JPH1144883A

JPH1144883A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1144883A
Application number: JP9215473A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kurosawa; 比呂史黒沢
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1997-07-28
Filing date: 1997-07-28
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型構造化を達成でき、しかも明状態および
暗状態の両方の状態においても良好なコントラストが得
られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶セル１２の前に前偏光板１３を配置
し、液晶セル１２の後方に有機ＥＬ発光層２９を前透明
電極２８と後反射電極とで挟んでなるバックライト９を
配置する。有機ＥＬ発光層２９は、2,5−ジノニルオキ
シ−ｐ−フェニレンビニレン重合体で形成されている。
この有機ＥＬ発光層２９は、所定方向に向けてラビング
処理が施されることにより１軸配向されており、偏光性
および１軸発光性をもつ。このため、液晶セル１２の後
方に別途偏光板を配置する必要がなく、液晶表示装置の
薄型化を達成することができると共に、反射型および透
過型として用いることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
関し、さらに詳しくは、透過型および反射型の両方の機
能を備えた液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型軽量化が可能であ
るため、種々の電子機器の表示装置として使用されてい
る。近年では、情報化が個人のレベルまで浸透し始めて
おり、携帯用パソコン（ノート型パソコン）や、携帯情
報端末などが普及している。このような電子機器は、携
帯用であるため電力消費を極力抑える必要がある。この
ため、携帯用電子機器では、バックライトを無くしてこ
れに必要とされる電力を削減した、反射型の液晶表示装
置が用いられている。しかし、このような液晶表示装置
は、外光が明るい昼間（明状態）においては良好なコン
トラストを得ることができるが、暗い場所や夜間（暗状
態）では表示を見ることができない。一方、バックライ
トを備えた透過型の液晶表示装置においては、暗状態で
バックライトの輝度で充分なコントラストを得ることが
できるのに対し、明状態ではバックライトの輝度では良
好なコントラストを得ることができない。そこで、図１
２に示すような、反射型表示機能と透過型表示機能とを
備えた液晶表示装置が開発されている。この液晶表示装
置は、同図に示すように、液晶セル１の前方に前偏光板
２、液晶セル１の後方に後偏光板３を備え、後偏光板３
の後方に半透過半反射板（ハーフミラー）４が配置さ
れ、さらにこの半透過半反射板４の後方にバックライト
５（ランプ６と導光板７などで構成される）が配置され
ている。半透過半反射板４は、入射する光の一部を透過
し、残りの光を反射する機能を持っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た液晶表示装置では、半透過半反射板４やバックライト
５がいずれも厚い構造であるため、薄型構造化を阻む要
素となっていた。また、上記した液晶表示装置では、図
１２に示すように、外光Ａを起源とする入射光Ａ１の一
部（Ａ３）が半透過半反射板４を透過してしまうため、
反射光Ａ２の光量が減少してしまい良好なコントラスト
をとれないという問題がある。一方、暗状態で用いるバ
ックライト３を起源とする照明光Ｂは、半透過半反射板
４を通過することにより、光量が大幅に減少して照明光
Ｂ１になる。すなわち、バックライト５からの光を効率
よく表示に用いることができない。このため、暗状態に
おいて、良好なコントラストを得るにはバックライト５
の発光性能を上げることが要求され、消費電力が増加
し、特に携帯用液晶表示装置において、連続表示時間が
短くなるという問題を避けることができない。

【０００４】この発明が解決しようとする課題は、薄型
構造化を達成でき、しかも明状態および暗状態の両方の
状態においても良好なコントラストが得られる液晶表示
装置得るにはどのような手段を講じればよいかという点
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
液晶表示装置であって、前透明基板と後透明基板とが相
対向するように配置され、前記両透明基板間に液晶が封
止されると共に、前記前透明基板側に前偏光板が配置さ
れ、前記後透明基板側に偏光性および１軸発光性を備え
るバックライトが配置されたことを特徴としている。

【０００６】請求項１記載の発明では、バックライトが
偏光性および１軸発光性を有するため、後透明基板の後
方に別途偏光板を必要としない。このため、バックライ
トの薄型化、延いては液晶表示装置の薄型化を達成する
ことが可能となる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の液
晶表示装置であって、前記バックライトは、光透過性を
有する前電極と、光反射性を有する後電極との間に有機
ＥＬ発光層が介在されてなることを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明では、有機ＥＬ発光層
を用いることにより、極めて薄いバックライトを実現す
ることができる。また、前電極が光透過性を有し、後電
極が光反射性を有するため、有機ＥＬ発光層を偏光板と
して用いることができる。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の液
晶表示装置であって、前記有機ＥＬ発光層は、主鎖にπ
共役結合を有する高分子材料でなり、かつ所定方向に１
軸配向処理が施されていることを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明では、主鎖にπ共役結
合を有する高分子材料でなる有機ＥＬ発光層とすること
により、１軸配向処理で偏光性および１軸発光性を有す
る膜を形成することが可能となる。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の液
晶表示装置であって、高分子材料は、チオフェン、３−
ｎ−ヘキシルチオフェンなどのアルキルチオフェン、ベ
ンゼン、フェニレンビニレン、チェニレンビニレン、ピ
ロール、フラン、アニリン、フルオレン、カルバゾール
などの導電性有機材料、およびこれらの誘導体、および
スチレン、アリルベンゼンなどのアレーン、およびその
誘導体、およびこれらの金属錯体のうち、いずれかを重
合してなることを特徴としている。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１〜請求項
４のいずれかに記載の液晶表示装置であって、前記液晶
は、反強誘電性液晶であることを特徴としている。

【００１３】請求項５記載の発明では、反強誘電性液晶
を用いることで、前偏光板や有機ＥＬ発光層の透過軸に
対して所定角度を持たせて液晶分子の配列方向を設定す
ることが可能になり、液晶セル側とバックライト側との
相対的な回転移動しなくても、反射型、透過型いずれも
同じネガポジ表示が可能となり、操作性を向上させるこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示装置
の詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。（実施形態１）図１は、本発明に係る液晶表示装置の実
施形態１を示す断面説明図である。同図中１１は液晶表
示装置であり、主に、ＴＮ（ツイステッドネマティッ
ク）モードに設定された液晶セル１２と前偏光板１３と
偏光作用を備えるバックライト９とから構成されてい
る。

【００１５】液晶セル１２は、相対向する前透明基板１
４と後透明基板１５との間に液晶１６が封止されて大略
構成されている。まず、後透明基板１５側の構成を説明
すると、例えばガラスでなる後透明基板１５の前面に所
定の配列をなすように画素電極１７がＩＴＯ（indium t
in oxide）で形成されている。また、画素電極１７は、
それぞれの近傍に配置、形成された薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴという）１８に接続されている。なお、
図１においては、ゲートライン、ドレインラインおよび
ソース電極などの図示を省略している。ＴＦＴ１８は、
パッシベーション膜１９で覆われ、これらの画素電極１
７やＴＦＴ１８などを覆うように表示領域全体に後配向
膜２０が形成されている。

【００１６】前透明基板１４側の構成は、ガラスでなる
前透明基板１４の後面にブラックマスク２１が画素領域
を囲むようなパターンに形成されている。また、画素領
域に対応する位置には、所定の色配列をなすようにそれ
ぞれカラーフィルタ層２２が配置されている。さらに、
ブラックマスク２１およびカラーフィルタ層２２を覆う
ように表示領域全体に保護膜２３が形成されている。そ
して、保護膜２３の後面側にはＩＴＯでなる共通電極２
４が表示領域全体に形成され、共通電極２４の後面側に
は前配向膜２５が表示領域全体に形成されている。この
ような構成の前透明基板１４側と後透明基板１５側と
は、前配向膜２５と後配向膜２０とが向き合った状態
で、シール材２６が表示領域を囲むように両配向膜間に
介在されて貼り合わされている。さらに、前透明基板１
４と後透明基板１５とシール材２６とで形成される空隙
には、液晶１６が封止されている。

【００１７】このような構成の液晶セル１２の前透明基
板１４の前面には、前偏光板１３が配置されている。ま
た、後透明基板１５の後方には、バックライト９が配置
されている。バックライト９は、ガラスでなるＥＬ基板
２７の後面に、液晶セル１２の表示領域と略同一面積お
よび同一形状の前透明電極２８、有機ＥＬ発光層２９、
後反射電極３０が順次形成されてなる。本実施形態で
は、前透明電極２８が例えばＩＴＯなどの透明電極材料
で形成され、後反射電極３０が光反射性を有する金属材
料で形成されている。

【００１８】そして、本実施形態では、バックライト９
の有機ＥＬ発光層２９が、下記の構造式で表される2,5
−ジノニルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン重合体で形
成されている。この有機ＥＬ発光層２９は、所定方向に
向けてラビング処理が施されることにより１軸配向され
ている。

【化１】

【００１９】図２を用いて有機ＥＬ発光層２９の光学的
特性を説明する。図２は、この有機ＥＬ発光層２９にお
けるラビング方向の吸光度Ａｐとラビング方向に垂直な
方向の吸光度Ａｖを示すグラフである。このグラフか
ら、ラビング方向に平行な方向の振動面を有する光は有
機ＥＬ発光層２９に吸収され、ラビング方向に垂直な方
向の振動面の光は有機ＥＬ発光層２９での吸収が低く
い。すなわち、ラビング方向に垂直な方向の振動面の光
は、有機ＥＬ発光層２９を透過する。このように、有機
ＥＬ発光層２９には１軸偏光作用がある。

【００２０】また、本実施形態におけるバックライト９
の前透明電極２８と後反射電極３０との間に電界を印加
した場合の有機ＥＬ発光層２９の電界発光強度は、図３
にのグラフに示す通りである。同図中、Ｅｐはラビング
方向に平行な方向の発光強度（輝度）であり、Ｅｖはラ
ビング方向に垂直な方向の発光強度を示している。すな
わち、有機ＥＬ発光層２９からラビング方向に平行な方
向の振動面を有する光の発光量は大きく、ラビング方向
に垂直な方向の振動面の光は有機ＥＬ発光層２９からの
発光量が小さい。このように、有機ＥＬ発光層２９は、
１軸発光作用を有する。

【００２１】本実施形態の液晶表示装置１１を反射型と
して用いる場合は、前偏光板１３の透過軸と、液晶セル
１２の前後配向膜２５、２０のラビング方向（前後透明
基板のそれぞれの近傍における液晶分子配向方向）と、
有機ＥＬ発光層２９の透過軸と、の相対的な関係が図４
に示す関係になるようにすればよい。同図中、１３ａは
前偏光板１３の透過軸、２５ａは前配向膜２５のラビン
グ方向、２０ａは後配向膜２０のラビング方向、２９ａ
は有機ＥＬ発光層２９の透過軸、２９ｂは有機ＥＬ発光
層２９のラビング方向を示している。

【００２２】また、図５は本実施形態の液晶表示装置１
１を透過型として用いる場合の前偏光板１３の透過軸
と、液晶セル１２の前後配向膜２５、２０のラビング方
向（前後透明基板のそれぞれの近傍における液晶分子配
向方向）と、有機ＥＬ発光層２９の発光軸２９ｃと、の
相対的な関係を示している。このように、本実施形態の
液晶表示装置１１を透過型として用いる場合、発光軸２
９ｃがラビング方向２９ｂ又は２９’と同一であるた
め、反射型と透過型のネガポジ表示を統一する場合、図
４に示したように反射型として用いる場合と比較してバ
ックライト９を９０度回転した状態にする必要がある。
このため、液晶セル１２とバックライト９とは、互いに
９０度回転した状態で重なり合う形状、例えば正方形、
円形などに予め設定しておく必要がある。また、本実施
形態においては、液晶セル１２とバックライト９とが透
過型としての状態に回転されたときに、バックライト９
の前透明電極２８と後反射電極３０との間に電界を印加
し、透過型としての状態から反射型としての状態へ回転
操作されたときに、電界の印加を停止するスイッチ手段
を備える構成としてもよい。さらに、図５に示すような
関係を満足するように液晶セル１２とバックライト９と
を固定してもよく、この場合は液晶表示装置１１を透過
型としてのみ用いることができる。また、反射型と透過
型のネガポジ表示を逆にする場合は、バックライト９を
回転させる必要はない。

【００２３】次に、本実施形態の液晶表示装置１１の作
用・動作について説明する。液晶表示装置１１を反射型
として用いる場合には、バックライト９をオフ状態にし
ておく。また、前偏光板１３の透過軸と、液晶セル１２
の前後配向膜２５、２０のラビング方向（前後透明基板
のそれぞれの近傍における液晶分子配向方向）と、有機
ＥＬ発光層２９の透過軸と、の相対的な関係が図４に示
すような状態となるように設定する。まず、画素電極１
７と共通電極２４との間に電界が印加されていない場
合、外光が前偏光板１３に入射すると、前偏光板１３を
通過した直線偏光は液晶１６に沿って旋光し、前偏光板
１３の透過軸１３ａから９０度ずれた位相となり、バッ
クライト９の有機ＥＬ発光層２９の透過軸２９ａの方向
と一致する。このため、有機ＥＬ発光層２９に入射した
直線偏光は、後反射電極３０で反射され、有機ＥＬ発光
層２９や、液晶セル１２を通過し、前偏光板１３から出
射される。このとき、所定のカラーフィルタ層２２を通
過することにより、出射光の波長域を設定することがで
きる。また、画素電極１７と共通電極２４との間に電界
が印加されている場合には、前偏光板１４から入射した
直線偏光が有機ＥＬ発光層２９の透過軸を透過できず、
光の通過が遮蔽される。

【００２４】また、本実施形態の液晶表示装置１１を透
過型として用いる場合には、前偏光板１３の透過軸と、
液晶セル１２の前後配向膜２５、２０のラビング方向
（前後透明基板のそれぞれの近傍における液晶分子配向
方向）と、有機ＥＬ発光層２９の発光軸２９ｃと、の相
対的な関係を図５に示すような状態に設定すると共に、
バックライト９をオン状態にする。この場合、発光光源
としての有機ＥＬ発光層２９自体が１軸偏光された発光
を行うため、液晶セル１２の後方には別途偏光板を要し
ない。この液晶表示装置１１を透過型として用いる場合
においても、画素電極１７と共通電極２４との間に電界
が印加されていない状態で光を透過させることができ
る。

【００２５】上記したように、本実施形態においては、
有機ＥＬ発光層２９が１軸偏光作用を有するため、別途
偏光板を配置する必要がなく、液晶表示装置１１全体を
薄型にすることができる。特に、有機ＥＬ発光層２９は
極めて薄い膜厚で発光機能を発揮するため、バックライ
ト９の薄型化を達成することができる。そして、一般に
低い光透過率の偏光板を１枚設ければいいだけなので、
透過型の時の印加電圧に対する輝度効率が高い。なお、
本実施形態においては、バックライト９をＥＬ基板２７
に設けたが、後透明基板１５に直接設ける構成としても
よい。

【００２６】（実施形態２）図６は、本発明に係る液晶
表示装置の実施形態２を示す断面説明図である。本実施
形態の液晶表示装置において上記した実施形態１の液晶
表示装置１１と同一部分には、同一の符号を付して説明
を省略する。

【００２７】まず、本実施形態の液晶表示装置１１にお
いては、液晶表示モードが電界制御複屈折（ＥＣＢ）モ
ードを適用しており、これに伴って液晶１６の種類も適
宜選択されている。前配向膜２５と後配向膜２０との間
には、所定方向に初期配向された液晶１６が介在され、
液晶１６の分子は、配向膜２５、２０の上における配向
方向を配向膜２５、２０で規制され、これら配向膜２
５、２０に対し僅かなプレチルト角で傾斜した状態で、
一方の基板から他方の基板側に向かって７５°±１０°
のツイスト角で所定の方向にツイスト配向している。

【００２８】そして、この液晶表示装置１１において
は、液晶１６の屈折率異方性△ｎと液晶層厚ｄとの積で
ある△ｎｄの値と、前偏光板１３および有機ＥＬ発光層
２９の透過軸の向きを、入射光が白色光であるときの出
射光の色が、液晶セル１２の両基板１４、１５の電極２
４、１７間に印加する電圧に応じて、少なくとも赤、
緑、青、黒、白に変化するように設定している。

【００２９】図７は、上記した液晶表示装置１１に液晶
分子の配向状態と、前偏光板１３と有機ＥＬ発光層２９
の透過軸の向きを液晶表示装置１１の表面側から見た図
であり、この実施形態では、液晶セル１２の△ｎｄの値
を８００ｎｍ〜１１００ｎｍに設定すると共に、前偏光
板１３、有機ＥＬ発光層２９はそれぞれの透過軸１３
ａ、２９ａを次のような向きにして配置されている。

【００３０】すなわち、図７に示すように、液晶セル１
２の後配向膜２０近傍における液晶分子配向方向（後配
向膜２０のラビング方向）２０ａは、液晶セル１２の横
軸Ｓに対して右回りに５２.５°±５°の方向、前配向
膜２５の近傍における液晶分子配向方向（前配向膜２５
のラビング方向）２５ａは、横軸Ｓに対して左回りに５
２.５±５°の方向にあり、液晶分子は、そのツイスト
方向を破線矢印で示したように、後配向膜２０から前配
向膜２５に向かって右回りに７５°±１０°のツイスト
角でツイスト配向している。

【００３１】そして、液晶セル１２の後配向膜２０近傍
の液晶分子配向方向２０ａを０°の方向とすると、液晶
セル１２の後方の有機ＥＬ発光層２９の透過軸２９ａ
は、前記液晶分子のツイスト方向を逆方向に５２.５°
±３°の方向にあり、液晶セル１２の前透明基板１４側
に配置した前偏光板１３の透過軸１３ａは、前記ツイス
ト方向と逆方向に４７.５°±３°の方向にある。

【００３２】本実施形態の液晶表示装置１１は、液晶セ
ル１２の液晶層の複屈折作用と対をなす前偏光板１３と
有機ＥＬ発光層２９の偏光作用とを利用して光を着色す
るもので、この液晶表示装置１１においては、前偏光板
１３を透過して入射した直線偏光が、液晶セル１２を通
る過程でその液晶層の複屈折作用により偏光状態を変え
られ、各波長光がそれぞれ偏光状態の異なる楕円偏光と
なって有機ＥＬ発光層２９へ入射し、この有機ＥＬ発光
層２９を透過した光が、その光を構成する各波長光の光
強度の比に応じた色の着色光になり、この着色光が後反
射電極３０で反射され、有機ＥＬ発光層２９と液晶セル
１２と前偏光板１３とを順に透過して液晶表示装置１１
の表面側に出射する。

【００３３】なお、後反射電極３０で反射された光は、
表面側に出射する過程で、液晶セル１２の液晶層により
入射時とは逆の経路で複屈折作用を受け、入射時とほぼ
同じ直線偏光となって前偏光板１３に入射するため、前
偏光板１３を透過して出射する光は、後反射電極３０で
反射された光とほとんど変わらない着色光である。

【００３４】そして、液晶セル１２の液晶層の複屈折作
用は、この液晶層への印加電圧に応じた液晶分子の配向
状態の変化によって変化し、それにともなって有機ＥＬ
発光層２９に入射する光の偏光状態が変化するため、こ
の有機ＥＬ発光層２９を透過する各波長光の光強度に応
じて光の着色が変化する。

【００３５】すなわち、液晶セル１２の共通電極２４と
画素電極１７との間に電圧を印加すると、液晶分子がツ
イスト配向状態を保ちつつ立ち上がり配向し、この液晶
分子の立ち上がり角が大きくなるにつれて液晶層の複屈
折作用が小さくなるが、液晶セル１２の液晶層の複屈折
作用が変化すると、液晶セル１２を透過して有機ＥＬ発
光層２９に入射する光の偏光状態が変化するため、この
有機ＥＬ発光層２９を透過する各波長光の光強度の比に
応じて比にの着色が変化し、その光が後反射電極３０で
反射されて液晶セル１２の表面側に出射する。

【００３６】以上、本実施形態の液晶表示装置１１を反
射型として用いる場合について説明したが、透過型とし
て用いることも可能である。反射型と透過型のネガポジ
表示を統一する場合、有機ＥＬ発光層２９の発光軸は、
図７における透過軸２９ａと同方向になるようにバック
ライト９を回転移動させる必要がある。なお、本実施形
態の液晶表示装置１１では、ＥＬ基板２７にバックライ
ト９を設けたが、図８に示すように後透明基板１５へ直
接バックライト９を設ける構成としてもよい。また、反
射型と透過型のネガポジ表示を逆にする場合は、バック
ライト９を回転させる必要はない。

【００３７】本実施形態の液晶表示装置１１において
は、上記した実施形態１の作用・効果に加えて、カラー
フィルタ層が存在しないため、光の透過率を向上させる
ことができる。

【００３８】（実施形態３）図９は、本発明に係る液晶
表示装置の実施形態３の透過軸、発光軸および液晶の配
向方向の関係を示す説明図である。なお、本実施形態の
液晶表示装置の構造は、上記した実施形態２の液晶表示
装置１１と略同様であるため、同一部分には同一の符号
を付して説明する。以下、本実施形態における上記実施
形態２と異なる部分について説明する。この液晶表示装
置１１は、液晶１６として反強誘電性液晶を封止した液
晶セル１２の、前方に前偏光板１３、後方にバックライ
ト９を配置した構成である。なお、バックライト９の構
成部材は、上記した実施形態１および実施形態２と同様
である。

【００３９】本実施形態においては、前配向膜２５と後
配向膜２０とが互いに対向する面に、図示しないが、ス
メクティック層構造をなす反強誘電性液晶のスメクティ
ック層構造の法線の方向を規制するための配向処理が施
されている。

【００４０】ここで、図１０に示すモデル図を用いて反
強誘電性液晶の分子配列状態について説明する。１０は
液晶分子、１０ａ、１０ｂは液晶分子１０の自発分極の
向きを示している。同図に示すように、反強誘電性液晶
は、スメクティック層構造の法線Ｌに対しあるチルト角
θ（例えば２２.５°）で傾いた方向に液晶分子が配列
する性質をもっており、その分子配列状態いは、以下に
説明する３つの安定状態がある。

【００４１】第１の安定状態は、液晶層に一方向の極性
の強い電界が印加されたときの状態であり、このとき
は、液晶分子の自発分極が印加電界と作用して、図１０
（ａ）のように、全ての液晶分子がスメクティック層構
造の法線Ｌに対し一方向に上記チルト角θで一様に配列
する。

【００４２】第２の安定状態は、液晶層に逆方向の極性
の強い電界が印加されたときの状態であり、このとき
は、液晶分子の自発分極が逆方向電界と作用して液晶分
子が反転し、図１０（ｃ）のように、全ての液晶分子が
スメクティック層構造の法線Ｌに対し上記第１の安定状
態とは逆方向に上記チルト角で一様に配列する。

【００４３】第３の安定状態は、無電界時または弱い電
界が印加されたときの状態であり、この状態では、図１
０（ｂ）のように、液晶分子がスメクティック層構造の
法線Ｌに対し同じチルト角θで交互に逆向きに配列（各
層ごとに互い違いの向きで配列）する。したがって、無
電界または弱い電界が印加された状態における液晶層全
体での液晶分子の平均的な配列方向はスメクティック層
構造の法線Ｌ方向にある。

【００４４】本実施形態では、図９に示すように、液晶
１６に一方向に極性の強い電界（Ｅａ）が印加されたと
き（第１の安定状態）に法線Ｌに対して−θの角度をな
す第１の配列方向１６ａが前偏光板１３の透過軸１３ａ
とほぼ平行をなすように設定されている。また、液晶１
６の第１の安定状態と逆方向に極性の強い電界（Ｅｃ）
が印加されたとき（第２の安定状態）に法線Ｌに対して
＋θの角度をなす第２の配列方向１６ｃが配列方向１６
ａ（透過軸１３ａ）に対して２θ（例えば４５°）をな
すように設定されている。さらに、液晶１６が無電界時
または弱い電界（Ｅｂ）が印加されたときの状態（第３
の安定状態）の平均的な配列方向である第３の配列方向
１６ｂが法線Ｌと同方向になるように設定されている。
なお、前配向膜２５、後配向膜２０の配向処理は、液晶
１６が上記した第１〜第３の配列方向を取り得るように
所定方向に配向処理が施されている。また、バックライ
ト９を構成する有機ＥＬ発光層２９の透過軸２９ａは前
偏光板１３の透過軸１３ａと平行をなすように設定さ
れ、発光軸２９ｃは前偏光板１３の透過軸１３ａと垂直
をなす方向となる。

【００４５】以上、本実施形態に特有の構成について説
明したが、他の構成は上記した実施形態２と同様であ
る。

【００４６】本実施形態の液晶表示装置を反射型として
用いる場合は、バックライト９の電源をオフ状態にして
用いる。前偏光板１３を透過する直線偏光は、液晶１６
が第１の配列方向１６ａをとる第１の安定状態にあると
きに一番透過し易くなる。そして、液晶セル１２を透過
した直線偏光は、有機ＥＬ発光層２９の透過軸２９ａを
透過して後反射電極３０で反射されて透過軸２９ａ、液
晶セル１２、前偏光板１３を透過して前方に出射され
る。また、液晶１６が第３の配列方向１６ｂをとる第３
の安定状態にあるときは、第１の安定状態より透過しに
くい状態となる。さらに、液晶１６が第２の配列方向１
６ｃをとる第２の安定状態にあるときは、第３の安定状
態より光の透過が困難になる。このように、液晶１６に
印加する電界を制御することにより液晶表示装置の階調
表示を行うことが可能になる。

【００４７】また、本実施形態の液晶表示装置を透過型
として用いる場合は、バックライト９をオン状態にして
用いる。ここで、有機ＥＬ発光層２９の発光軸２９ｃで
あるため、バックライト９から発生された１軸発光は、
液晶１６の配列方向が第２の配列方向１６ｃであるとき
に液晶１６中を透過し易くなる。また、液晶１６の配列
方向が第３の配列方向１６ｂのときは、第２の配列方向
のときより透過しにくくなる。さらに、第１の配列方向
１６ａのときは、第３の配列方向１６ｂのときよりも透
過しにくくなり、暗い表示となる。このように、液晶表
示装置を透過型として用いる場合においても、階調表示
を行うことが可能となる。なお、透過型として用いる場
合には、液晶１６中の光透過率が低いため、バックライ
ト９の出力を高めにすることが必要となる。

【００４８】本実施形態の液晶表示装置では、反強誘電
性液晶を用いたため、有機ＥＬ発光層２９の発光軸、透
過軸の方向に起因してバックライト９側と液晶セル１２
側とを相対的に回転移動する必要がなく、電界の状態を
制御するだけでよいため、透過型と反射型との切り換え
操作が容易となる。また、本実施形態においても、有機
ＥＬ発光層２９が極めて薄くてよいため、バックライト
９の薄型化を達成することができる。

【００４９】（実施形態４）図１１は、本発明に係る液
晶表示装置の実施形態４の透過軸、発光軸および液晶の
配向方向の関係を示す説明図である。なお、本実施形態
では、上記した実施形態３に対して液晶１６の配列方向
の設定のみが異なるものであるため、液晶１６の配列方
向の説明して、他の構成の説明は省略する。

【００５０】本実施形態では、スメクティック層構造の
法線Ｌと同方向である第３の配列方向１６ｂが前偏光板
１３の透過軸１３ａと垂直をなすように設定されてい
る。また、第１の配列方向１６ａが第３の配列方向１６
ｂに対して−θの角度をなすように設定されている。さ
らに、第２の配列方向１６ｃが第３の配列方向１６ｂに
対して＋θの角度をなすように設定されている。

【００５１】本実施形態の液晶表示装置を反射型として
用いる場合は、外光が前偏光板１３の透過軸１３ａを透
過して直線偏光され、この直線偏光は液晶１６が第１の
配列方向１６ａまたは第２の配列方向１６ｃに制御され
ているときに旋光されて液晶セル１２を透過し、有機Ｅ
Ｌ発光層２９の透過軸２９ａを透過して後反射電極３０
で反射される。この反射光は、有機ＥＬ発光層２９、液
晶セル１２、前偏光板１３を透過して前方へ出射され明
状態の表示となる。また、液晶１６が第３の配列方向１
６ｂのときは、前偏光板１３の透過軸１３ａと垂直とな
るため、液晶１６で光が遮蔽されるため暗状態の表示と
なる。

【００５２】また、本実施形態の液晶表示装置を透過型
として用いる場合は、バックライト９をオン状態にして
用いる。有機ＥＬ発光層２９から出射された１軸発光
（発光軸は２９ｃ）は、液晶１６が第１の配列方向１６
ａまたは第２の配列方向１６ｃをとるように制御されて
いる場合、旋光されて液晶セル１２、前偏光板１３を透
過して前方に出射され明状態の表示となる。一方、液晶
１６が第３の配列方向１６ｂに制御されている場合、有
機ＥＬ発光層２９からの発光は液晶１６を透過して前偏
光板１３に至るが透過軸１３ａと垂直をなすため、前偏
光板１３で吸収されて、前偏光板１３より前方へ出射さ
れることがなく、暗状態の表示となる。本実施形態にお
いては、反射型、透過型いずれも同じネガポジ表示がで
きる。

【００５３】本実施形態においても、透過型と反射型と
を切り換えて用いる場合に、上記した実施形態３と同様
にバックライト９と液晶セル１２とを相対的に回転移動
させる必要がなく、操作が容易になるという利点があ
る。そして、一般に低い光透過率の偏光板を１枚設けれ
ばいいだけなので、透過型の時の印加電圧に対する輝度
効率が高い。

【００５４】以上、実施形態１〜実施形態４について説
明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく構
成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば、
上記した各実施形態では、バックライト９の有機ＥＬ発
光層２９が2,5−ジノニルオキシ−ｐ−フェニレンビニ
レン重合体で構成したが、チオフェン、３−ｎ−ヘキシ
ルチオフェンなどのアルキルチオフェン、ベンゼン、フ
ェニレンビニレン、チェニレンビニレン、ピロール、フ
ラン、アニリン、フルオレン、カルバゾールなどの導電
性有機材料、およびこれらの誘導体、スチレン、アリル
ベンゼンなどのアレーン、およびその誘導体、およびこ
れらの金属錯体、のうち、いずれかを重合してなる材料
を用いることができる。また、本実施形態においては、
有機ＥＬ発光層２９のみを用いたが、電子輸送層や正孔
輸送層などを備える構成としても勿論よい。

【００５５】また、本実施形態においては、有機ＥＬ発
光層２９の配向処理としてラビング処理を行ったが、配
向性を具備させる処理であればこれに限定されるもので
はない。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、薄型構造化を達成でき、しかも明状態およ
び暗状態の両方の状態においても良好なコントラストが
得られる液晶表示装置を実現するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態１の断面
説明図。

【図２】実施形態１の有機ＥＬ発光層の光透過特性を表
すグラフ。

【図３】実施形態１の有機ＥＬ発光層の１軸発光性を表
すグラフ。

【図４】実施形態１の液晶表示装置を反射型として用い
る場合の、前偏光板１３の透過軸と、液晶セル１２の前
後配向膜２５、２０のラビング方向と、有機ＥＬ発光層
２９の透過軸と、の相対的な関係を示す説明図。

【図５】実施形態１の液晶表示装置を透過型として用い
る場合の、前偏光板１３の透過軸と、液晶セル１２の前
後配向膜２５、２０のラビング方向と、有機ＥＬ発光層
２９の透過軸と、の相対的な関係を示す説明図。

【図６】本発明に係る液晶表示装置の実施形態２を示す
断面説明図。

【図７】実施形態２における、液晶分子の配向状態と前
偏光板１３と有機ＥＬ発光層２９の透過軸の向きを液晶
表示装置１１の表面側から見た説明図。

【図８】実施形態２の変形例を示す断面説明図。

【図９】本発明に係る液晶表示装置の実施形態３の透過
軸、発光軸および液晶の配向方向の関係を示す説明図。

【図１０】反強誘電性液晶の各状態の配列方向を示すモ
デル図。

【図１１】本発明に係る液晶表示装置の実施形態４の透
過軸、発光軸および液晶の配向方向の関係を示す説明
図。

【図１２】従来の液晶表示装置を示す要部断面図。

【符号の説明】

９バックライト１１液晶表示装置１２液晶セル１３前偏光板１３ａ透過軸１４前透明基板１５後透明基板１６液晶２０後配向膜２０ａ液晶分子配向方向２５前配向膜２５ａ液晶分子配向方向２８前透明電極２９有機ＥＬ発光層２９ａ透過軸２９ｃ発光軸３０後反射電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前透明基板と後透明基板とが相対向する
ように配置され、前記両透明基板間に液晶が封止される
と共に、前記前透明基板側に前偏光板が配置され、前記
後透明基板側に偏光性および１軸発光性を備えるバック
ライトが配置されたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記バックライトは、光透過性を有する
前電極と、光反射性を有する後電極との間に有機ＥＬ発
光層が介在されてなることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示装置。
【請求項３】前記有機ＥＬ発光層は、主鎖にπ共役結
合を有する高分子材料でなり、かつ所定方向に１軸配向
処理が施されていることを特徴とする請求項２記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記高分子材料は、チオフェン、３−ｎ−ヘキシルチオフェンなどのアルキ
ルチオフェン、ベンゼン、フェニレンビニレン、チェニレンビニレン、
ピロール、フラン、アニリン、フルオレン、カルバゾー
ルなどの導電性有機材料、およびこれらの誘導体、スチレン、アリルベンゼンなどのアレーン、およびその
誘導体、およびこれらの金属錯体、のうち、いずれかを重合してなることを特徴とする請求
項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記液晶は、反強誘電性液晶であること
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の液
晶表示装置。