WO1999021051A1 - Unite d'affichage liquide - Google Patents

Description

明 細 書 液 晶 表 示 装 置

技 術 分 野

この発明は液晶表示装置に関し、 特に反射型偏光板を用いて反射特性により明る い表示を行-うか、 あるいは選択反射型フィルムを用いてその色調の差により表示を 行う液晶表示装置に関する。 背 景 技 術

近年、 携帯情報機器用の液晶表示装置として、 外部光源により表示を行う反射型 液晶表示装置の開発が進み、 明るさの向上と多色表示化が進んでいる。 明るさを向 上させる方法として、 液晶セルの視認側と反対側に反射型偏光板を設け、 その裏面 に印刷層を形成する方法が試みられている。 その反射型偏光板は、 直交する 2つの 光学軸として透過軸と反射軸を有し、 その透過軸に平行な振動面をもつ直線偏光は 透過するが、 反射軸に平行な振動面をもつ直線偏光が入射すると反射する特性を有 する。

また、 液晶表示装置の明るさを向上させる他の方法として、 コレステリック液晶 ポリマーの選択反射特性を利用する方法も検討されている。

従来から液晶表示パネルに多用されている偏光板は吸収型偏光板である。 この吸 収型偏光板は、 直交する 2つの光学軸として透過軸と吸収軸を有し、 その透過軸に 平行な振動面をもつ直線偏光は透過するが、 吸収軸に平行な振動面をもつ直線偏光 が入射すると吸収する特性を有する。

そこで、 この吸収型偏光板と上述した反射型偏光板とを組み合わせて使用すると、 その各偏光板の透過軸が互いに平行する場合には大きな透過特性を有し、 透過軸が 互いに直交する場合には大きな反射特性を有することになる。

そのため、 2枚の吸収型偏光板をその透過軸が互いに直交するように配置した場 合の大きな吸収特性 （黒表示） と、 その透過軸が互いに平行するように配置した場 合の透過特性とは、 異なる性質を有する。

2枚の吸収型偏光板を用いた液晶表示装置の場合には、 液晶セルに対して視認側 と反対側に配置する吸収型偏光板の裏面側に反射板を配置することにより、 透過状 態で外部光源からの入射光を反射板により視認側へ反射させて明表示を行い、 吸収 状態で暗表示を行う。 しかし、 この場合、 視認される反射光は反射板上に位置する 吸収型偏光板を 2度透過するため、 そこで幾分吸収され明度が落ちた表示となる。 また、 光散乱性を有する反射板を利用するため、 反射板による偏光の乱れにより 吸収型偏光板による吸収が発生し、 それによつても明るさが損なわれることになつ てしまう。

また、 外部光源がない暗い環境では、 液晶表示装置の表示の視認性が極めて悪化 するため、 液晶表示装置内に補助光源を有する場合が多い。 その場合には透過性が ない反射板の代わりに半透過型の反射板が用いられる。

この場合、 外部光源からの入射光の反射による明表示は、 液晶層を除いて簡単に 説明すると、 2枚の吸収型偏光板の各透過軸が互いに平行な場合に相当するため、 補助光源を利用する場合にも明表示となる。 逆の暗表示も、 2枚の吸収型偏光板の 透過軸が互いに直交する場合に相当するため、 補助光源を利用する場合にも明表示 となる。

これに対し、 吸収型偏光板と反射型偏光板とを組み合わせて使用する液晶表示装 置によれば、 外部光源を利用する場合には、 明状態は、 吸収型偏光板の透過軸と反 射型偏光板の反射軸が互いに平行する状態であり、 反射型偏光板の反射特性を得る ことができる。 したがって、 反射型偏光板自体で入射光を反射し、 明るい表示とな る。 逆に、 喑状態は、 吸収型偏光板の透過軸と反射型偏光板の透過軸が互いに平行 する状態であり、 透過特性を利用するため、 反射型偏光板の裏面に光吸収材料を配 置するか印刷する必要がある。 このようにして、 吸収型偏光板と反射型偏光板を使 用する液晶表示装置によって、 コントラス トのよい明暗表示を行うことが可能であ る。

このような従来の液晶表示装置の液晶表示パネルの構造を図面を参照して説明す る。 第 1 6図はその要部の平面構造を示す平面図、 第 1 7図は第 1 6図の A— A線 に沿う部分的な拡大断面図である。

この液晶表示パネルは、 ガラス等の透明材料からなる第 1の基板 1 と第 2の基板 5とを対向配置し、 図示しないスぺーサによって所定の間隔を保ち、 周囲を接着剤 を兼ねたシール材 4によって接着して張り合わせ、 その間隙に液晶層 8を満たし、 封ロ材 2 6によって封止している。

そして、 第 1の基板 1の内面には、 透明電極膜からなる M本の走査電極 2を形成 し、 第 2の基板 5の内面には走査電極 2と交差する N本のデータ電極 6を形成して おり、 走査電極 2とデータ電極 6 との交点が画素部 2 1 となり、 M X N個の画素部 を有するマトリクス型の液晶表示パネルの液晶セルを構成している。

第 1 6図においては、 この液晶セルの一番上側に位置する第 2の基板 5が透明で あるから、 その下側に位置するデータ電極 6 , 第 1の基板 1および走査電極 2， シ —ル材 4 , 封止栓 2 6等を全て実線で示している。

このような液晶表示パネルには、 各画素部 2 1にスィツチング素子を有するァク ティブマトリクス型と、 スィツチング素子を設けないパッシブマトリタス型の液晶 表示パネルがあるが、 ここではパッシブマトリクス型として説明する。

なお、 第 1 7図に示すように、 第 1の基板 1の内面および走査電極 2上と第 2の 基板 5の内面およびデータ電極 6上には、 液晶層 8の液晶分子を規則的に配列する ために、 それぞれ配向膜 3と配向膜 7を形成している。

さらに、 この液晶セルの観察者側 （視認側：第 1 7図では上側） と反対側の第 1 の基板 1の裏面側には第 1の偏光板 1 1を配置し、 観察者側の第 2の基板の表面側 には第 2の偏光板 1 2を配置している。 T 98/ 4699

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その第 1の偏光板 1 1は反射型偏光板であり、 例えば住友スリーェム株式会社製 の商品名 D B E Fを使用し、 第 2の偏光板 1 2は吸収型偏光板である。 そして、 第 1の偏光板 1 1の裏面には、 光吸収層として黒ィンキの印刷層 1 3を設けている。 第 1の偏光板 1 1と第 2の偏光板 1 2は、 その各透過軸が互いに直交するように 設置され、 液晶層 8には、 第 1の基板 1から第 2の基板 5の間で透過する光を約 9 0度旋光するツイストネマティック液晶を用いている。

そのため、 この液晶表示パネルを使用する環境が明るい場合には、 第 2の基板 5 の表面側より外部光が入射する。 そのため暗表示を行う画素部では、 第 1の入射光 線 L 1は、 第 2の偏光板 1 2を通過して直線偏光となり、 液晶層 8により 9 0 ° 旋 光され、 第 1の偏光板 1 1である反射型偏光板にその透過軸と平行な振動面をもつ 直線偏光となって入射するため、 第 1の偏光板 1 1を透過し、 裏面の印刷層 1 3に より吸収される。

また明表示は、 第 2の入射光 L 2が、 第 2の偏光板 1 2を通過して直線偏光とな り、 液晶層 8に大きな電圧が印加されることによりその旋光性が失われ、 液晶層入 射した直線偏光は旋光されることなく透過し、 第 1の偏光板 1 1である反射型偏光 板にその反射軸に平行な振動面をもつ直線偏光として入射するため、 反射型偏光板 1 1により反射されて強い反射光 L 3となり、 液晶層 8および第 2の偏光板 1 2を 透過して視認側へ出射される。

このように、 この液晶表示パネルは、 反射型偏光板の透過軸への直線偏光の入射 と印刷層 1 3の吸収特性により喑表示を行い、 反射型偏光板の反射特性により明表 示を可能とする。

しかし、 この場合に反射型偏光板である第 1の偏光板 1 1に設ける印刷層 1 3は、 透過性を有していないため、 反射型偏光板 1 1の裏面側に補助光源を配置しても、 その補助光源からの光は吸収特性を有する印刷層 1 3により吸収され、 視認側へは 光が到達しない。 もし印刷層 1 3を設けずに、 補助光源を利用して表示を行うとすると、 外部光源 による入射光を利用する明表示は、 補助光源による表示では喑表示となり、 逆に、 外部光源による入射光を利用する暗表示は、 補助光源による表示では明表示となる。 すなわち、 外部光源を利用する反射型表示と、 補助光源を利用する透過型表示では、 明暗が反転した表示となってしまう。

このように、 暗い環境で補助光源を利用する場合に、 従来の反射型偏光板の裏 面に光吸収層を設けた液晶表示パネルでは、 補助光源が発する光の透過率が極めて 悪く、 殆ど表示できない。 もし、 印刷層を除去して補助光源の光を視認側に照射す る場合においても、 反射型表示の際に暗表示を行っていた状態は、 吸収型偏光板と 反射型偏光板の組み合わせで透過率の大きな状態となるため、 補助光源の光が透過 し、 明表示となる。 すなわち、 表示の明暗が反転した表示となってしまう。

同様に、 反射型表示の際に明表示を行っていた状態は、 吸収型偏光板の透過軸と 反射型偏光板の透過軸が直交し透過率の小さな状態となるため、 補助光源の光が遮 蔽され、 暗表示となる。 すなわち、 表示の明暗が反転した表示となってしまう。 また、 反射型偏光板の代わりにコレステリック液晶ポリマーを使用する場合も、 ほぼ反射型偏光板を使用する場合と同様な表示モードとなる。

すなわち、 コレステリック液晶ポリマ一は、 可視光のうちの所定の波長範囲の光 を選択的に大きく反射 （選択反射） し、 他の波長範囲の光は透過する。 したがって、 選択反射の波長領域では、 外部光源に対して大きな反射特性を有し、 他の波長領域 では透過特性を有する。 そのため、 明表示は、 コレステリック液晶ポリマ一の選択 反射を利用し、 暗表示は、 コレステリック液晶ポリマーの裏面側に配置する吸収材 料により行う。

また、 補助光源を点灯する場合には、 選択反射の波長領域では光を遮蔽するため、 暗表示となり、 他の波長領域では補助光源の光を透過するため明表示となる。 した がって、 表示の明暗が反転する。 このように、 従来の反射型偏光板を使用し、 補助光源を有する半透過型液晶表示 装置の場合には、 外部光源による反射表示の明表示と補助光源の点灯による透過表 示の明表示とが反転する表示となってしまう。 さらに、 反射型偏光板の裏面に設け る印刷層は、 補助光源からの光を透過を妨げるため、 補助光源による透過表示を併 用することが困難であった。

また、 コレステリック液晶ポリマーを反射板として利用する場合においても、 補 助光源を有する半透過型液晶表示装置の場合には、 反射表示の明表示と補助光源の 点灯による透過表示の明表示とが反転する表示となってしまう。 さらに、 コレステ リック液晶ポリマーの裏面に印刷層を設けると、 補助光源による光を透過できなく なるという問題があった。 発 明 の 開 示

この発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、 反射型偏光板あ るいは選択反射型フィルムを用いた液晶表示装置において、 補助光源の発光を効率 よく利用できるようにするとともに、 外部光源による反射表示と補助光源の使用に よる透過表示で表示の明暗が反転しないようにし、 常に明るく視認性の良好な表示 を実現することを目的とする。

この発明は上記目的を達成するため、 次のように構成した液晶表示装置を提供す る。

この発明の液晶表示装置は、 走査電極を設けた第 1の基板と、 データ電極を設け た第 2の基板とを、 前記走査電極とデータ電極とを対向させるように所定の間隔を 設けて配置し、 その第 1の基板と第 2の基板との間に液晶層を封入してなる液晶セ ルを備える。

そして、 その液晶セルの第 2の基板を視認側に配置し、 第 1の基板と第 2の基板 のそれぞれ液晶層と接する面と反対側の面に偏光板またはコレステリック液晶ポリ マからなる機能性フィルムを配置し、 第 1の基板側の機能性フィルムの視認側と反 対側の面には一部の光を透過する光吸収層と補助光源とをこの順序で設けると。 さらに、 上記補助光源の点灯時と非点灯時では、 上記液晶層に印加する電圧を異 ならせる手段を設けたものである。

その手段を、 上記補助光源の点灯時と非点灯時では、 上記液晶層に印加する階調 信号を反転させる回路にするとよい。

また、 上記液晶表示装置と同様な液晶セルを備え、 その液晶セルの第 2の基板を 視認側に配置し、 上記第 1の基板と第 2の基板のそれぞれ液晶層と接する面と反対 側の面に偏光板を配置し、 その第第 1の基板側に配置する偏光板は反射型偏光板と する。

そして、 この反射型偏光板の上記第 1の基板と接する面と反対側に補助光源を設 け、 該反射型偏光板と補助光源との間に一部の光を透過する光吸収層を設ける。 さらに、 上記補助光源の点灯時と非点灯時では、 上記液晶層に印加する電圧を異 ならせる手段を設けるようにしてもよい。

この場合の上記手段も、 上記補助光源の点灯時と非点灯時では、 上記液晶層に印 加する階調信号を反転させる回路にするとよい。

また、 上記第 1の基板と反射型偏光板との間に光散乱フィルムを設けるとよい。 その光散乱フィルムは、 少なく とも第 1の基板または反射型偏光板に接着している のが望ましい。

この発明による液晶表示装置は、 液晶表示パネルを構成する第 1の基板と反射型 偏光板との間に設ける粘着層に、 粘着剤と屈折率の異なるブラビーズが分散してい るもを用いるとよい。

液晶表示パネルを構成する反射型偏光板と吸収層の間、 あるいは吸収層と補助光 源の間に光散乱フィルムを配置するとよい。 さらに、 この発明による液晶表示装置は、 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に設ける対向電極と、 第 1の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層 とを備える液晶表示パネルを有し、 観察者側に第 2の基板を配置し、 第 2の基板の 液晶層と接する面と逆の面には、 基板側より、 少なくとも一層の位相差板と偏光板 とを有し、 第 1の基板の液晶層と面する逆の面には、 1 / 4 λ板とコレステリック 液晶ポリマ一フィルムを有し、 さらにコレステリック液晶ポリマ一フィルムの第 1 の基板と面する逆の面には補助光源を有し、 さらに前記コレステリック液晶ポリマ 一フィルムと補助光源との間には、 一部の光を透過する吸収層を有し、 さらに補助 光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する電圧を異ならせる手段を設ける。 その手段を、 補助光源の点灯時と非点灯時では液晶層に印加する喈調信号を反転 させる回路にするとよい。

この発明の液晶表示装置に用いる吸収層は、 透過率の大きい開口部と透過率の小 さい吸収部とを有する印刷層からなる。

その印刷層は、 画素部において複数の開口部あるいは透過性を有する部分を有す るとよい。

また、 この発明の液晶表示装置に用いる吸収層は、 複数の異なる透過率を有する 開口部を有してもよい。

この発明の液晶表示装置に用いる吸収層には、 全体が一部の光が透過するように してもよい。

この発明の液晶表示装置に用いる吸収層は、 可視光領域において複数の異なる分 光特性を有する吸収部からなるものでもよい。

この発明の液晶表示装置に用いる開口部を有する吸収層は、 開口部と印刷層とが 規則的に配列するグリッド形状を有し、 さらにその印刷層は厚膜からなり、 外部光 源の入射角が大きくなると印刷層の膜厚により外部光源を吸収するように構成する ことができる。

この発明による液晶表示装置はまた、 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の 基板上に設ける対向電極と、 第 1の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを 備える液晶表示パネルを有し、 観察者側に第 2の基板を配置し、 第 1の基板、 また は第 2の基板の液晶層と接する面と逆の面に偏光板、 またはコレステリック液晶ポ リマーからなる機能性フィルムを有し、 さらに、 機能性フィルムの観察者と逆の裏 面側には、 一部の光を透過する吸収層を有し、 外部環境が明るい際には、 機能性フ イルムの反射特性を利用し、 明表示を行い、 吸収層により喑表示を行い、 逆に、 外 部環境が暗い際には、 補助光源を点灯し、 吸収層の透過成分を利用して明表示を行 い、 機能性フィルムと液晶層とによる光の遮蔽特性により暗表示を行なう。

そして、 補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する階調信号が反転し、 補助光源の非点灯時の表示に比較して点灯時の表示は、 暗い方向に中間調が偏るよ うにする手段を設けることができる。

この発明による液晶表示装置はさらに、 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2 の基板上に設ける対向電極と、 第 1の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層と を備える液晶表示パネルを有し、 観察者側に第 2の基板を配置し、 第 1の基板、 ま たは第 2の基板の液晶層と接する面と逆の面に偏光板、 またはコレステリック液晶 ポリマーからなる機能性フィルムを有し、 さらに、 機能性フィルムの観察者と逆の 裏面側には、 一部の光を透過する吸収層を有し、 外部環境が明るい際には、 機能性 フィルムの反射特性を利用し、 明表示を行い、 吸収層により喑表示を行い、 逆に、 外部環境が暗い際には、 補助光源を点灯し、 吸収層の透過成分を利用して明表示を 行い、 機能性フィルムと液晶層とによる光の遮蔽特性により喑表示を行なう。

そして、 補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する階調信号が反転し, 補助光源の非点灯時の表示に比較して点灯時の表示は暗い方向に中間調が偏るよう にし、 さらに、 外部光源の明るさにより中間調の偏りを可変する手段を設けねこと もできる。

この発明の液晶表示装置は、 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に 設ける対向電極と、 第 1の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを備え、 第 1の基板、 または第 2の基板上に第 1のカラーフィルタを備える液晶表示パネルを 有し、 観察者側に第 2の基板を配置し、 第 1の基板、 または第 2の基板の液晶層と 接する面と逆の面に偏光板、 またはコレステリ ック液晶ポリマ一からなる機能性フ イルムを有し、 さらに、 機能性フィルムの観察者と逆の裏面側には吸収層として第 2のカラーフィルタを有し、 外部環境が明るい際には、 機能性フィルムの反射特性 を利用し、 明表示を行い、 第 2のカラ一フィルタの光の吸収により喑表示を行い、 逆に、 外部環境が暗い際には、 補助光源を点灯し、 第 2のカラーフィルタの透過成 分を利用して明表示を行い、 機能性フィルムと液晶層とによる光の遮蔽特性により 喑表示を行い、 第 1のカラーフィルターと第 2のカラーフィルタとによりカラー表 示を行い、 さらに補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する電圧が異な らせる手段を設けてもよい。

上記第 1のカラーフィルタと第 2のカラ一フィルタとは第 1の基板を介してほぼ 同一の面積でほぼ同一の色が重なり合うように構成するのがの望ましい。

(作 用）

この発明の液晶表示装置に用いる反射型偏光板の裏面に直接、 またはフィルム等 の媒体を介して印刷層を設ける。 この印刷層には透過率の大きな開口部を設け、 ま た開口部を有する印刷層の裏面に補助光源を配置することにより、 主光源である外 部光源が明るい環境 （反射表示） では、 反射型偏光板の反射特性を利用し明表示を 行い、 印刷層の吸収により暗表示を行う。 暗い環境では （透過表示） 、 補助光源を 点灯し、 印刷層に設ける開口部を介して補助光源の光を観察者側へ照射し、 明表示 を行う。 この場合に、 補助光源の点灯のオン時とオフ時では、 回路側にて、 階調反 転回路を切り替え、 反射表示の場合には、 液晶層の大きな電圧を印加していた画素 部に対して、 透過表示では、 液晶層に小さな電圧を印加する。 逆に、 反射表示の場 合には、 液晶層に小さな電圧を印加していた画素部に対して、 透過表示では、 液晶 層に大きな電圧を印加する。

この階調反転回路により、 反射表示と透過表示は、 液晶層に印加する電圧の大小 が反転し、 同時に反射型偏光板により明暗表示の反転が発生するため、 液晶表示装 置としては、 反射表示での明表示は、 透過表示でも明表示となる。 特に、 画像の明 暗表示の反転を防止することは、 カラ一フィルタ一等を利用するカラー液晶表示装 置においては、 明暗表示の反転は、 色の情報が反射表示と透過表示で変化してしま うため、 明暗表示の反転を防止することは非常に有効である。

同様に、 第 1の基板の裏面側にコレステリ ック液晶ポリマーフィルムを利用する 場合においても、 コレステリ ック液晶ポリマ一フィルムの裏面に直接、 またはフィ ルム等の媒体を介して印刷層を設け、 この印刷層に透過率の大きな開口部を設け、 さらに開口部を有する印刷層の裏面に補助光源を配置することにより、 明るい環境 (反射表示） では、 反射型偏光板の反射特性を利用し明表示を行い、 印刷層の吸収 により喑表示を行う。 暗い環境では （透過表示） 、 補助光源を点灯し、 印刷層に設 ける開口部を介して補助光源の光を観察者側へ照射し、 明表示を行う。 この場合に、 補助光源の点灯のオン時とオフ時では、 回路側にて階調反転回路を切り替え、 反射 表示の場合には、 液晶層に大きな電圧を印加していた画素部に対して、 透過表示で は、 液晶層に小さな電圧を印加する。 逆に、 反射表示の場合には、 液晶層に小さな 電圧を印加していた画素部に対して、 透過表示では、 液晶層に大きな電圧を印加す る。

この階調反転回路により、 反射表示と透過表示は、 液晶層に印加する電圧の大小 が反転し、 同時にコレステリ ック液晶ポリマ一フィルムにより明暗表示の反転が発 生するため、 液晶表示装置としては、 反射表示で明表示は、 透過表示でも明表示と なる。 とくに、 画像の明暗表示の反転を防止することは、 カラ一フィルタ一等を利 用するカラー液晶表示装置においては、 明暗表示の反転は、 色の情報が反射表示と 透過表示で変化してしまうため、 明暗表示の反転を防止することは有効である。 また第 1の基板と第 2の基板との間に、 第 1のカラーフィルタを設け、 反射型偏 向板、 またはコレステリ ック液晶フィルムの裏面に第 2のカラ一フィルタを設ける ことにより、 反射表示の場合には、 第 1のカラーフィルタを 2度透過して色情報を 表示するとともに、 暗表示では第 2のカラーフィルタの吸収特性により吸収層とし て採用する。 また補助光源の点灯時の透過表示の場合には、 第 2のカラーフィルタ 一と第 1のカラーフィルタを透過することにより色情報を表示するため、 第 1の力 ラーフィルタのみを有する場合に比較し、 第 1のカラーフィルタは、 反射表示に最 適化が可能となり、 第 2のカラーフィルタにより透過表示の彩度を改善することが できるため、 反射表示と透過表示の両表示を改善することが可能となる。

また、 反射表示は明るい表示が必要なため、 階調信号は中間調が明るい方向に偏 つて設定する。 これにより、 明るい表示が可能となる。 しかし、 透過表示の場合に は、 コントラス トと彩度が重要となる。 とくに外部光源が非常に暗い場合には、 観 察者が明るさに対して非常に敏感となるため、 反射表示に比較して階調信号は、 中 間調を黒側に偏る設定することにより、 補助光源の点灯のオンとオフによる表示の 大きな変化を防止することができる。 すなわち、 階調信号の補正を補助光源の点灯 のオンとオフにより変更することにより、 表示品質を良好にすることができる。 また、 外部光源による液晶表示装置の使用環境の明るさにより、 階調信号は中間 調を明るい方向、 あるいは暗い方向に偏る補正を可変することにより、 反射表示を 行う場合においても表示品質の改善が可能となる。 図面の簡単な説明

第 1図及び第 2図は、 この発明の第 1の実施形態の液晶表示装置の液晶表示パネ ルの第 1 6図の A— A線に沿う断面に相当する一部拡大断面図であり、 第 1図は外 部光源を利用する場合、 第 2図は補助光源を利用する場合の表示機能を説明するた めの図である。

第 3図は、 この発明の第 1の実施形態の液晶表示装置に設ける駆動回路のプロッ ク図である。

第 4図は、 この発明と従来例との明暗表示の比較を行う説明図である。

第 5図は、 表示の階調表示を示す液晶の印加電圧と透過率の関係を示す線図であ る。

第 6図及ぴ第 7図は、 この発明の第 2の実施形態の液晶表示装置の液晶表示パネ ルの第 1図及び第 2図と同様な断面図である。

第 8図は、 この発明の第 3の実施形態の液晶表示装置野液晶表示パネルを示す第 1図と同様な断面図である。

第 9図は、 第 8図に示した液晶表示装置を組み込んだ腕時計の模式的な平面図で あり、 第 1 0図は、 第 9図の B— B線に沿う断面図である。

第 1 1図及ぴ第 1 2図は、 この発明の第 4の実施形態の液晶表示装置の液晶表示 パネルの第 1図おょぴ第 2図と同様な断面図である。

第 1 3図は、 同じくその液晶表示装置に設ける駆動回路のブロック図である。 第 1 4図は、 この発明の実施形態の液晶表示装置を使用する環境が暗い場合の表 示の階調表示を示す液晶の印加電圧と透過率の関係を示す線図である。

第 1 5図は、 同じくその液晶表示装置を使用する環境が少し明るい場合の表示の 階調表示を示す液晶の印加電圧と透過率の関係を示す線図である。

第 1 6図は、 従来の液晶表示装置の構成例を示す平面図である。

第 1 7図は、 第 1 6図の A— A線に沿う模式的な一部拡大断面図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、 この発明を実施するための液晶表示装置の最良の形態について図面を参照 しながら説明する。

第 1の実施形態

まず、 この発明による液晶表示装置の第 1の実施形態を第 1図乃至第 5図と第 1 6図によって説明する。

第 1図おょぴ第 2図は、 この発明の第 1の実施形態を示す液晶表示装置の液晶表 示パネルの部分的な拡大断面図であり、 第 1 6図の A— A線に沿う拡大断面図に相 当する。 この液晶表示装置の基本構造を示す平面図は、 第 1 6図と同様であるから 図示を省略している。 なお、 第 1図は主光源である外部光源を利用して表示する場 合の表示作用を説明するための図であり、 第 2図は補助光源を利用して表示する場 合の表示作用を説明するための図である。

第 1図おょぴ第 2図に示すこの発明の第 1の実施形態を示す液晶表示装置の液晶 表示パネルは、 第 1の偏光板 1 1の裏面に設ける光吸収層が異なる点と、 補助光源 を設けた点以外は、 第 1 6図と第 1 7図によって説明した液晶表示パネルと同じ構 成であるが、 念のためその説明を行なう。

この液晶表示パネルは、 ガラス等の透明材料からなる第 1の基板 1と第 2の基板 5とを対向配置し、 図示しないスぺーサによって所定の間隔を保ち、 周囲を接着剤 を兼ねたシール材 4によって接着して張り合わせ、 その間隙に液晶層 8を満たし、 封ロ材 2 6によって封止している （第 1 6図も参照） 。

そして、 第 1の基板 1の内面には、 透明電極膜からなる M本の走査電極 （信号電 極） 2を形成し、 第 2の基板 5の内面には走査電極 2と交差する N本のデータ電極 (対向電極） 6を形成しており、 走査電極 2とデータ電極 6との交点が画素部 （第 1 6図では 2 1で示す） となり、 M X N個の画素部を有するマ トリクス型の液晶表示 パネルを構成している。 この液晶表示パネルは、 各画素部にスィツチング素子を有するアクティブマトリ クス型の液晶表示パネルでも、 スィツチング素子を設けないパッシブマトリクス型 の液晶表示パネルでもよいが、 ここではパッシブマトリクス型として説明する。 第 1の基板 1の内面および走査電極 2上と第 2の基板 5の内面およびデータ電極 6上には、 液晶層 8の液晶分子を規則的に配列するために、 それぞれ配向膜 3と配 向膜 7を形成している。

さらに、 この液晶セルの観察者側 （視認側 ：第 1， 2図では上側） と反対側の第 1の基板 1の裏面側には反射型偏光板である第 1の偏光板 1 1 (以下反射型偏光板 1 1 という） を配置し、 観察者側の第 2の基板の表面側には吸収型偏光板である第 2の偏光板 1 2 (以下吸収型偏光板 1 2という） を配置している。

この反射型偏光板 1 1 と吸収型偏光板 1 2は、 その各透過軸が互いに直交するよ うに設置されている。 液晶層 8には、 第 1の基板 1から第 2の基板 5の間で透過す る光を約 9 0度旋光するッイス トネマティック液晶を用いている。

そして、 反射型偏光板 1 1の裏面には、 透過率の大きい開口部 1 4 aを多数有し、 それ以外の部分を黒インキで印刷した光吸収層である印刷層 1 4を設けている。 そ の開口部 1 4 aは、 印刷層 1 4を反射型偏光板 1 1上に形成する際に、 樹脂顔料を 有するインキをドッ ト状にオフセッ ト印刷するか、 またはタコ印刷する手段、 網目 状にスクリーン印刷する手段、 スプレーにて塗布する手段、 または感光性樹脂を用 いてフォトリソグラフィ法により形成する手段などによって形成される。

この印刷層 1 4の裏面側に僅かな間隔を置いて補助光源 9を配置している。 この 補助光源 9としては、 液晶表示パネルの全面に 1：つて均一な照度で発光する面発光 体、 例えばエレク ト口ルミネッセント （E L ) ライ トを用いるとよい。

ここで、 この液晶表示パネルの表示作用について説明する。

この液晶表示パネルを使用する環境が明るい場合には、 第 1図に示すように、 液 晶表示パネルへは視認側の第 2の基板の表面より主光源として使用する外部光が入 射する。 そのため、 暗表示を行う画素部では、 第 1の入射光線 L 1が吸収型偏光板 1 2を通過して直線偏光となり、 液晶層 8により 9 0 ° 旋光され、 反射型偏光板 1 1にその透過軸に平行な振動面をもつ直線偏光として入射するため、 反射型偏光板 1 1を透過し、 開口部 1 4 aを設けていない部分の印刷層 1 4により吸収される。 また、 反射型偏光板 1 1の裏面に配置された印刷層 1 4の開口部 1 4 aを通過す る入射光 L 4は、 開口部 1 4 aを通過した後、 印刷層 1 4の裏面側に配置された補 助光源 9により一部の光は反射されて再度印刷層 1 4側に出射するが、 印刷層 1 4 により吸収されるため、 視認側へは到達しない。 このように、 印刷層 1 4により吸 収されなかった開口部 1 4 aを透過する入射光 L 4による喑表示の漏れ光も、 開口 部 1 4 aの周囲の印刷層 1 4により吸収されるため、 喑表示が低下することはない。 また明表示は、 第 2の入射光 L 2が、 吸収型偏光板 1 2を通過して直線偏光とな り、 液晶層 8に大きな電圧が印加されることにより液晶層 8の旋光性が失われた部 分を旋光されることなく透過し、 反射型偏光板 1 1にその反射軸に平行な振動面を もつ直線偏光として入射するため、 反射型偏光板 1 1により反射されて強い反射光 L 3となり、 液晶層 8および吸収型偏光板 1 2を透過して視認側 （第 1図で上側） へ出射される。

このように、 外部光源を利用する明暗表示は、 反射型偏光板 1 1の透過軸への直 線偏光の入射と印刷層 1 4の吸収特性により暗表示を行い、 反射型偏光板 1 1の反 射特性により明表示を行なうことが可能となる。

また、 この液晶表示パネルの使用環境が暗い場合には、 補助光源 9を点灯させる ことにより第 2図に示すように、 補助光源 9から第 1の基板 1側に光 L 2 1 ， L 2 2 ， L 2 3が出射される。 この補助光源 9からの出射光は、 印刷層 1 4により一部 吸収されるが、 その開口部 1 4 aを通過する光は、 第 1の基板 1から液晶層 8 , 第 2の基板 5， および吸収型偏光板 1 2を透過して、 視認側 （第 2図で上側） へ射出 するため明表示となる。 この吸収型偏光板 1 2からの出射光は、 吸収型偏光板 1 2の表面に、 感光性樹脂 にプラスチック製のビーズを含む前面拡散層 （図示せず） を設けることにより、 光 L 2 1に示すように拡散されて射出し、 見る角度に依存することなく良好な表示が 可能になる。

液晶層 8に電圧が印加されて旋光性が失われた部分では、 補助光源 9から射出さ れ印刷層 1 4の開口部 1 4 aを通過した光が、 反射型偏光板 1 1を通過して直線偏 光となり、 液晶層 8を旋光されずに通過し、 吸収型偏光板 1 2にその吸収軸に平行 な振動面をもつ直線偏光として入射するため、 この吸収型偏光板 1 2に吸収され、 視認側へ射出しない。 したがって喑表示になる。

このように、 外部光による反射表示と補助光源による透過表示とで表示の明暗が 反転することを解決するため、 補助光源 9の点灯と同期して液晶表示パネルを駆動 する駆動回路によってデータ電極 6に印加する階調信号を反転する。 それによつて、 補助光源 9による透過表示の際に、 外部光を利用する反射表示に対して明暗表示の 階調を反転することにより、 外部光を利用する反射表示と補助光源 9を利用する透 過表示とで、 表示の明暗が反転しないようにする。

そこで、 この実施形態に用いる液晶表示装置の駆動回路のブロック図を第 3図に 示し、 これを説明する。

この液晶表示装置の駆動回路には、 各回路プロックを動作させるための電源回路 3 1にて各プロックに適する電源電圧を発生し、 各回路プロック 3 2 へ供給する。 また回路の時間的動作基準である基準ク口ック発信回路 3 3により基準信号を作成 し、 映像信号 3 4の入力に対し、 同期分離回路 3 5を介して垂直同期回路 4 0と水 平同期回路 3 8 へ信号を印加する。 また、 映像信号 3 4に応じて液晶層 8 へ印加す る階調 （明暗） 信号を作るために、 AZD変換器 3 6により映像信号を AZD変換 した信号を、 外部光源を使用するか補助光源 9を使用するかにより、 階調信号を反 転する階調反転回路 3 7に入力させる。 この階調反転回路 3 7は、 補助光源 9の点灯と消灯を切り替える補助光源スィッ チ 3 9と連動して、 補助光源 9の消灯時には反転機能を O F Fにし、 補助光源 9の 点灯時には反転機能を O Nにする。

さらに、 この階調反転回路 3 7の出力信号は、 階調信号発生回路 4 1を介して階 調信号としてデータ電極駆動回路 4 2に入力し、 液晶表示パネル 1 0の第 2の基板 5上のデータ電極に明暗表示を行うための電圧波形の階調信号を印加する。

また水平同期回路 3 8の出力信号を走査電極駆動回路 4 3へ入力し、 走査電極駆 動回路 4 3から液晶表示パネル 1 0の第 1の基板 1上の複数の走査電極を時間的に 順次選択するために、 所定の電圧波形を印加する。

このような駆動回路により、 階調反転回路 3 7を補助光源スィツチ 3 9のオン♦ オフの設定により切り替えて、 階調信号の反転 Z非反転を制御することにより、 液 晶表示パネル 1 0での外部光源の利用による反射表示と補助光源 9の点灯による透 過表示を、 明暗の反転を生じることなく行うことができる。

この第 1の実施形態においては、 カラーフィルタを設けていないモノク口表示用 の液晶表示装置に関して説明を行ったが、 カラーフィルタを設ける場合においても、 外部光源を利用する場合と、 補助光源 9を利用する場合において、 この第 1の実施 形態と同様に、 開口部 1 4 aを有する印刷層 1 4と階調反転回路 3 7を設け、 外部 光源を利用する場合と補助光源 9を利用する場合とでは、 階調を相互に反転させる ことにより、 両表示とも明表示は明表示、 暗表示は喑表示とすることが可能になる。 つぎに液晶表示装置の明暗表示の反転表示に関して説明する。 第 4図は、 液晶表 示装置の従来例 （Y ) とこの発明の本実施形態 （X ) の外光を利用する反射型表示 と、 補助光源を使用する透過型表示の表示の状況を示す図である。 この第 4図を用 いて、 液晶表示装置の明暗表示の反転に関して説明する。

まず外部光源を利用する場合には、 本実施形態 （X) と従来例 （Y ) の液晶表示 装置における表示は、 明度が最大である表示画面 5 9に、 明度が大きい順に四角 6 0， 三角 6 1， 丸 6 2を表示している。 すなわち外部光源を利用する場合には、 本 実施形態 （X ) と従来例 （Y ) との表示は同様である。 この場合、 いずれも明度の 大きい領域は反射型偏光板の反射特性を利用し、 明度の小さい領域は反射型偏光板 の透過特性と反射型偏光板の裏面に設けた印刷層の吸収特性を利用している。

つぎに外部環境が暗くなり、 補助光源の点灯が必要な場合に関して説明する。 補 助光源の点灯は、 フォトセンサにより外部環境の光を検知して自動点灯する、 また は角度センサにより、 観察者と液晶表示装置の位置関係により自動点灯する機能を 有する。 または観察者が必要に応じて第 3図の補助光源スィツチ 3 9をオンにする 動作をすることによつても、 補助光源 9を点灯することができる。

補助光源の点灯により、 従来例 （Y ) では、 反射型偏光板の裏面に印刷層を全面 に設けるため、 補助光源からの光は大きく印刷層により吸収されるが、 印刷層に透 過性を持たせることにより補助光源の光が、 反射型偏光板→液晶層—第 2の偏光板 を透過し、 観察者側へ出射する場合においても、 外部光源を利用する場合の透過率 の大きな領域 （喑表示領域） では補助光源の光を強く観察者側に出射し、 明るい表 示となる。 外部光源を利用する場合に反射特性の強い領域 （明表示領域） では、 補 助光源の光を遮蔽し、 暗い表示となる。

第 4図に示すように、 従来例 （Y) では、 補助光源の点灯により、 暗表示画面 6 3内に、 明度が大きい順に、 丸 6 6， 三角 6 5 , 四角 6 4の表示となる。 すなわち 外部光源を利用する場合の明度の大きい順である、 四角 6 0， 三角 6 1， 丸 6 2力 補助光源を利用する場合には、 丸 6 6， 三角 6 6 , 四角 6 4となり、 明度の順が逆 の順番 （明暗反転） の表示となっている。

これに対し、 本実施形態においては、 反射型偏光板の裏面に配置した印刷層に透 過率の大きな開口部を設けているため、 補助光源の点灯により観察者側への光の出 射量を大きくすることができる。 また階調反転回路 3 7を設けて補助光源の点灯時 には階調信号を反転させるため、 外部光源を利用する場合に液晶層へ大きな電圧を 印加していた画素部には、 補助光源点灯時には小さい電圧を印加し、 逆に外部光源 を利用する場合に液晶層へ小さい電圧を印加していた画素部には、 補助光源点灯時 には大きな電圧を印加する。

つぎに、 液晶層に印加する電圧と透過率の関係を示す線図である第 5図を用いて、 本実施形態の階調反転回路 3 7の作用を説明する。

外部光源を利用する場合の印加電圧と透過率の特性を実線 Lで示し、 補助光源を 利用する場合の特性を破線 Mで示す。 外部光源を利用する場合には、 明度は、 反射 率によって示すことが望ましいが、 便宜上透過率によって示した。 液晶表示パネル による表示の明度の差は階調により表示され、 液晶層へ印加する電圧により制御さ れる。

第 5図に示すように、 大きな透過率 T 1の場合に液晶層へ印加する電圧は、 曲線 Lでは、 印加電圧 V Iであり、 曲線 Mでは、 印加電圧 V 0であり、 V 0より V I力 S 大きい。 逆に、 小さな透過率 T 2の場合に液晶層へ印加する電圧は、 曲線 Lでは、 V 3であり、 曲線 Mでは V 2となり、 V 3より V 2が大きくなる。

このように、 同等な透過率を示す電圧は、 曲線 Lに示す特性と曲線 Mに示す特性 とでは反転している。 そのため、 階調反転回路は、 外部光源を利用する場合と補助 光源を利用する場合で同等な透過率にするように、 液晶層へ印加する電圧を補正す るための回路である。

また外部光源を利用する場合と補助光源を利用する場合とで、 印加電圧を反転す ると同時に、 異なる階調と印加電圧の関係を利用し、 外部光源を利用する場合には、 透過率を大きくする方向に階調を集中し、 補助光源を利用する場合には、 全体的に 平均化して印加電圧を分割することにより、 特に明るさが必要な外部光源を利用す る場合には、 明るい表示とすることができる。

このように、 従来の液晶表示装置では、 外部光源を利用する表示と補助光源を利 用する表示とで明暗表示の反転が発生していたが、 この実施形態の液晶表示装置は 階調反転回路の作動により、 明暗表示の反転は発生しない。 また、 反射型偏光板の 裏面に設けた印刷層に開口部を有するため、 補助光源を利用する際に明るい表示が 可能になる。

さらに、 第 1図に示したように、 外部光源からの光が吸収型偏光板 1 2→液晶層 8→反射型偏光板 1 1を透過し、 さらに印刷層 1 4に設けた開口部 1 4 aを透過し て補助光源 9に到達する場合に、 補助光源 9にエレク ト口ルミネッセント （E L ) ライ トを使用し、 その E Lライ ト表面に低反射処理を行って反射強度の弱い表面に するとよい。 あるいは E Lライ トの表面に散乱性を持たせ、 観察者と入射光との関 係と開口部 1 4 a とその周囲の印刷層 1 4の面積の関係を利用し、 補助光源 9の表 面からの反射光を低減することができる。

第 2の実施形態

つぎに、 この発明による液晶表示装置の第 2の実施形態について第 6図と第 7図 によって説明する。

第 6図おょぴ第 7図は、 この発明の第 2の実施形態を示す液晶表示装置の液晶表 示パネルの部分的な拡大断面図であり、 第 1 6図の A— A線に沿う拡大断面図に相 当する。 この液晶表示装置の基本構造を示す平面図も、 第 1 6図と同様であるから 図示を省略している。 なお、 第 6図は主光源である外部光源を利用して表示する場 合の表示作用を説明するための図であり、 第 7図は補助光源を利用して表示する場 合の表示作用を説明するための図である。

この実施形態の液晶表示パネルが前述の第 1の実施形態の液晶表示パネルと相違 する点は、 第 1の偏光板である反射型偏光板 1 1の裏面に散乱板 1 6を配置すると ともに、 その散乱板 1 6の裏面側に所定の間隙を置いて開口部 1 4 aを有する印刷 層 1 4を、 補助光源 9上に設けた点である。 これは、 印刷層 1 4の強度を補強する ためである。

補助光源 9は、 第 1実施形態の場合と同様に E Lライ トを用いてもよいが、 この 例では、 冷陰極管と導光板からなる光源を使用する。

そして、 印刷層 1 4の裏面には直接発光体を設けず、 導光板を配置し、 補助光源 9の主光源部は液晶表示パネルの周囲に設けることにより、 外部光源を利用する場 合に、 補助光源 9の表面からの反射を防止することができる。

さらに、 この実施形態における印刷層 1 4は、 グレーティング状 （グリ ッ ド状） の不透明部と開口部 1 4 a とを有する構造を採用する。 具体的には、 黒色顔料を混 合した膜厚が 1 0 μ mと厚い感光性樹脂からなり、 フォトリ ソグラフ法により印刷 層 1 4の印刷部の幅を 1 5 μ πι、 開口部 1 4 aの幅を 3 /x mとした。 また、 画素部 の走査電極の幅とデータ電極の幅によりモアレが発生する場合には、 印刷層 1 4の 印刷部の幅と開口部 1 4 aの幅を変更する。

この第 2の実施形態の液晶表示パネルのその他の構成は、 第 1の実施形態と同様 であるから、 その説明を省略する。

この実施形態の液晶表示パネルは、 ダレ一ティング状の印刷層 1 4の不透明部 (印刷部） と開口部 1 4 a とを用いることによって、 外部光源からの入射光の入射 角度が吸収型偏光板 1 2の垂線に対して 3 0度以上傾く場合には、 印刷層 1 4の厚 さにより吸収され、 補助光源 9の表面には到達しない。 そのため、 補助光源 9の主 光源の位置の工夫と、 開口部 1 4 aを有するグレーティング状の印刷層 1 4の採用 により、 外部光源を利用した場合に良好なコントラス ト比を得ることができる。 また、 反射型偏光板 1 1の反射軸と吸収型偏光板 1 2の透過軸、 および液晶層 8 との関係は第 1の実施形態と同様である。

そのため、 この液晶表示パネルを使用する環境が明るい場合には、 第 6図に示す ように、 暗表示部の第 1の入射光線 L 1は、 第 1の実施形態の場合と同様の経路を 通って反射型偏光板 1 1を透過し、 光の散乱性を有する散乱板 1 6により散乱光と なり、 印刷層 1 4により吸収される。

散乱板 1 6と印刷層 1 4との間に隙間を設けたことにより、 その散乱光はグレー ティング状の印刷層 1 4により効率良く吸収される。

また明表示部の第 2の入射光 L 2は、 第 1の実施形態と同様に反射型偏光板 1 2 により反射され、 強い反射光 L 3となって視認側に出射される。

このように、 外部光源を利用する場合の明暗表示は、 反射型偏光板 1 1の透過軸 への直線偏光の入射と印刷層 1 4の吸収特性により喑表示を行い、 反射型偏光板 1 1の反射特性により明表示を行う。

つぎに、 この液晶表示パネルの使用環境が暗い場合には、 第 7図に示すように、 補助光源 9を点灯することにより、 補助光源 9が発光する光 L 2 1が第 1の基板 1 側に出射される。 この場合に、 補助光源 9からの光は発散角を小さく し、 印刷層 1 4の開口部 1 4 aを透過する光は、 グレーティング状の印刷層 1 4により途中では 殆ど吸収されず、 反射型偏光板 1 1の裏面に配置した散乱板 1 6により散乱光 L 2 4 , 2 5のように散乱され、 さらに液晶層 8→吸収型偏光板 1 2を透過して、 視認 側へ出射することにより明表示が可能になる。

散乱板 1 6は、 プラスチック表面に凹凸を形成したり、 プラスチック中に屈折率 の異なるビーズを混入したり して形成したプラスチック板を、 反射型偏光板 1 1の 裏面に粘着剤にて貼り合わせる。

しかし、 これだけでは、 補助光源 9を利用する表示の場合には、 反射型偏光板 1 0と液晶層 8と吸収型偏光板 1 2の特性により、 第 1の実施例の説明の際に述べた ように、 外部光源を利用する反射表示の場合と明暗表示が反転してしまう。

そのため、 第 1の実施形態の場合と同様に、 この液晶表示パネルを駆動するため に第 3図に示したような階調反転回路 3 7を有する駆動回路を設け、 補助光源 9の 点灯時には階調反転回路を作動させ、 液晶表示パネル 1 0のデータ電極に印加する 階調信号を反転させることにより、 外部光源を利用する場合と補助光源 9を利用す る場合とで、 明暗表示が反転することを防止する。

第 3の実施形態 つぎに、 この発明の第 3の実施形態について第 8図乃至第 1 0図によって説明す る。

第 8図は、 この発明の第 3の実施形態の液晶表示装置の液晶表示パネルの部分的 な拡大断面図であり、 第 1 6図の A— A線に沿う拡大断面図に相当する。 この液晶 表示装置の基本構造を示す平面図も、 第 1 6図と同様であるから図示を省略してい る。

第 9図は、 この第 3の実施形態の液晶表示装置を組み込んだ腕時計の模式的な平 面図、 第 1 0図は第 9図の B _ B線に沿う断面図である。

この第 3の実施形態の液晶表示パネルについて、 第 1の実施形態の液晶表示パネ ルと相違する点についてのみ説明する。

第 1の基板 1 と第 2の基板 5 との間隙に満たす液晶層 8として、 スーパ一ッイス テツ ドネマテイク （S T N ) 液晶層 8を用いる。 また、 第 1の基板 1上と第 2の基 板 5上とには、 S T N液晶層の液晶分子を規則的に配列するために配向膜 3と 7を 設け、 さらに、 その配向膜 3， 7にラビング処理を行っている。 さらに、 液晶をッ ィス トするために、 カイラル材を添加した。

また、 第 8図に示すように、 第 2の基板 5上には、 S T N液晶層 8の色付を防止 するために位相差フィルム 7 4を設け、 その上 （視認側） に吸収型偏光板 1 2を配 置している。 さらに、 第 1の基板 1の裏面側には、 S T N液晶層 8の偏光性を調整 するための 1 Z 4 λフィルム （図示せず） と可視光領域の光を選択的に反射するこ とが可能なコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3を設けている。

このコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3は、 第 2の基板 5側から入射する 光に対して選択的に強い金属調の反射特性を有し、 選択的反射領域以外の波長の光 は効率良く透過することができる。 そのため、 コレステリ ック液晶ポリマ一フィル ム 7 3の裏面側に設ける印刷層 1 4 ' の色度 （x、 y値） をコレステリ ック液晶ポ リマーフィルム 7 3の選択反射領域の色度と差を設けるか、 または印刷層 1 4 ' の 明度 （L値） をコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の明度より小さくするこ とにより、 視認性の良好な表示が可能になる。

また、 コレステリック液晶ポリマーフィルム 7 3の光の選択的な反射波長領域は、 コレステリック液晶ポリマーフィルム 7 3に入射する光の方向と観察者との位置関 係により変化する。 すなわちコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の相対的厚 さが光の入射角度により変化するためである。

例えば、 黄色の波長を選択的に反射するコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7

3を利用する場合には、 観察者の方向により黄色から緑へ変化するため、 印刷層 1

4 ' は、 黄色と緑と異なる波長領域、 または黄色の波長を含み明度の小さい印刷層

1 ' を利用する。

この第 3の実施形態においては、 印刷層 1 4 ' に特別に開口部を形成せず、 印刷 層 1 4 ' が可視光領域において一部の光を透過するように、 透明性を有する印刷層 を採用した。 すなわち、 印刷層 1 4 ' の全面が一部の光を透過するようにしている。 この実施形態の液晶表示パネルは、 コレステリ ック液晶ポリマ一フィルム 7 3を 利用することにより、 鏡面的な可視光の波長領域の選択反射特性を利用することが でき、 選択反射の波長領域以外は透過特性を有するため、 第 1の基板 1の裏蓋側に 設けた印刷層 1 4 ' の色度 （x， y ) と選択反射領域の色度 （X , y ) に差を設け ることにより、 コントラス ト比の良好な表示が可能になる。

また、 印刷層 1 4 ' の明度 （L ) を小さくすることにより、 コレステリ ック液晶 ポリマーフィルム 7 3の選択反射特性が金属調の特性を有するため、 印刷層 1 4 ' の反射特性を小さくすることにより、 コレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の 反射特性を有効に利用することが可能になる。

この液晶表示パネルによって、 外部光源を利用して表示する場合には、 コレステ リ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の選択反射特性と透過性により表示を行う。 その ため明表示はコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3による選択反射により行い、 喑表示は、 透過特性によるコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の裏面に配置 する印刷層 1 4 ' の吸収特性、 または色度差により表示を行う。

しかし、 色度差を利用して表示を行う場合には、 補助光源 9の点灯による明暗表 示の反転を防止する場合には、 補助光源 9の発光波長と印刷層 1 4 ' の透過波長に 差があるため、 光吸収が発生して明るさが低下することなる。 そのため、 印刷層 1 4 ' の反射特性を防止する手段を採用した。 すなわち、 可視光領域において平均し た吸収特性を有するように、 カーボン （炭素） を含む樹脂を利用し、 その樹脂に含 まれるカーボン量を制御して、 全体の透過率の制御を行った。

また、 印刷層 1 4 ' の裏面側に設けた補助光源 9の発光波長をコレステリ ック液 晶ポリマーフィルム 7 3の選択波長に合わせておき、 補助光源 9の点灯により、 コ レステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の透過部では、 コレステリ ック液晶ポリマ 一フィルム 7 3の選択反射特性とほぼ同一の光が観察者へ出射される。 逆に、 選択 波長領域の光は、 補助光源 9の点灯による光の遮蔽を行うため暗表示となり、 外部 光源を利用する場合と反転した表示となる。

そのため、 前述の各実施形態の液晶表示装置と同様に階調反転回路を使用し、 さ らに補助光源 9の発光波長をコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の反射特性 とほぼ同等にすることにより、 外部光源と補助光源 9による表示の反転を防止する ことができる。

以上の説明で明らかなように、 この液晶表示装置は、 可視光の波長領域の一部を 反射し、 他の波長領域の光を透過または吸収する表示モードを利用する。

例えば、 この実施形態のようにコレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3を利用 する液晶表示装置の場合、 外部光源を利用する場合には、 選択反射領域の明るい色 彩と、 コレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の裏面に配置する印刷層 1 4 ' に よる吸収または色度差により表示を行う。

この場合、 補助光源 9の点灯により、 明るい色彩を示していた選択反射画素部は、 逆の暗い色彩の画素部に比較して透過率が低いため暗い表示となり、 表示の明暗反 転することになる。

そのため、 この第 3の実施形態に示すように、 補助光源 9の発光波長を選択し、 さらに印刷層 1 4 ' が光透過性を有し、 補助光源 9の点灯に同期して動作する階調 反転回路を採用することにより、 外部光源を利用する反射表示と、 補助光源 9を利 用する透過表示において、 表示の明暗の反転が発生することなく、 観察者に対して 視認性の良好な表示を達成することができる。

この第 3の実施形態の液晶表示装置を腕時計に組み込んだ実施形態を、 第 9図お ょぴ第 1 0図に示す。

この腕時計は、 主として第 9図に示すように、 時計ケースと風防ガラス 8 1 と裏 蓋 8 2からなる密閉された外装内に、 風防ガラス 8 1側より， 見切り板 7 9 , 第 2 の偏光板である吸収型偏光板 1 2 , 位相差フィルム 7 4 , 第 2の基板 5， 液晶層 8 , 第 1の基板 1， コレステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3 , 光透過性を有する印刷 層 1 4 ' , および補助光源 9を設けている。

液晶層 8は、 第 1の基板 1 と第 2の基板 5との間隙に、 シール材 4と封ロ材 （図 示せず） により封入されている。

また、 第 1の基板 1の下面の裏蓋 8 2側には、 液晶表示パネルを駆動する第 3図 に示したような駆動回路を備えた回路基板 8 3と電池 8 4を設けている。 この回路 基板 8 3と液晶表示パネルとの電気的な接続は、 ス トライプ状の導電部と非導電部 を繰り返し積層したゼブラゴム 8 5により行う。

また、 液晶表示パネルと回路基板 8 3との接続の補強と時計ケース 7 5との整合 をとるために固定金具 8 6を設けている。

そして、 第 9図に示すように、 液晶表示パネルにより、 午前と午後の表示 7 6 と 数字による時表示 7 7と分表示 7 8の表示ができる。 また、 時計ケース 7 5の側面 に、 時刻合わせや補助光源 9の点灯などを行うための設定端子用入力部 8 0を有す る。

第 2の基板 5の風防ガラス 8 1側には、 第 2の基板 5と回路基板 8 3 との接続部 とシール材 4を観察者に視認されないようにするために、 見切り板 7 9を設けてい る。

このように構成した液晶表示装置とその液晶表示装置を使用した腕時計は、 第 1 の基板 1上の走査電極 2と第 2の基板 5上のデータ電極 6に電気信号を印加し、 液 晶層 8に電圧を印加することにより、 S T N液晶層 8の光学的特性を制御し、 コレ ステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3と吸収型偏光板 1 2と位相差フィルム 7 4と により、 選択反射による表示を可能にする。

このように、 この発明による液晶表示装置を時計装置に利用することにより、 コ レステリ ック液晶ポリマーフィルム 7 3の金属調の反射特性を利用できるため、 装 飾性の向上が可能になるとともに、 明るい時刻表示が可能になる。

<第 4の実施形態 >

つぎに、 この発明の第 4の実施形態について、 第 1 1図乃至第 1 5図によって説 明する。

第 1 1図および第 1 2図は、 この発明の第 4の実施形態を示す液晶表示装置の液 晶表示パネルの部分的な拡大断面図であり、 第 1 6図の A— A線に沿う拡大断面図 に相当する。 この液晶表示装置の基本構造を示す平面図も、 第 1 6図と同様である から図示を省略している。 なお、 第 1 1図は主光源である外部光源を利用して表示 する場合の表示作用を説明するための図であり、 第 1 2図は補助光源を利用して表 示する場合の表示作用を説明するための図である。

この第 4の実施形態の液晶表示パネルにおいて、 第 1の実施形態と相違する点は、 第 1の基板 1上に第 1のカラーフィルタ 9 0を設け、 第 1の偏光板 1 1の表面に散 乱板 1 6を配置するとともに、 第 1の偏光板である反射型偏光板 1 1の裏面に第 2 のカラ一フィルタ 9 を印刷層として設けた点である。 その他の構成は、 第 1図および第 2図に示した第 1の実施形態の液晶表示パネル と同じであるから、 それらの説明は省略する。

この液晶表示パネルの透明な第 1の基板 1上の内面には、 赤カラーフィルタ 9 1 と緑カラーフィルタ 9 2と青カラーフィルタ 9 3からなる第 1のカラーフィルタ 9 0と、 その第 1のカラーフィルタ 9 0上に保護用絶縁膜 （図示せず） とを設け、 そ の保護用絶縁膜上に透明電極膜からなる M本の走査電極 2を形成している。

また、 第 1の偏光板である反射型偏光板 1 1の表面側には、 光の散乱性を有する 散乱板 1 6を設け、 裏面側には、 第 1のカラーフィルタ 9 0の赤， 緑， 青の各カラ —フィルタ 9 1， 9 2 , 9 3と同一の大きさで同一の色の、 赤カラ一フィノレタ 9 5 と緑カラーフィルタ 9 6と青カラーフィルタ 9 7からなる第 2のカラ一フィルタ 9 4を設けている。 この第 2のカラーフィルタ 9 4は外部光による反射表示の時には 光の吸収層として作用する。

この第 2のカラ一フィルタ一 9 4の下面側には所定の間隙を置いて補助光源 9を 設けている。 この補助光源 9は、 冷陰極管と導光板から構成されている。

また、 反射型偏光板 1 1 と吸収型偏光板 1 2とは互いの透過軸が直交する方向に 設置し、 液晶層 8は第 1の基板 1から第 2の基板 5の間で透過する光を約 9 0 ° 旋 光させるツイス トネマティック （T N ) 液晶層を用いている。

そのため、 液晶表示装置を使用する環境が明るい場合には、 第 1 1図に示すよう に、 この液晶表示パネルの視認側から外部光が入射する。 そのため、 暗表示を行う 画素部では、 第 1の入射光 L 1は、 第 2の偏光板 1 2を通過して直線偏光となり、 液晶層 8により 9 0 ° 旋光され第 1のカラーフィルタ 9 0を透過し、 散乱板 1 6に より散乱光となり、 反射型偏光板 1 1にその透過軸に平行な振動面をもつ直線偏光 として入射するため、 その反射型偏光板 1 1を透過し、 吸収層を兼ねた第 2のカラ 一フィルタ 9 4に入射する。 第 2のカラーフィルタ 9 4からの反射は非常に少ない ため、 それによる出射光は非常に弱い光となる。 そのため、 暗表示となる。 /JP 0

3 0

また明表示を行う画素部では、 第 2の入射光 L 2が、 第 2の偏光板 1 2を通過し て直線偏光となり、 液晶層 8に大きな電圧が印加されることにより旋光性が失われ、 入射した直線偏光は旋光されることなく透過し、 反射型偏光板にその反射軸に平行 な振動面をもつ直線偏光として入射する。 そのため、 その入射光 L 2は反射型偏光 板 1 1により反射され、 強い反射光 L 3となり、 散乱板 1 6により散乱性を付与さ れ、 液晶層 8および吸収型偏光板 1 2を通過して視認側へ出射される。

このように、 外部光源を利用する反射表示における明暗表示は、 反射型偏光板 1 1の透過軸への直線偏光の入射と第 2のカラーフィルタ 9 4の吸収特性により暗表 示を行い、 反射型偏光板の反射特性により明表示を行う。

一方、 この液晶表示装置の使用環境が暗い場合には、 第 1 2図に示すように、 補 助光源 9を点灯し、 補助光源 9の発光により第 1の基板 1側に光 L 2 6が出射され る。 この場合に、 補助光源 9からの光は、 第 2のカラーフィルタ 9 4を通過すると 各色のカラーフィルタ 9 5 , 9 6， 9 7によりカラー光に変換され、 さらに反射型 偏光板 1 1を通過して直線偏光となり、 散乱板 1 6により散乱されて散乱光 L 2 7 , 2 8となる。 さらに、 第 1のカラーフィルタ 9 0を通過すると、 その各カラーフィ ルタ 9 1 , 9 2 , 9 3によりカラー光の彩度が強調された後に、 液晶層 8→吸収型 偏光板 1 2を透過して、 視認側へ出射されることにより、 明表示が可能になる。 散乱板 1 6は、 プラスチック表面に凹凸を形成したり、 またはプラスチック中に 屈折率の異なるビーズを混入したり、 あるいは粘着材に屈折率の異なるプラスチッ クビーズを混入するなどの手段によって形成することができる。

このように構成した液晶表示装置を使用することにより、 反射表示の際には、 第 1のカラーフィルタ 9 0によりカラ一光に変換され、 明表示の際には、 反射型偏光 板 1 1による反射により、 第 1のカラーフィルタ 9 0を往復 2回透過する。

また、 喑表示の際には、 反射型偏光板 1 1を透過する光は、 第 2のカラ一フィル タ 9 4の吸収特性により殆ど吸収される。 これに対して、 補助光源 9の点灯による透過表示の際には、 補助光源 9によって 発光された光が第 2のカラ一フィルタ 9 4によりカラ一光に変換され、 明表示では、 反射型偏光板 1 1の透過光が第 1のカラーフィルタ 9 0を透過して視認側へ排出さ れる。 また暗表示の際には、 反射型偏光板 1 1を透過した光は、 液晶層 8により変 調され吸収型偏光板 1 2により吸収される。

すなわち、 この第 4の実施形態の液晶表示装置によれば、 第 1のカラーフィルタ 9 0を設けるのみでは、 反射表示では、 視認側への出射光が第 1のカラ一フィルタ を 2回透過しているが、 透過表示の場合には、 1回の透過のため彩度の悪い表示と なってしまう。 しかし、 この第 4の実施形態に示すように、 第 1のカラーフィルタ 9 0と第 2のカラーフィルタ 9 4を使用することにより、 反射表示と透過表示とも 良好な表示が可能となる。

しかし、 外部光源を利用する場合と補助光源を利用する場合とでは、 液晶層 8 へ 同一の電圧を印加した場合に表示の明暗が反転してしまう。

そのため、 この実施形態に用いる液晶表示装置の駆動回路ブロック図を第 1 3図 に示す。 この実施形態では、 液晶表示装置の使用環境の光量を光量センサ 4 4によ つて検知し、 補助光源 9の点灯と階調反転 ·階調制御回路 2 9による階調反転とを 同時に行うとともに、 反射表示と透過表示の階調の偏りを制御する点に特徴を有す る。 第 1 3図に示す駆動回路におけるその他の各部は、 第 3図に示した第 1の実 施形態に用いた駆動回路と同じであるから、 その説明を省略する。

階調反転 ·階調制御回路 2 9は、 光量センサ 4 4の検知信号により、 外部環境が 暗くなり、 補助光源 9を点灯した時には、 階調信号を反転させる動作を行う。 また 外部環境の明るさに応じて、 外部光による反射表示の場合には、 中間調の反射を明 るめに偏る表示とするか暗めに偏る表示にするかを制御する。 また補助光源 9の点 灯による透過表示の場合には、 中間調の透過を明るめに偏る表示とするか、 暗めに 偏る表示にするかを制御する。 この駆動回路に示すように、 光量センサ 4 4の検知信号により階調反転 ·階調制 御回路 2 9と補助光源 9のオン ·オフが設定され、 階調信号の反転 正転を制御す ることにより、 外部環境の明るさの変化と補助光源 9の点灯と非点灯による表示品 質の変化を低減すると同時に、 視認性の改善を行うことができる。

つぎに、 補助光源 9の点灯と非点灯を行う場合に、 液晶表示装置の表示品質を向 上するために行う反射表示と透過表示の階調制御について、 第 1 4図と第 1 5図に よって説明する。

第 1 4図と第 1 5図の線図は、 横軸が液晶層への印加電圧であり、 縦軸が反射率 と透過率である。 そして、 外部光源を利用する反射表示の特性を実線 Lで示し、 補 助光源を利用する透過表示の特性を破線 Nで示す。

外部光源を利用する場合には、 明度は反射率によって示し、 補助光源を利用する 場合には、 明度は透過率によって示している。 液晶表示装置の明るさの差は、 階調 により表示され、 液晶層へ印加する電圧により制御される。 第 1 4図は、 外部環境 が暗い状況で補助光源 9の点灯と非点灯を行う場合の階調反転 ·階調制御回路 2 9 の制御を示す線図であり、 第 1 5図は、 外部環境が少し明るい状況で補助光源 9の 点灯と非点灯を行う場合の階調反転 ·階調制御回路 2 9の制御を示す線図である。 なお、 第 1 4図と第 1 5図では、 反射表示と透過表示の液晶層 8へ印加する電圧 は、 便宜上電圧の上昇によって透過率と反射率は相互に上昇する方向にしている。 まず、 外部環境が暗い場合には、 観察者の明るさに対する感度が敏感であり、 ま た透過表示の彩度に対しても敏感である。 そのため第 1 4図に示すように、 反射表 示の場合には液晶層に印加する電圧の中心電圧 V Xでは、 大きな反射率 R を示す 力 透過表示の場合には小さい透過率 T Xである。

また、 液晶層への印加電圧が中心電圧 V xより大きい電圧 V Iでは、 反射表示の 場合にはいぜんとして大きい反射率 R 1を示しているが、 透過表示の場合には、 非 常に小さい透過率 T 1を示している。 また、 逆に中心電圧 V Xより小さい電圧 V 2 では、 反射表示の場合には、 ほとんど飽和している大きい反射率 R 2を示し、 透過 表示の場合には、 かなり小さい透過率 T 2を示している。

すなわち、 反射表示は中間調が反射率の大きく明るい方向に偏る設定となり、 透 過表示は中間調が透過率が小さく暗い方向に偏る設定となっている。 この設定は外 部環境が暗いため、 補助光源 9の非点灯の際には視認性を確保するために明るい設 定が必要となる。 逆に補助光源 9が点灯する際には明るい表示が可能となるため透 過表示は暗い方向にすることにより、 反射表示と透過表示の差を低減することが可 能となる。

つぎに、 外部環境が比較的明るい場合には、 観察者の明るさに対する感度が不敏 感であり、 また反射強度も大きいため、 第 1 5図に示すように、 反射表示の中間調 と透過表示の中間調とがほぼ同等な線図となる。

すなわち、 反射表示と透過表示は大きな偏りを持たない設定となっている。 さら に明るい環境では、 反射表示を利用するだけて十分であり、 液晶表示装置を低消費 電力化してその電池寿命を延ばすためにも反射表示を利用することが好ましい。 また、 階調反転 ·階調制御回路 2 9の階調反転に関しては、 光量センサ 4 4によ り瞬間的に変更するが、 階調制御に関しては補助光源 9の点灯と非点灯の際に、 第 1 4図と第 1 5図に示す階調制御を経過時間とともに徐々に可変させて行うことに より、 階調のスムーズな切り替えが可能となる。 これは自動車等で移動している場 合に外部環境の光量が急激に変更する場合に非常に有効な手段となる。 産業上の利用可能性

この発明にのよる液晶表示装置は、 外部光による反射表示のときも、 補助光源を 点灯しての透過表示のときも、 充分に明るく且つ表示の明暗が反転することなく、 視認性のよい表示を実現することができる。 また、 表示のコントラス トも高め、 視 野角特性も改善することが可能である。

さらに、 カラー表示や、 明るさに応じた階調の適正化なども可能である。 例えば、 外部光源による液晶表示装置の使用環境の明るさを光量センサにより検 知し、 その検知信号により階調信号を中間調を明るい方向あるいは暗い方向に偏ら せる補正を行うことにより、 反射表示を行う場合においても表示品質の改善が可能 になる。

したがって、 この液晶表示装置を腕時計等の時計装置や各種形態用情報機器など の表示装置として用いることにより、 その視認性の大幅な向上を図ることができる:

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 走査電極を設けた第 1の基板と、 データ電極を設けた第 2の基板とを、 前記走 査電極とデータ電極とを対向させるように所定の間隔を設けて配置し、 その第 1の 基板と第 2の基板との間に液晶層を封入してなる液晶セルを備え、

該液晶セルの第 2の基板を視認側に配置し、 前記第 1の基板と第 2の基板のそれ ぞれ液晶層と接する面と反対側の面に偏光板またはコレステリック液晶ポリマから なる機能性フィルムを配置し、 前記第 1の基板側の機能性フィルムの視認側と反対 側の面には一部の光を透過する光吸収層と補助光源とをこの順序で設けるとともに、 前記補助光源の点灯時と非点灯時では、 前記液晶層に印加する電圧を異ならせる 手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。

2 . 前記補助光源の点灯時と非点灯時では、 前記液晶層に印加する電圧を異ならせ る手段が、 前記液晶層に印加する階調信号を反転させる回路である請求の範囲第 1 項記載の液晶表示装置。

3 . 走査電極を設けた第 1の基板と、 デ一タ電極を設けた第 2の基板とを、 前記走 査電極とデータ電極とを対向させるように所定の間隔を設けて配置し、 その第 1の 基板と第 2の基板との間に液晶層を封入してなる液晶セルを備え、

該液晶セルの第 2の基板を視認側に配置し、 前記第 1の基板と第 2の基板のそれ ぞれ液晶層と接する面と反対側の面に偏光板を配置し、

前記第第 1の基板側に配置する偏光板は反射型偏光板であり、 該反射型偏光板の 前記第 1の基板と接する面と反対側に補助光源を設け、 該反射型偏光板と補助光源 との間に一部の光を透過する光吸収層を設けるとともに、

前記補助光源の点灯時と非点灯時では、 前記液晶層に印加する電圧を異ならせる 手段を設けたことを特徴とする液晶表示装置。

4 . 前記補助光源の点灯時と非点灯時では、 前記液晶層に印加する電圧を異ならせ る手段が、 前記液晶層に印加する階調信号を反転させる回路である請求の範囲第 3 項記載の液晶表示装置。

5 . 第 1の基板と反射型偏光板との間には、 光学散乱フィルムを有することを特徴 とする請求の範囲第 1項から第 4項のいずれかに記載の液晶表示装置。

6 . 第 1の基板と反射型偏光板との間には、 光の散乱フィルムを有し、 光学散乱フ イルムは少なく とも第 1の基板または反射型偏光板に接着していることを特徴とす る請求の範囲第 1項から第 4項のいずれかに記載の液晶表示装置。

7 . 第 1の基板と反射型偏光板との間に設ける粘着層には、 粘着剤と屈折率の異な るプラビーズが分散していることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 6項のいず れかに記載の液晶表示装置。

8 . 反射型偏光板と吸収層の間、 あるいは吸収層と補助光源の間には光学散乱ブイ ルムを有することを特徴とする請求の範囲第 1項から第 7項のいずれかに記載の液 晶表示装置。

9 . 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に設ける対向電極と、 第 1の 基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを備える液晶表示パネルを有し、 観察 者側に第 2の基板を配置し、 第 2の基板の液晶層と接する面と逆の面には、 基板側 より、 少なく とも一層の位相差板と偏光板とを有し、 第 1の基板の液晶層と面する 逆の面には、 1 Z 4 λ板とコレステリ ック液晶ポリマ一フィルムを有し、 さらにコ レステリ ック液晶ポリマーフィルムの第 1の基板と面する逆の面には補助光源を有 し、 さらに前記コレステリ ック液晶ポリマーフィルムと補助光源との間には、 一部 の光を透過する吸収層を有し、 さらに補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に 印加する電圧が異なることを特徴とする液晶表示装置。

1 0 . 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に設ける対向電極と、 第 1 の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを備える液晶表示パネルを有し、 信 号電極には選択信号を印加し、 対向電極には階調信号を印加し、 所定の表示を行う 液晶表示装置において、 観察者側に第 2の基板を配置し、 第 2の基板の液晶層と接 する面と逆の面には基板側より、 少なくとも一層の位相差板と偏光板とを有し、 第 1の基板の液晶層と面する逆の面には、 1ノ 4 λ板とコレステリック液晶ポリマー フィルムを有し、 さらにコレステリック液晶ポリマーフィルムの第 1の基板と面す る逆の面には補助光源を有し、 さらにコレステリック液晶ポリマーフィルムと補助 光源との間には、 一部の光を透過する吸収層を有し、 さらに補助光源の点灯時と非 点灯時では、 液晶層に印加する階調信号が反転していることを特徴とする液晶表示 装置。

1 1 . 一部の光を透過し、 他のほとんどの光を吸収する吸収層は、 透過率の大きい 開口部と透過率の小さい吸収部とを有する印刷層からなることを特徴とする請求の 範囲第 1項から第 1 0項のいずれかに記載の液晶表示装置。

1 2 . 吸収層は、 面素部において複数の開口部、 あるいは透過性を有する部分を有 することを特徴とする請求の範囲第 1項から第 1 1項のいずれかに記載の液晶表示 装置。

1 3 . 吸収層は、 複数の異なる透過率を有する開口部を有することを特徴とする請 求の範囲第 1項から第 1 2項のいずれかに記載の液晶表示装置。

1 4 . 吸収層に設ける吸収部は、 一部の光が透過することを特徴とする請求の範囲 第 1項から第 1 3項のいずれかに記載の液晶表示装置。

1 5 . 吸収層は、 可視光領域において、 複数の異なる分光特性を有する吸収部から なることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 1 4項のいずれかに記載の液晶表示

1 6 . 開口部を有する吸収層は、 開口部と印刷層とが規則的に配列するグリッド形 状を有し、 さらに印刷層は厚膜からなり、 外部光源の入射角が大きくなると印刷層 の膜厚により外部光源を吸収することを特徴とする請求の範囲第 1項から第 1 5項 のいずれかに記載の液晶表示装置。

1 7 . 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に設ける対向電極と、 第 1 の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを備える液晶表示パネルを有し、 観 察者側に第 2の基板を配置し、 第 1の基板、 または第 2の基板の液晶層と接する面 と逆の面に偏光板、 またはコレステリック液晶ポリマ一からなる機能性フィルムを 有し、 さらに、 機能性フィルムの観察者と逆の裏面側には、 一部の光を透過する吸 収層を有し、 外部環境が明るい際には、 機能性フィルムの反射特性を利用し、 明表 示を行い、 吸収層により喑表示を行い、 逆に、 外部環境が暗い際には、 補助光源を 点灯し、 吸収層の透過成分を利用して明表示を行い、 機能性フィルムと液晶層とに よる光の遮蔽特性により喑表示を行い、 さらに、 補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する階調信号が反転し、 補助光源の非点灯時の表示に比較して点灯時 の表示は、 暗い方向に中間調が偏っていることを特徴とする液晶表示装置。

1 8 . 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に設ける対向電極と、 第 1 の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを備える液晶表示パネルを有し、 観 察者側に第 2の基板を配置し、 第 1の基板、 または第 2の基板の液晶層と接する面 と逆の面に偏光板、 またはコレステリック液晶ポリマーからなる機能性フィルムを 有し、 さらに、 機能性フィルムの観察者と逆の裏面側には、 一部の光を透過する吸 収層を有し、 外部環境が明るい際には、 機能性フィルムの反射特性を利用し、 明表 示を行い、 吸収層により喑表示を行い、 逆に、 外部環境が暗い際には、 補助光源を 点灯し、 吸収層の透過成分を利用して明表示を行い、 機能性フィルムと液晶層とに よる光の遮蔽特性により暗表示を行い、 さらに、 補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する階調信号が反転し、 補助光源の非点灯時の表示に比較して点灯時 の表示は、 暗い方向に中間調が偏っており、 さらに、 外部光源の明るさにより中間 調の偏りを可変することを特徴とする液晶表示パネル。

1 9 . 第 1の基板上に設ける信号電極と、 第 2の基板上に設ける対向電極と、 第 1 の基板と第 2の基板との間に封入する液晶層とを備え、 第 1の基板、 または第 2の 基板上に第 1のカラーフィルターを備える液晶表示パネルを有し、 観察者側に第 2 の基板を配置し、 第 1の基板、 または第 2の基板の液晶層と接する面と逆の面に偏 光板、 またはコレステリ ック液晶ポリマーからなる機能性フィルムを有し、 さらに、 機能性フィルムの観察者と逆の裏面側には吸収層として第 2のカラーフィルタ一を 有し、 外部環境が明るい際には、 機能性フィルムの反射特性を利用し、 明表示を行 い、 第 2のカラ一フィルターの光の吸収により暗表示を行い、 逆に、 外部環境が喑 い際には、 補助光源を点灯し、 第 2のカラーフィルターの透過成分を利用して明表 示を行い、 機能性フィルムと液晶層とによる光の遮蔽特性により喑表示を行い、 第 1のカラーフィルターと第 2のカラ一フィルターとによりカラ一表示を行い、 さら に補助光源の点灯時と非点灯時では、 液晶層に印加する電圧が異なることを特徴と する液晶表示装置。

2 0 . 第 1のカラーフィルターと第 2のカラ一フィルターとは第 1の基板を介して ほぼ同一の面積でほぼ同一の色が重なり合うことを特徴とする請求の範囲第 1 9項 に記載の液晶表示装置。