JPH0887006A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0887006A
JPH0887006A JP6222775A JP22277594A JPH0887006A JP H0887006 A JPH0887006 A JP H0887006A JP 6222775 A JP6222775 A JP 6222775A JP 22277594 A JP22277594 A JP 22277594A JP H0887006 A JPH0887006 A JP H0887006A
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JP
Japan
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liquid crystal
display device
crystal display
polymer
dispersed liquid
Prior art date
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Pending
Application number
JP6222775A
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English (en)
Inventor
Atsushi Sugawara
淳 菅原
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ペーパーホワイト感のある高分子分散型液晶の
ドットマトリックス表示を実現することを目的とする。 【構成】本発明では、高分子分散型液晶セルの下にプリ
ズムシートや、異方性屈折率膜、または高分子分散型液
晶セルからわずかな空隙を挟んで薄いフィルムを置くこ
とにより、反射型ディスプレーとしての高分子分散型液
晶の見かけの散乱能を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子分散型液晶を用
いた液晶表示装置に関するもので、特に本発明の利用製
品としては、パソコン・ワープロ・EWSなどのOA用
表示装置、電卓・電子ブック・電子手帳・PDA用の表
示装置、携帯テレビ・携帯電話・携帯FAXなどの液晶
表示装置、各種コンソールパネル、電子看板・電子ポス
ター・壁掛けテレビなどの大型平面表示装置等が挙げら
れる。
【0002】
【従来の技術】パソコン・ワープロ・EWSなどのOA
用表示装置、電卓・電子ブック・電子手帳・PDA用の
表示装置、携帯テレビ・携帯電話・携帯FAXなどの表
示装置は、バッテリー駆動する必要があり低消費電力な
表示装置でなければならない。しかし、従来からある透
過型液晶表示装置はバックライトを必要とするので、1
W以上の消費電力となり、バッテリー駆動で2〜3時間
しか使用できない。そこで、反射型液晶表示装置が望ま
れており、特に明るいペーパーホワイトを表示できるも
のが必要である。
【0003】高分子分散型液晶は、従来のような偏光板
を用いた液晶表示モードでは実現できなかったペーパー
ホワイトな表示ができる液晶モードとして期待されてい
る。高分子分散型液晶は、電界をかけない場合白濁状態
で、電界をかけることにより透明状態となる。この高分
子分散型液晶セルの下に黒紙あるいは色紙を置くことに
より白・黒表示、あるいは、白・カラー表示が可能とな
る。
【0004】ところが、使用上十分なペーパーホワイト
感を出すためには、高分子分散型液晶のセルの厚さを5
0μm以上にしなければならず、このセルを駆動するた
めには印加電圧を50V以上にしなければならない。こ
のような高い電圧をTFTやTFDなどの薄膜能動素子
によって駆動することができなかった。それゆえ、ペー
パーホワイト感のある高分子分散型液晶のドットマトリ
ックス表示はなかなか実現しなかった。
【0005】印加電圧を低くするためには、高分子分散
型液晶のセル厚を薄くする必要がある。しかし、前述の
ように薄い高分子分散型液晶は十分なペーパーホワイト
感をだせなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなペーパー
ホワイト反射型表示を実現するために、高分子分散型液
晶が注目されている。しかし、使用上十分なペーパーホ
ワイト感を出すためには、高分子分散型液晶のセルの厚
さを50μm以上にしなければならず、このセルを駆動
するためには印加電圧を50V以上にしなければならな
い。このような高い電圧をTFTやTFDなどの薄膜能
動素子によって駆動することができなかった。それゆ
え、ペーパーホワイト感のある高分子分散型液晶のドッ
トマトリックス表示はなかなか実現しなかった。
【0007】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、十分なペーパーホワイト感を低電圧駆動で実現する
ことができる反射型の液晶表示装置を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、高分
子分散型液晶層と、この高分子分散型液晶層を挟む2枚
の透光性基板と、前記高分子分散型液晶層の透明状態と
白濁状態とを、前記高分子分散型液晶層に印加する電界
の有無で制御する手段と、前記透光性基板の外側に形成
され前記高分子分散型液晶層が透明状態で色表示可能な
色付き板とを有する液晶表示装置において、前記透光性
基板と前記色付き板の間に、光散乱手段を具備すること
を特徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て前記光散乱手段が微小プリズムの集合体からなるシー
トであることを特徴とする液晶表示装置を提供するもの
である。
【0010】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て前記光散乱手段が異方性屈折率膜であることを特徴と
する液晶表示装置を提供するものである。請求項4の発
明は、請求項1の発明において前記光散乱手段がガス層
と透明シートの積層構造であることを特徴とする液晶表
示装置を提供するものである。この際、この積層構造以
外の層がこれに積層されても構わない。また、ガス層は
空気層、窒素ガス層、不活性ガス(Ar,Kr,Xe
等)層等の空気以上の屈折率のあるガスであれば良い。
【0011】請求項5の発明は、請求項1の発明におい
て前記透光性基板が、複数の信号線と複数の走査線が格
子状に配置形成され、各格子の中に薄膜トランジスタが
形成され、前記走査線に前記薄膜トランジスタのゲート
電極が接続され、また、前記信号線に前記薄膜トランジ
スタのドレイン電極が接続され、前記薄膜トランジスタ
のソース電極に光透過性の画素電極が接続されたアクテ
ィブマトリックス基板であることを特徴とする請求項1
に記載の液晶表示装置を提供するものである。
【0012】
【作用】図9に示す如く、高分子分散型液晶に入射され
た光4は後方散乱成分1、前方散乱成分2、前方直進成
分3に分けられる。この図中で、16は高分子分散型液晶
セル、10,13は透光性基板である。ペーパーホワイト感
を出すためには、後方散乱成分1の割合を増やす必要が
ある。酸化マグネシウムのような完全拡散板は、この後
方散乱成分がほぼ100%となっており、比較として上
質紙で約70%、新聞紙で約60%程度である。セル厚
15μmの高分子分散型液晶に入射した光のうち後方散
乱成分が約10%、前方散乱成分が約50%、前方直進
成分が約15%で、残りの25%が分子の吸収になる。
【0013】そこで、本発明は光散乱手段、例えば請求
項2の発明のように高分子分散型液晶セル16の下にプ
リズムシートや、請求項3の発明のように異方性屈折率
膜、または請求項4の発明のように高分子分散型液晶セ
ル16からわずかな空隙を挟んで薄いフィルムを置くこ
と等により、図9のように、前方散乱成分2を後方にも
ってゆき後方散乱成分1とし、トータルの後方散乱成分
1を60%に近づけることにより、新聞紙以上で上質紙
に近い反射率をもったディスプレーを実現させるもので
ある。
【0014】
【実施例】本発明の詳細を図面を参照しながら実施例に
沿って説明する。 (実施例1)図1は高分子分散型液晶表示装置の断面を
示したもので、ガラス基板10上にはITO電極11、
これに電圧を印加する信号線又は走査線12が形成され
ている。また、ガラス基板13の表面上にはブラックマ
トリックス14、ITO電極(画素電極)15が形成さ
れている。18は色付き板として採用した黒板である
が、モノトーンに限る必要はなく、場合によってRGB
を採用することもできる。ここでは、上下のITO電極
11,15が前記高分子分散型液晶層の透明状態と白濁
状態とを、前記高分子分散型液晶層に印加する電界の有
無で制御する手段として働く様になっている。
【0015】まず、本実施例では図1の高分子分散型液
晶セル16の下に光散乱手段としてプリズムシート17
置いた。図2に示すように、プリズムシート17は、斜め
から入った光21にはミラーとして働き、垂直方向から入
った光4に対しては透明シートとして働く。従って、こ
のプリズムシート17を高分子分散型液晶16の下に置け
ば、図3に示す如くOFF時の前方直進成分3を後方散
乱成分1として使うことができ、見かけの散乱能を上げ
ることができる。そして、ON時の透明状態における前
方直進成分3は、このプリズムシート17を通過して、
下にある色板(図示せず)で反射し、再びプリズムシー
ト17と高分子分散型液晶セル16を通過して、人間の
目に入る。この構造により、白状態の反射率が上がり、
黒状態は従来とほぼ変わらないので、表示装置としての
コントラストを向上させることができる。以上のように
してペーパーホワイト感を出すためには、後方散乱成分
の割合を増やす必要があるのである。酸化マグネシウム
のような完全拡散板は、この後方散乱成分がほぼ100
%となっており、上質紙で約70%、新聞紙で約60%
程度である。この実施例ではセル厚15μmの高分子分
散型液晶に入射した光のうち、OFF時の白濁状態で
は、後方散乱成分が約10%、前方散乱成分が約50
%、前方直進成分が約15%で、残りの25%が分子の
吸収になる。また、ON時の透明状態では、後方散乱成
分が約0.5%、前方散乱成分が約23%、前方直進成
分が約54%で、残りの22.5%が分子の吸収にな
り、ペーパーホワイト感を出すことができる。
【0016】本実施例では図1の高分子分散型液晶セル
と薄膜トランジスタ(TFT)などのアクティブマトリ
ックスと組み合わせた構造になっている。図4にアクテ
ィブマトリックスの等価回路図を示す。40がTFT、
41が蓄積容量、421 が信号線、422 が走査線であ
り、等価回路でしか示していないもののこれらはガラス
基板10上に形成されている。そして、複数の信号線4
1 と複数の走査線422 が格子状に配置形成され、各
格子の中にTFT40が形成され、走査線422 にTF
T40のゲート電極が接続され、また、信号線421
TFT40のドレイン電極が接続され、TFT40のソ
ース電極にITOの画素電極11が接続されたアクティ
ブマトリックス基板を構成している。
【0017】本実施例のようにプリズムシート17を用
いた場合、画素のピッチとプリズムのピッチを合わせる
か、画素ピッチをプリズムのピッチの整数倍にすると良
い。これは、モアレなどの悪影響を防ぐためである。
【0018】ここでは画素のピッチが縦横ともに300
μmで形成されており、開口率は約80%である。本実
施例の構造を用いれば、開口率がこの程度でも、表示装
置としての反射率は約48%となり新聞紙程度の反射率
にすることができる。もし、本発明の構造を用いていな
ければ、この開口率の場合約8%程度の反射率でしかな
く、これでは、従来からある偏光板を使った反射型液晶
モードで実現できる反射率よりも低い値である。したが
って、高分子分散型液晶を使う意味は全くなく、高分子
分散型液晶とTFTなどのアクティブマトリックス構造
の組み合わせは無意味になってしまう。それゆえ本発明
の意義は大きい。 (実施例2)つぎに、実施例2を説明する。この実施例
は、実施例1のプリズムシートの代わりに光散乱手段と
して図5の異方性屈折率膜50を用いたもので、そのほ
かの構成は実施例1と同様であるためこの膜を中心に説
明する。以下の実施例では実施例1と同一部分は同一番
号を付しその詳細な説明を省略する。
【0019】この異方性屈折率膜50は、図6に示すよ
うに垂直方向から入った光4は透過光23とし、斜め方
向から入った光21は散乱光60にするという性質を持
っている。それゆえ、前述のプリズムシート17と同様
に、高分子分散型液晶16の下に置けば、OFF時の前
方散乱光60を後方にもっていくことができ、散乱能を
向上させ、白濁状態の反射率を向上させる。それゆえ結
果的に表示装置としてのコントラストを向上させること
ができる。これにより、薄いセル厚の高分子分散型液晶
でもペーパーホワイト感が達成され、TFTやTFDに
よるアクティブマトリックス駆動が可能となりドットマ
トリックス表示が可能となり、実施例1と同様の効果を
奏することができる。さらにこの効果に加え、異方性屈
折率膜50を使用いた場合の特有の効果として、プリズ
ムシートのように画素とのピッチずれを気にすることな
く、液晶セルに張り合わせるだけで、簡単に組み立てら
れることが挙げられる。また、このような異方性屈折率
膜はある種のポリマーフィルムを延伸するだけで製造す
ることができ、プリズムシートより安価である。 (実施例3)この実施例は、実施例1のプリズムシート
の代わりに光散乱手段として図7の空気層72と透明シ
ート71の2層構造を用いたもので、そのほかの構成は
実施例1と同様であるため、この構造を中心に説明す
る。この構造では、高分子分散型液晶セル16からわず
かな空隙72を挟んで薄い透明フィルム71を置くこと
によっても光散乱能を向上させることができる。これ
は、図8のように透明フィルム71の屈折率が空気より
高いため、高分子分散型液晶セル16から出て空隙72
を通った光80が、フイルムの法線方向からある角度
(全反射角Θm)以上の角度でフィルム71に入射(斜
入射光21)しているとフィルム表面で全反射光22に
変えられるからである。それゆえこれも前述の例と同様
に高分子分散型液晶セル16の散乱能を向上させ、反射
率・コントラストを向上させることができ、実施例1と
同様の効果を奏することができる。
【0020】さらにこの効果に加え、空気層72と透明
シート71の2層構造を用いた場合の特有の効果とし
て、プリズムシートや異方性屈折率膜を用いないので、
より安価に製造できるという効果が挙げられる。本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0021】
【発明の効果】本発明により、薄いセル厚の高分子分散
型液晶でもペーパーホワイト感が達成され、低い電圧で
もセルを駆動できるので、アクティブマトリックス駆動
が可能となり、高分子分散型液晶のドットマトリックス
表示が可能となる。それゆえ、明るいペーパーホワイト
表示が実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の断面図
【図2】本発明の実施例1を説明する図
【図3】本発明の実施例1の原理を説明する図
【図4】本発明の実施例1の等価回路図
【図5】本発明の実施例2の断面図
【図6】本発明の実施例2を説明する図
【図7】本発明の実施例3の断面図
【図8】本発明の実施例3を説明する図
【図9】本発明の原理を説明する図
【符号の説明】
1…後方散乱成分 2…前方散乱成分 3…前方直進成分 4…高分子分散型液晶に入射された光 10… 11…ITO電極 12…信号線又は走査線 13…ガラス基板 14…ブラックマトリックス 15…ITO電極 16…高分子分散型液晶 17…プリズムシート

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高分子分散型液晶層と、この高分子分散型
    液晶層を挟む2枚の透光性基板と、前記高分子分散型液
    晶層の透明状態と白濁状態とを、前記高分子分散型液晶
    層に印加する電界の有無で制御する手段と、前記透光性
    基板の外側に形成され前記高分子分散型液晶層が透明状
    態で色表示可能な色付き板とを有する液晶表示装置にお
    いて、前記透光性基板と前記色付き板の間に、光散乱手
    段を具備することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】前記光散乱手段は微小プリズムの集合体の
    シートであることを特徴とする請求項1に記載の液晶表
    示装置。
  3. 【請求項3】前記光散乱手段は異方性屈折率膜であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】前記光散乱手段は空気層と透明シートの積
    層構造であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表
    示装置。
  5. 【請求項5】前記透光性基板は、前記透光性基板上に光
    透過性の画素電極、及び複数の信号線と複数の走査線が
    格子状に配置形成され、各格子の中に薄膜トランジスタ
    が形成され、前記走査線に前記薄膜トランジスタのゲー
    ト電極が接続され、また、前記信号線に前記薄膜トラン
    ジスタのドレイン電極が接続され、前記薄膜トランジス
    タのソース電極に前記画素電極が接続されたアクティブ
    マトリックス基板であることを特徴とする請求項1に記
    載の液晶表示装置。
JP6222775A 1994-09-19 1994-09-19 液晶表示装置 Pending JPH0887006A (ja)

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JP6222775A JPH0887006A (ja) 1994-09-19 1994-09-19 液晶表示装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100259741B1 (ko) * 1996-08-26 2000-06-15 가네꼬 히사시 반사형 액정 표시장치
US6657700B2 (en) 1999-12-15 2003-12-02 Sharp Kabushiki Kaisha Reflection-type and transmission-type liquid crystal display devices
JP2005257908A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Fujitsu Kasei Kk 液晶照明装置
KR100783810B1 (ko) * 2005-11-15 2007-12-10 (재)대구경북과학기술연구원 고분자 분산형 액정 모드를 채용한 액정 표시 장치

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KR100259741B1 (ko) * 1996-08-26 2000-06-15 가네꼬 히사시 반사형 액정 표시장치
US6657700B2 (en) 1999-12-15 2003-12-02 Sharp Kabushiki Kaisha Reflection-type and transmission-type liquid crystal display devices
JP2005257908A (ja) * 2004-03-10 2005-09-22 Fujitsu Kasei Kk 液晶照明装置
KR100783810B1 (ko) * 2005-11-15 2007-12-10 (재)대구경북과학기술연구원 고분자 분산형 액정 모드를 채용한 액정 표시 장치

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