あ る 。

図 は 従来 の 液晶表示装置 の 斜視 図 5 は の 発 明 の 液 晶 表示装置 図 の 斜視 図 9 図 は こ の 発 明 の 液晶 表示装置 の 構成 を 示す 展開斜視 図 第 1 0図 は こ の 発 明 の 他 の 一実施例 の 展開 斜視図 第 1 1図 は こ の 実施例 の背影扳 フ ロ ン ト ノヽ⁰ ネ ノレ と の 一部 の 拡大断面 図 で あ る

OMPI

W 発 明 を 実施す る た め の 最良の 形態

第 6 図 は こ の 発 明 の 一実施例 の 断面図 で あ る 図 にお い て 、 （9) は表示装置 を カ ラ ー表示す る た め の 力 一 フ ィ ル タ で あ る の例 は反射形 モ ー ド で あ る が 、 反射扳 （4) が 、 半透過性反射扳（6)"に 置 き 代っ て も 考 え方、 原理 は 全 く 同 じ で あ る 力 フ ィ ル タ （⁹) は透 明 な フ ィ ル ム の上に透過性塗料が 印刷塗布 さ れ て お り 、 そ の パ タ ー ン は 液晶表示素 子（1) の透 明電極 と 同 じ か ま た は や や大 き 目 で あ る 偏光扳（2) ， （3) の 吸収軸 が平行 し て い る 場合、 液晶 表示装 置 に入 る 入射光 L'iは 、 電気信号の な い場合 ま た 透 明 電極 の な い 表示 し な い部分 で は 遮断 さ れ て 反射光 L₂ は な く 表示装置 は黒 く な り カ ラ ー フ ィ ル タ の 色 は み え な い 。 あ る 透 明 電極 に 電気信号が 印加 さ れ る と そ の 表示パ タ ー ン 部 は 光 を 透過す る の で 入射光 1^は 力 ラ ー フ ィ ル タ （⁹) を 通 り 反射扳 （³) に よ っ て反射 さ れ て 、 再 び カ ラ ー フ ィ ル タ （⁹) 、 偏 光板（2) ， （3) お よ び液晶表示素子（1) を 通っ て 反射光

L₂カ み ら れ る の 時の 表示色 は 力 ラ ー フ ィ 'ル タ

(9) の ィ ル タ 特性で決 ま り そ の 色調 ， 色彩 は フ ィ ル タ に 使わ れて い る 塗料 の 材質、 塗布厚 に よ っ て 決 ま る こ に 用 い る 力 ラ ー フ ィ ル タ は 一般 に 市 販 さ れ て い る 自 照式表示装置 に 広 く 使わ れ て い る も の で 十分 で あ る 。 こ の よ う に 現在 の 印 刷 技術 を 利用 す れ ば表示の 透 明 電極 の パ タ 一 ン に合せ て多 色 印刷 が可能で あ り 、 色 の 変化 ， 色調 、 色 の 濃度 も 自 由 に 変 え ら れ る が 液晶表示装置 の 視認性 と 表示の 効果 を 高 め る だ け で な く 、 偏光扳（²) (³) で 力 一表示す る 場合 の よ う に 何種類 も の 徧光扳 を 液晶表示素子（1) の 透 明電極 に 正確 に 位置合せ し て は り 付 け る 必要 も な く 、 偏光扳 を 複雑 な.形 に 切断 す る 必要 も な く 力 表示す る こ と 力； で き る

第 7 図 は こ の 発 明 の 他 の 実施例 の 斜視 図 で 、 反 射板 （4) の 代 り に 半透過 性反射板（6) を 設 け た も の で あ る の 実施例 の も の は 、 透過形 ， 反射形の モ ー ド の カ ラ ー 表示力 可能で あ る 。 し ；^ し 一つ の 問 し て偏光板 （2) , (3) の 吸収軸が 直交 し て い る 合 は カ ラ ー フ イ ソレ タ （⁹) の 力 パ タ ー ン が背景 に 見 え る 欠 点が あ る の は や む を 得 な い 。

次 に 液晶 表示'装置 に お け る 光 の 偏光度 、 偏光状 態 の 変化 に つ い て 述べ る よ り コ ン ト ラ ス ト の よ い 表示装 置 につ い て考 え る 。 第 7 図 の 液晶 表示装置

OMPI

\VTPO 2

は二枚の 偏光扳（2) ， （3) を 使用 し て お り 、 両者の 吸 収 〔 偏光板（²) の 吸収軸 を ^ で示 し 、 偏光板（³) の 吸収軸 を <—— *で 示す。 〕 が平行 し て い る の で、 点 灯状態で は 入射光 1^の う ち 、 偏光扳（²) の 吸収軸 と 直交す る 直線偏光 成分 の み が偏光板（²) を 透過す る こ の光 力 > ' カ ラ ー フ ィ ル タ （⁹) を 通過 し て、 反射板（⁴) で反射 さ れ た 後再 び カ ラ ー フ ィ ル タ （⁹) を 通 り 偏光 扳（³) に入 る ま で の 間 、 常 に偏光扳（³) を 出 た 時 同 じ 偏光状態が維持 さ れ て い な け れ ば な ら な い も し 上記 の過程で 偏光状態 が 変化 し 、 儒光扳（³) の 吸 収軸方向 の 偏 向 成分 を 生 じ る' れ は權光板（3) で 強 く 吸収 さ れ て し ま う た め 、 表示面全'体の揮度 の 低下 を 招 く ほ か、 コ ン ト ラ ス ト 比に も 悪影響 を 及 ぼす な る 力 一 フ ィ ル タ （⁹) の 基材 と な る フ ィ ル ム の.中 に は 、 成膜の 過程で分子配列に規則 性が生 じ 、 光学的異方性 を 呈す る も の が あ''る 。 こ の よ う な材料 を 光が透過す る と 、 直線偏光は一般 に楕円 偏光 と な る の で上述の よ う な輝度の 下、 コ ン ト ラ ス ト 比の 劣化の 原 因 に な る 。 ま た 、 拡散 紙な ど 多 重散乱 に 起因す る 拡散反射材 を 半透過性 反射扳（6) と し て 用 い た 場合、 拡散反射光 は入射光

OMPI 爾 の 記.億 を 失な い 、 全 く 無偏光 の 状態 に な っ て し ま う 。 し た が っ て 、 反射光 の 一部 が 偏光扳 （3) で 吸収 さ れ 、 上記 と 同 様 の表示性能の 低下 を き た す。

以上 の よ う に 反 射形 モ ー ド に お い て は 液晶表示 素子、 偏光板 を 光 力 2 回透過す る た め 第 1 回 目 と 第 2 回 目 の 透過状態 が 全 く 同 じ ·儷光状態 を 維持す る と 力 コ ン ト ラ ス ト を 良 く す る 上 で の 重要 な 条 件 で あ る

第 8 図 は 上述の 効果 を 十分 に 満足 し の 発 明 の 実施 に 役立つ 半透過反射板（6) の 一実施 例断面図 で 、 0J) は 拡散物 、 ^ は 透過性 フ ィ ル ム で 、 拡散物

0 の 面上 に 金属 を う す く 被膜 し た も の で 、 ' 若千透 過性 を 有 し 、 光学的 に均一 な も の で あ っ て 、 反射 光 L₂ と 入射光 と で で き る だ け 同 一 な 儒光伏態 を 維持す る も の で あ る の 半透逼性反射板 （6) で は 光源（⁵) か ら 入射 す る 入射光 L₃は 拡散物（U) で散乱 お よ び拡散 さ れ て透過性 フ ィ ル ム W を と お っ て透過 光 L₄ と し て 出 る 。 従っ て光源（⁵) か ら 入射 す る 光 L₃ の 指向 性が 強 く 、 半透過性反射扳 （⁶) の 各場所 に 入 射す る 入射光 L₃の 輝度分布が あっ た と し て も 透過 性 フ ィ ル ム 0 力 > ら 出 る と き は ^一 な 透逼光 L₄ と な

Ο ΡΙ

、v , 4

り

曰

液 ΒΘ パ タ ー ン を均一 に 照明 す る こ と 力； で き る

第 9 図 は 第 ⁷ 図 及 び第 8 図 に示 し た 装置 を さ ら に改良 し た も の で 、 図 に お い て、 （⁵) は 光源、 （⁶) は 光 を 散乱かつ 反射す る 半透''過性反射板、 （⁹) は う す い 透明 な フ ィ ソレ ム ：^ ら な る カ ラ ー フ ィ ル タ で 、 着 色部 （9A)〜 （ SD) には 液晶表示素子（1) の 液晶表示部 分 （7A)〜（7D ) な ら び に偏光扳 ） に ほ ぼ一致 し た パ タ ー ン で 力 一 の 透過性 ィ ン ク が 印刷 ま た は 塗布 さ れ て い る 。

偏光 ¾ (²) は 液晶表示素子ひ） の 前面に液晶表示部 ( 7A)〜（7D ) に合せ て カ ツ ト さ れ た も の 力 は り 衬 け て あ る が第 8 図 の 装置 と は異な り 、 偏光-板 (2) が 力 ラ 一 の 偏光板 （2A)〜（2D ) で あ る 必要 は な く 、 単な る ニ ュ ー ト ラ ル偏光板で あ れ ば よ い 力 > ら 、 色の表 示 を 変 え る 境界線で 精密 で かつ 正確な 位置 に 種々 の 偏光板 を は り 合せ る 必要 は な い 。 複雑 な 色表示 は カ ラ ー フ ィ ル タ （⁹) に 印刷 ' 塗布 さ れ た カ ラ ー フ ィ ル タ の 着色部 に よ っ て可能で あ り' 、 ま た正確で かつ 細 カ ぃ パ タ ー ン も シ ル ク ス ク リ ー ン等の 印刷 技術 を 使 つ で容易 に 実現で き る

OMP1— こ の液晶表示素子（1) の 前面 に は フ 口 ン ト パ ネ ル が 設 け ら れ て い る 、 フ ロ ン ト ノ、⁰ ネ ル は 透 明 な 樹脂、 た と え ば ア ク リ ル板 あ る い は ボ リ カ ー ボ ネ ィ ト 板等 に、 液 晶表示部分 に 相 当 す る 部分以外 に は 遮光性の 印刷 を 施 し 、 一部 の 目 盛、 数字、 文字 等 に'は半透過性 の 印刷 を 施 し た も の で あ る 。 特 に 半透過性印刷 の 部分 に光散乱'性 の 強 い 顔料 を 添加 す る と 外光利用 の 場合の 視 認性が 改善 さ れ る 。

フ ロ ン ト パ ネ ル 上 の 目 盛、 数字、 文字等 を 内 部光源（⁵) か ら の 光で 照 明 す る た め に 、. 偏光板 （²) は 液晶 表示部 の 形状 に 合せ て 切断 し て あ る 。 こ の よ う に す る と 、 液晶表示部以外 で は 光 は 常 に 液晶表 示素子（1) を 連通 し て く る 。 フ ロ ン 卜 パ ネ ル の 液 晶 表示部 以外 に遮光性 の 印刷 を 施 す の は 、 目 盛、 数字、 文字等 の 照 明 に寄与 し な い 光 を 遮 断す る た め の も の で あ る 。

こ の よ う な 構成 の 液晶表示装置 で は 、 フ ィ ル タ に よ っ て 力 一表示す る が で き 、 し カゝ も ニ ュ ト ラ ル偏光板 （ 又 は 一種類 の 偏光板 ） を 用 い 表 示パ タ ー ン の 外形 に 合せ て 切 断 し た も の を は る だ け で よ い さ ら に 半透過 性反射板 （⁶) を 用 い る の で

OMPI 外光利用 の 場合 も 内 部光願 に よ る 場合 も と も に 良 好 な 視認性が得 ら れ る 。

こ の表示装置は 第 4 図及び第 5 図 に示 し た従来 装置の欠点 は ほ ぼ解消 し て い る が 、 な お偏光板の 切断、 .位置合せ の 問題は残 さ れ て お り 、 更に改善 が望 ま れ て い た。

こ の 発萌 は .さ ら に上記 の よ う な難点 を 解消す'る も の で 、 偏光扳 の カ ッ ト を 必要 と せず し か も カ ラ 一表示 も 可能で し 力 > も フ ロ ン ド パ ネ ル の 表示 を 照 明 す る こ と を 可能 に し て 、 さ ら に よ り 視認性 を 高 め た 液晶表示'装置 を 提供す る こ と を 目 的 と し て い る o

以下、 こ の 発明 の 他 の一実施例 を 図 に つ い て 説 明す る 。 第 10 図 に お い て （1) 〜 ^ は 第 1 図〜第 9 図 と 同 じ で あ る 。 は 背景扳で 液晶表示部分 （、7A)〜 (7D) に相 当 す る 部分に 窓 （13A), (13B), (13C)，（13D) を 設 け 、 透 明 と し て い る が、 そ の 他 の 部分は不透 明 と な る よ う に 着色 ま た は塗料が塗布 さ れ て お り そ の 色 は フ ロ ン ト ノ ネ ル に 印刷 · 塗布 さ れ て い

曰 る 文字、 目 盛扳 、 数字等が読み や す く 、 ま た液曰曰 部分 （7A)〜（7D) を 良 く 視認 で かつ デザ ィ 7

ン 上調 和 の と れ た 色で あ れ ば良 い 背景板 ^ の 材 料 は ア ク リ ル扳 、 ア ル ミ ニ ウ ム 板 、 ガ ラ ス 板等 で 形 成 さ れ 、 液晶表示部分 （7A)〜（7D ) を み る と こ ろ は透明 の ま ま か 、 ま た は 切抜 かれ た窓 が形成 さ れ て い る 必要 が あ る 。 ま た フ ό ン ト ノ、。 ネ ル は 目 盛 文字、 数字の み が 印刷 又 は塗装 さ て い る 。 フ ロ ン ト パ ネ ル の 両側 端 あ る い は 上下側 端 に は ラ ン プ 等 の 光想 A M 、 光源 B が配設 さ れ て お り 、 光源

B $ に は 力 フ ィ ル タ の 働 を す る キ ャ ッ プ ^ が は め ら れ て い る 。 液晶表示素子 ω に は 偏光板 （²)

(³) が両 面の 全面 に は り 付 け ら れ て お り 、 第. 4 図 の 装置の も の と 全 く 同 じ 構成で あ る 。

つ ぎ に 、 第 1 0 図 の 動作 につ い て 説 明 す る 。 光源

(⁵) か ら の 光 は 半透過注反射扳 （⁶) に よ っ て 拡散 さ れ 透過 し 、 カ ラ ー フ ィ ル タ （⁹) に 達す る 。 こ の 着色 さ れ た パ タ ー ン に 合 う よ う に 液晶表示パ タ ー ン は 構 成 さ れ て お り 、 液晶表示素 子ひ） に は 二枚 の 偏光板 (2) _f (3) が そ の 光 の 吸収軸 が平行 と な る よ う に表示 面の ガ ラ ス 扳上 に 全面に は り 付 け て あ る 。 従っ て 液晶表示 セ ル （1) の 液晶表示部 品 （7A：)〜（7D ) の う ち 点灯 し た と き の み 光渥 ） か ら の 光 が透過 す る こ と 8

力； で き る 。 そ の 時 の 表示色 は カ ラ ー フ ィ ル タ （9) に 塗布 さ れ た イ ン ク の 色 に よ っ て決 ま る 。 表示点灯 し て い る 部分の 光 は背景板 ^ の 透明 な 部分 （ 13A ) ( 13B) (13C)を 通 り 、 さ ら に フ ロ ン ト パ ネ ル を 通 し て視認 す ' 'る こ と カ'で き る 。 な お フ ロ ン ト ノ、。 ネ ル '^ の 目 盛、 文字、 数字は 光源（⁵) か ら の 光で視認 す る は で き な い。 そ の理 由 は偏光板（2) が液晶表 示素子（1) の 全面に は り 付 け て あ り 、 さ ら に背景扳 に よ っ て さ ら に し ゃへ い さ れて い る 力 ら で あ る し 力 > し フ 口 ン ト ノヽ。 ネ ル の 雨側端-ま た は上下側 端 に 配設 し た光療 ， 光源 C α3 か ら 光 が入射 し て フ ロ ン ト ノヽ。 ネ ル の 目 盛板 を 照明 す る の で表 文字等 を 萌 瞭 に視認す る がで き る

な お 、 こ の 実施例 の フ ロ ン ト ノヽ⁰ ネ ル は透明 な 板の 片側 に表示に 必要な 目 盛扳、 文字、 数字の み を 印刷塗布 し て他 の 部分 は透明 な 状態で かつ表面 をな め ら か に し て お く に よ り 、 全面 に わ た つ て 明暗 の差 の 少ぃ 照明 を す る が で き る 以下第

11図 で そ の 原理 を 説 明す る

第 11 囟 は 第 10図 の フ 口 ン ト ノヽ。 ネ ル ^ と 背景扳な3 の 断面図 の 一部 の 拡大断面図 で あ る 。 今光潺 B (½ か ら の 光 L₂ , L₃力 フ 口 ン ト パ ネ ル の 端面力 > ら 入 射 し た と す る 。 L₂ ， L₃ は フ ロ ン ト ノ ネ ル の 中 を 全反射 し て フ ロ ン ト パ ネ ル の 中 を 進行 す る 。 こ の 過程 で は 光の 減衰は ほ と ん ど な い と ろ が フ ロ ン ト パ ネ ル の 面上 の 目 盛扳、 文字、 数字等 を 印刷塗布 し た ィ ン ク な?） 力 あ る と こ ろ に 光 源 B か ら の光 が 達す る と フ 口 ン ト ノ、。 ネ ル の 面で光 は 全 反射-せず一部 は 塗布 さ れ た イ ン ク 部 に入 り 、 イ ン ク の 面で 散乱 し た り 拡散 し て 、 '一部 は 吸収 さ れ る が ィ ン ク.が反射性 の も の で あ れ ば反射 し た光 の 一 部 は再 び フ ロ シ ト ノヽ。 ネ ル に入 る 。 こ の と き の入 射角 に よ り 臨界角 以 内 の も · の は フ 口 ン ト パ ネ ル 内 に と ど ま る こ と が で き ず 前面へ出 て し ま い見 る 者 の 目 に あ る い は L₃' と し て 入 る 。 す な わ ち イ ン ク な の 面積が 小 さ い場合 は 光源 B な4 か ら 入射 し な 光 は フ ロ ン ト ノヽ。 ネ ル の 中 を 減衰す る こ と な く 進 み 一部 の 光 の み が イ ン ク ^ で散乱、 拡散 さ れ て 前面 に 出 て く る の で フ ロ ン ト ノヽ。 ネ ソレ の 面全体 は 、 一 様 な 明 る さ で 照 明 さ れ る こ と に な る 。

ま た 背景板 と フ ロ ン ト パ ネ ル と は 若干 の す き 間 を も た せ て お く こ と の 方が効果 が大 き い 両

OMPI 者 を 完全 に 密着 さ せ る と L₂ ， L₃が背景扳 の方へ 入っ て し ま い 光 は 背景扳 の 片側 に塗布 さ れ た ィ ン ク 03 に よ っ て散乱拡散 し て減衰 し て し ま の 発 明 の 効果 を 著 じ る し く 悪 く し て し .ま う 力 >'、 イ ン ク 力 に よ り 密着す る は な い の で 待に対策 を 施 す必要 は な い 。

な お ィ ン ク ^ は表示装置 を 見 る と き 、 液晶表示- 部分 （7) 以外の 目 ざ わ り な 部分 を 穏す た め 、 ま た偏 光板（²) の 色 と は'異なっ た表示'装置の視認性 を高 め ま た 表示の 品位 を 高 め る よ う な配色 の も の が選定 可能で あ る

つ ぎ に ロ ン ト パ ネ ル の 目 盛扳、 文字、 数字 の 色 を 変 え る 場合 は ィ ン グ な の 色 を 変え る で こ の 目 盛扳 を 色表示す る こ と が で き る が の 場合 は い つ た ん塗布 し た 色 に 限定 さ れ る 欠点 が あ る 。 そ こ で イ ン ク の 色 を 白 色 に し て 、 光漂 B と カ ラ ー フ ィ ル タ の キ ャ ッ プ ^ せ光源 C 03 の ど ち ら か を 選択 し て点 灯す る こ と に よ り 目 盛扳'や 、 文字、 数字の 色 を 変 え る が で き る

な お 、 上記実施冽 で は 偏光扳（²) を ニ ュ ー ト ラ ル の 偏光板で 説明 し た が一枚 の 力 ラ 一僵光扳 を 使つ

OMPI



Claims

請 求 の 範 H

(l) T N 形液晶 表示素子、 こ の 表示素子 を 両側 か ら は さ む よ う に 配設 さ れ た 光軸が平行な 第 1 ， 第

2 の 偏光板 、 何れか一方の 偏光板に 接 し て設 け ら れ た カ 一 フ ィ ル タ 、 お よ び の 力 一 フ ィ ル タ に 接 し て 設 け ら れ た 半透過性反射扳 の 半透過 性反射板 を 透 し て 照 明 す る 光源 を 備 え た 液晶表示 装置

(2) 力 一 フ ィ ル タ が透 明 な フ ィ ル ム 上 に 多 色で かつ透 過性塗料で 印 刷 あ る い は 塗布 さ れ た も の で あ る こ と を 待徵 と す る 特許請求範囲 第 1 項記載の 液晶表示装置。

(3) 半透過性反射板が 、 拡散反射性 の表面 を 持つ 材料 の 上に 薄い金属 を 筏膜 し た も の であ る 待許請 求範囲第 1 項記載 の液晶表示装置。

(4) 透朋基扳の 面上 に 目 盛、 文字等の表示内容を 示す表示力 '旗 さ れ て い る フ ロ ン ト パ ネ ル の 口 ン ト パ ネ ル の 端面か ら 照明光 を 入射す る 光頹 、 所定の パ タ ー ン に 成 さ れ た表示部 を 有す る 液 ϋ表示素 子 の 液晶表示素子 と 上記 フ 口 ン ト パ ネ ル と の 間 に 配設 さ れ た上記液晶表示素子の 表示部 を 上記 フ 口 ン ト パ ネ ル を 透 し て 視 る 窓 が形 成 さ れ て い る 背影板 と 、 上 記液晶表示素子の 一方 の面に配 設 さ れ た 表示部 を 覆 う 第 1 の 偏光板 と 、 液晶表示素 子 を 第 1 の 偏光板 で 挾 む よ う に 、 かつ 第 1' の 偏光板 と は そ の 光吸 収軸 が 平行 と な る 向 に 配設 さ れ た 第 2 の 偏光板 と 、 所望 の パ タ ー ン に形 成 さ れ た着色部 を 有す る 力 フ ィ ル タ と 、 半透 過性反射板 と よ り な る 積層体 の 積層 ^ を 透 し て ΙΐΓ面 を 照 明 す る 内 部光源 と を 備 え た 液晶表示装

(⁵) フ ロ ン 卜 パ ネ ル の 端面か ら 異 な る 色 の 照 明光 を入射 す る 複数個 の 光 源 と こ の光源の'点灯 を 切換 え る 手段 と を 備 え た特許請求 の 範 囲 第 1 項記載 の

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