JPH0749485A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH0749485A
JPH0749485A JP5211026A JP21102693A JPH0749485A JP H0749485 A JPH0749485 A JP H0749485A JP 5211026 A JP5211026 A JP 5211026A JP 21102693 A JP21102693 A JP 21102693A JP H0749485 A JPH0749485 A JP H0749485A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
refractive index
electrode
pdlc
black
Prior art date
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Pending
Application number
JP5211026A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinya Kyozuka
信也 経塚
Shigeru Yamamoto
滋 山本
Naoki Hiji
直樹 氷治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP5211026A priority Critical patent/JPH0749485A/ja
Publication of JPH0749485A publication Critical patent/JPH0749485A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧無印加時の白色表示を明るくして、輝度
及びコントラストを高くし、視角依存性のない反射型の
液晶表示装置を提供する。 【構成】 第1のガラス基板1上に形成された黒色電極
22と、第2のガラス電極7上に形成された透明電極6
とが対向して高分子分散液晶(PDLC)5を挟むよう
に構成され、更にPDLC5と黒色電極22との間に低
屈折率の透明な低屈折率透明層3が設けられた反射型の
液晶表示装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反射型の液晶表示装置
に係り、特に黒色表示時に視角依存性がなく、白色表示
時に明るく、輝度及びコントラストが高い液晶表示装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】高分子分散液晶(PDLC)、高分子ネ
ットワーク液晶(PNLC)等の散乱型液晶を用いた液
晶表示装置は、液晶層に電圧が印加されない場合には、
液晶の屈折率(nLC)と高分子マトリクスの屈折率(n
P )の不一致によって光散乱が生じ白濁するものであ
る。また、電圧が印加されている場合には、液晶は電界
方向に配向するため、液晶の屈折率nLCと高分子マトリ
クスの屈折率nP は、ほぼ一致して透明状態となる。
【0003】これらの散乱型液晶を反射型ディスプレイ
に用いた従来例として、散乱型液晶にPDLCを用いた
場合について具体的に説明する。図3は、従来の反射型
液晶表示装置の断面説明図である。
【0004】図3に示すように、従来の液晶表示装置
は、ガラス基板1上に形成された反射電極21と、ガラ
ス基板7上に形成された透明電極6でPDLC5を挟持
した構成となっている。尚、図3中のPDLC5におい
て、球状のものが液晶で、液晶間に満たされているもの
が高分子マトリクスである。そして、その動作は、反射
電極21と透明電極6との両電極間に印加する電圧によ
りPDLC5の白濁状態及び透過状態を制御するもので
ある。
【0005】このように、PDLCをディスプレイに用
いると偏光子が不要なため、従来のツイストネマティッ
ク(TN)、スーパーツイストネマティック(STN)
方式に比べて明るい表示が可能となるものである。
【0006】しかしながら、電圧無印加時にはPDLC
5が光を散乱するので白色表示が得られるが、電圧印加
時にはPDLC5は透明となり、PDLC5の下層の反
射電極21が表示されてしまい、鏡をみているようにな
り非常に見づらいという問題があった。
【0007】この問題を解決するために反射電極を黒色
化する方法が検討されている。この従来の技術として
は、特開平4−250425号公報に反射電極に黒色電
極として真空蒸着カーボンを用いる反射型液晶表示デバ
イスが開示され、また、特開平4−248519号公報
においては反射電極上に誘電体多層膜を配して干渉効果
によって黒色化する液晶電気光学素子が開示されてい
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
4−250425号公報記載の反射型液晶表示デバイス
では、PLDC本来の特性から電圧無印加時におけるP
DLCのディスプレイ表面への後方散乱が十分でなく、
また、ディスプレイ背面へ前方散乱した光は真空蒸着カ
ーボンを用いた黒色電極により吸収されるため白表示が
暗くなり、輝度及びコントラストが低下するという問題
点があった。
【0009】また、特開平4−248519号公報記載
の液晶電気光学素子では、前方散乱した光は反射電極に
よって反射されて入射側に戻ってくるため白表示におけ
る輝度の低下は起こらないが、黒色表示を干渉効果によ
って行っているため、視角方向によっては黒色が紫黒色
又は緑黒色に着色してしまい、コントラストが低下する
という問題点があった。
【0010】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、電圧無印加時の白色表示を明るくして、輝度及びコ
ントラストが高くし、視角依存性のない反射型の液晶表
示装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、液晶表示装置にお
いて、第1の基板上に光を吸収する黒色電極と、低屈折
率の透明な低屈折率透明層とが順に形成され、第2の基
板上に透明電極が形成され、前記黒色電極と前記透明電
極とを対向させて高分子分散液晶を挟むように前記第1
の基板と前記第2の基板を配置したことを特徴としてい
る。
【0012】上記従来例の問題点を解決するための請求
項2記載の発明は、液晶表示装置において、第1の基板
上に光を吸収する光吸収層と、低屈折率の透明な低屈折
率透明層と、第1の透明電極とが順に形成され、第2の
基板上に第2の透明電極が形成され、前記第1の透明電
極と前記第2の透明電極とを対向させて高分子分散液晶
を挟むように前記第1の基板と前記第2の基板を配置し
たことを特徴としている。
【0013】
【作用】請求項1記載の発明によれば、高分子分散液晶
を透明電極と光を吸収する黒色電極とで挟持し、更に高
分子分散液晶と黒色電極との間に低屈折率層を設けた液
晶表示装置としているので、電極への電圧無印加時に高
分子分散液晶で散乱された光が低屈折率層に入射する場
合に、高分子分散液晶の屈折率より低屈折率層の屈折率
が低いため、全反射の角度が小さくなり、入射光の多く
を全反射させることができるため、電圧無印加時の白色
表示を明るくでき、しかも、干渉効果で黒色表示を行わ
ないため、視角に依存せず黒色素直に表示させることが
できる。
【0014】請求項2記載の発明によれば、高分子分散
液晶を第1の透明電極と第2の透明電極とで挟持し、更
に第1の透明電極と第1の基板との間に第1の透明電極
側に低屈折率層を、第1の基板側に光吸収層を設けた液
晶表示装置としているので、電極への電圧無印加時に高
分子分散液晶で散乱された光が低屈折率層に入射する場
合に、高分子分散液晶の屈折率より低屈折率層の屈折率
が低いため、全反射の角度が小さくなり、入射光の多く
を全反射させることができるため、電圧無印加時の白色
表示を明るくでき、しかも、干渉効果で黒色表示を行わ
ないため、視角に依存せず黒色素直に表示させることが
できる。
【0015】
【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図1は、本発明の一実施例に係る反射型液
晶表示装置の断面説明図である。尚、図3と同様の構成
をとる部分については同一の符号を付して説明する。本
実施例(本実施例1)の反射型液晶表示装置は、図1に
示すように、第1のガラス基板1と、光を吸収して電極
にも用いられる黒色電極22と、屈折率が低い低屈折率
透明層3と、高分子分散液晶(PDLC)5と、透明電
極6と、第2のガラス基板7とから構成されている。
【0016】具体的には、実施例1の反射型液晶表示装
置は、第1のガラス基板1上に形成された黒色電極22
と、第2のガラス基板7上に形成された透明電極6とが
PDLC5を挟むように構成され、更にPDLC5と黒
色電極22との間に低屈折率透明層3が設けられた構造
となっている。
【0017】次に、実施例1の反射型液晶表示装置の製
造方法について説明する。図1に示す実施例1の反射型
液晶表示装置の製造方法は、厚さ0.7〜1.1mmの第
1のガラス基板1上にカーボンを真空蒸着して厚さ約
0.5μmの黒色電極22を形成し、その上に低屈折率
透明層3としてMgF2 (屈折率n=1.38)を厚さ
2μm程度にスパッタ法により形成する。尚、低屈折率
透明層3の膜厚は薄いと干渉による着色が生じ、厚いと
駆動電圧が高くなるので、1μm〜5μm程度が望まし
い。
【0018】次に、厚さ0.7〜1.1μmの第2のガ
ラス基板7上に透明電極6としてIndium−Tin
−Oxide(ITO:酸化インジウム・スズ)をスパ
ッタ法により厚さ約0.1μm程度形成する。
【0019】そして、2枚の基板をセルギャップが約1
0μmとなるように貼り合わせた後、ネマティック液晶
とアクリル系の紫外線硬化樹脂の混合物を真空注入し、
その後、紫外線を照射してPDLC5を形成する。
【0020】実施例1の反射型液晶表示装置では、電圧
印加時にはPDLC5は透明状態となり光は直進するた
め、低屈折率層3は用をなさず、黒色電極22で光が吸
収されて表示は黒色となる。また、電圧無印加時にPD
LC5によって散乱された光は、PDLC5と黒色電極
22の間に低屈折率層3が存在するため、PDLC5の
屈折率をnLC、低屈折率層3の屈折率をnとすると、入
射角θi =sin-1(n/nLC)より大きな角度でPD
LC5と低屈折率層3の界面に入射した光は全反射し、
入射側に戻ってくるので明るい白色表示が得られること
になる。
【0021】実施例1では、PDLC5の屈折率nLC
1.5〜1.7であるので、例えば、nLC=1.5と
し、低屈折率層3の屈折率n=1.38として、入射角
θi の計算を行うとθi =74.4゜となり、この入射
角より大きい角度で入射する光は全反射することにな
る。
【0022】実施例1の反射型液晶表示装置では、低屈
折率透明層3がない時に比べると白色表示時の輝度が3
3%向上して白色表示を明るくでき、また、黒色表示時
において干渉効果を利用していないため視角依存性がな
く、視角方向による着色は見られず、輝度及びコントラ
ストを高くできる効果がある。
【0023】次に、本発明の別の実施例(実施例2)に
ついて図2を使って説明する。図2は、本発明の別の実
施例(実施例2)に係る反射型液晶表示装置の断面説明
図である。尚、図1の反射型液晶表示装置と同様の構成
をとる部分については同一の符号を付して説明する。実
施例2の反射型液晶表示装置は、第1のガラス基板1
と、光を吸収する光吸収層23と、低屈折率透明層3′
と、第1の透明電極4と、PDLC5と、第2の透明電
極6′と、第2のガラス基板7とから構成されている。
【0024】具体的には、実施例2の反射型液晶表示装
置は、第1のガラス基板1上に光吸収層23と低屈折率
層3′を介して形成された第1の透明電極4と、第2の
ガラス基板7上に形成された第2の透明電極6′とがP
DLC5を挟むように構成されている。
【0025】次に、実施例2の反射型液晶表示装置の製
造方法について説明する。実施例2の反射型液晶表示装
置の製造方法は、厚さ0.7〜1.1mmの第1のガラス
基板1上にカーボンを含有したアクリル系樹脂を厚さ約
1μm程度にスピン塗布し、その後に焼成して光吸収層
23を形成し、その上に低屈折率透明層3′として屈折
率n=1.34のフッソ系樹脂を厚さ約2μm程度スピ
ン塗布し、その後に焼成して形成し、更にその上にIT
Oをスパッタ法により厚さ約0.1μm形成してフォト
リソエッチングで第1の透明電極4をパターニングす
る。その他の部分の形成は実施例1と同様であるので省
略する。
【0026】実施例2の反射型液晶表示装置によれば、
低屈折率透明層3′の膜厚に関係なくPDLC5に印加
する駆動電圧を一定とすることができる効果がある。こ
こで、PDLC5の屈折率nLC=1.5、低屈折率透明
層3′の屈折率n=1.34として全反射する入射角θ
i を計算すると、θi =70.3゜となり、この入射角
より大きい角度で入射する光は全反射することになる。
【0027】実施例2の反射型液晶表示装置では、低屈
折率透明層3′がない時に比べると白色表示時の輝度が
36%向上して白色表示を明るくでき、また、黒色表示
時において干渉効果を利用していないため視角依存性が
なく、視角方向による着色はみられず、輝度及びコント
ラストを高くできる効果がある。
【0028】ここでは、散乱型液晶としてPDLCを用
いた場合について述べたが、これに限定されるものでは
なく、PNLC、Nematic Curvilinear Aligned Phase
(NCAP)、動的散乱モード、ネマティック−コレス
テリック相転移モードといった他の散乱型液晶を用いて
も同様な効果が得られる。
【0029】従って、実施例1、2の反射型液晶表示装
置によれば、黒色表示を干渉効果に依っていないため視
角依存性がなく、また、白色表示時に低屈折率透明層
3、3′に入射する光の多くを全反射させることで明る
くすることができ、輝度及びコントラストを高くできる
効果がある。
【0030】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、高分子分
散液晶を透明電極と光を吸収する黒色電極とで挟持し、
更に高分子分散液晶と黒色電極との間に低屈折率層を設
けた液晶表示装置としているので、電極への電圧無印加
時に高分子分散液晶で散乱された光が低屈折率層に入射
する場合に、高分子分散液晶の屈折率より低屈折率層の
屈折率が低いため、全反射の角度が小さくなり、入射光
の多くを全反射させることができるため、電圧無印加時
の白色表示を明るくでき、しかも、干渉効果で黒色表示
を行わないため、視角に依存せず黒色素直に表示させる
ことができ、輝度及びコントラストを向上させることが
できる効果がある。
【0031】請求項2記載の発明によれば、高分子分散
液晶を第1の透明電極と第2の透明電極とで挟持し、更
に第1の透明電極と第1の基板との間に第1の透明電極
側に低屈折率層を、第1の基板側に光吸収層を設けた液
晶表示装置としているので、電極への電圧無印加時に高
分子分散液晶で散乱された光が低屈折率層に入射する場
合に、高分子分散液晶の屈折率より低屈折率層の屈折率
が低いため、全反射の角度が小さくなり、入射光の多く
を全反射させることができるため、電圧無印加時の白色
表示を明るくでき、しかも、干渉効果で黒色表示を行わ
ないため、視角に依存せず黒色素直に表示させることが
でき、輝度及びコントラストを向上させることができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る反射型液晶表示装置
の断面説明図である。
【図2】 別の実施例の反射型液晶表示装置の断面説明
図である。
【図3】 従来の反射型液晶表示装置の断面説明図であ
る。
【符号の説明】
1…第1のガラス基板、 21…反射電極、 22…黒
色電極、 23…光吸収層、 3,3′…低屈折率透明
層、 4…第1の透明電極、 5…PDLC、6…透明
電極、 6′…第2の透明電極、 7…第2のガラス基

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の基板上に光を吸収する黒色電極
    と、低屈折率の透明な低屈折率透明層とが順に形成さ
    れ、第2の基板上に透明電極が形成され、前記黒色電極
    と前記透明電極とを対向させて高分子分散液晶を挟むよ
    うに前記第1の基板と前記第2の基板を配置したことを
    特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 第1の基板上に光を吸収する光吸収層
    と、低屈折率の透明な低屈折率透明層と、第1の透明電
    極とが順に形成され、第2の基板上に第2の透明電極が
    形成され、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極と
    を対向させて高分子分散液晶を挟むように前記第1の基
    板と前記第2の基板を配置したことを特徴とする液晶表
    示装置。
JP5211026A 1993-08-04 1993-08-04 液晶表示装置 Pending JPH0749485A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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