JP2001242445A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、さらに詳しく言えば、反射光制御型の液晶層を有す
るとともに、背面にバックライトを備えた半透過型液晶
表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a transflective liquid crystal display device having a liquid crystal layer of a reflection light control type and a backlight on the back surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】液晶表示方式には、ねじれネマチック
（ＴＮ）効果によるものをはじめとして各種の方式が知
られているが、中でも反射光制御型の液晶表示方式は、
偏光板を必要としないため明るい表示が得られるという
点で注目されている。2. Description of the Related Art Various types of liquid crystal display systems, including those using a twisted nematic (TN) effect, are known.
Attention has been paid to the fact that a bright display can be obtained because a polarizing plate is not required.
【０００３】この反射光制御型の液晶表示方式には、例
えば光散乱効果を利用した高分子分散型（ポリマー分散
型）や選択反射を利用したコレステリック・ネマチック
相転移型などがある。いずれにしても、印加される駆動
電圧によって、光を散乱して不透明白色を示す状態もし
くは光を反射して明るい状態と、光の散乱もしくは反射
が減少して光を透過させる透明状態とに切り替えられ
る。The liquid crystal display system of the reflection light control type includes, for example, a polymer dispersion type (polymer dispersion type) utilizing a light scattering effect and a cholesteric-nematic phase transition type utilizing selective reflection. In any case, depending on the applied driving voltage, the state switches between a state in which light is scattered to show opaque white or a state in which light is reflected and bright, and a transparent state in which light scattering or reflection is reduced and light is transmitted. Can be
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな表示方式は、透明状態において液晶層内に入射した
光が外にでないようにするため、パネルの裏面側に光を
吸収するための例えば黒色印刷を施す必要があるため反
射型にしか適用されていない。したがって、暗所では使
用できないなど、その用途に制限が課せられていた。However, in such a display system, in order to prevent light incident on the liquid crystal layer in the transparent state from going outside, for example, a black color for absorbing light on the back side of the panel is used. Since it is necessary to print, it is applied only to the reflection type. Therefore, there is a limitation on its use, such that it cannot be used in a dark place.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、反射
光制御型の液晶表示方式でありながら、暗所ではバック
ライトからの光で表示画素を照明することができるよう
にした半透過型の液晶表示装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display system of a reflection light control type, but to use a backlight from a backlight in a dark place. It is an object of the present invention to provide a transflective liquid crystal display device capable of illuminating a display pixel with light.
【０００６】上記目的を達成するため、本発明は、観察
面側の第１透明電極基板と、それに対向する裏面側の第
２透明電極基板とを基板間に所定のセルギャップが生ず
るように周辺シール材を介して圧着してなり、上記セル
ギャップ内に印加される駆動電圧によって光透過と選択
反射、または、光透過と光散乱のいずれかの状態に切り
替えられる反射光制御型の液晶層が封入されているとと
もに、表示部内の所定部分が非表示領域で、その他の部
分が表示領域とされている液晶表示装置において、上記
非表示領域として０．５×０．５ｍｍ以上の区画が複数
形成され、上記第１透明電極基板の内面側には、上記非
表示領域となる部分に光反射性を有する第１遮光膜が形
成されているとともに、上記第２透明電極基板の内面側
には、上記表示領域に対応して光吸収性を有する第２遮
光膜が設けられ、かつ、上記第２透明電極基板の背面側
には、バックライトが配置されていることを特徴として
いる。In order to achieve the above object, the present invention relates to a method in which a first transparent electrode substrate on an observation surface side and a second transparent electrode substrate on a rear surface side facing the first transparent electrode substrate are arranged so that a predetermined cell gap is formed between the substrates. A reflection light control type liquid crystal layer which is pressure-bonded through a sealing material and is switched to one of light transmission and selective reflection, or light transmission and light scattering by a driving voltage applied in the cell gap. In a liquid crystal display device in which a predetermined portion in the display portion is a non-display region and the other portion is a display region, a plurality of sections of 0.5 × 0.5 mm or more are formed as the non-display region. A first light-shielding film having light reflectivity is formed on an inner surface side of the first transparent electrode substrate in a portion serving as the non-display area, and on an inner surface side of the second transparent electrode substrate, The above display area Second light-shielding film having a light absorbing property is provided in correspondence with, and, on the rear side of the second transparent electrode substrate is characterized in that the backlight is disposed.
【０００７】この構成によれば、バックライト使用時、
その光は第１透明電極基板側（観察面側）の第１遮光膜
により第２透明電極基板側（裏面側）に向けて反射され
るが、液晶層が例えば電圧無印加状態で透明、電圧印加
状態で選択反射あるいは光散乱により不透明になるもの
とすると、電圧無印加状態のときには、バックライト光
は液晶層を透過し第２透明電極基板側の第２遮光膜にて
吸収されパネル外には出ない。これに対して、電圧印加
状態のときには、バックライト光は液晶層により散乱反
射されてパネル外に出ることになる。According to this configuration, when the backlight is used,
The light is reflected toward the second transparent electrode substrate side (back surface side) by the first light shielding film on the first transparent electrode substrate side (observation surface side). Assuming that the light becomes opaque due to selective reflection or light scattering in the applied state, when no voltage is applied, the backlight light passes through the liquid crystal layer and is absorbed by the second light-shielding film on the second transparent electrode substrate side and goes out of the panel. Does not come out. On the other hand, when the voltage is applied, the backlight light is scattered and reflected by the liquid crystal layer and goes out of the panel.
【０００８】この液晶表示装置は、表示部内に非表示領
域と表示領域とが混在しており、特に非表示領域として
０．５×０．５ｍｍ以上の区画が複数存在していること
が重要であり、このような非フルドット型の液晶表示装
置に好ましく適用される。In this liquid crystal display device, a non-display area and a display area are mixed in a display section. In particular, it is important that a plurality of sections of 0.5 × 0.5 mm or more exist as the non-display area. Yes, it is preferably applied to such a non-full dot type liquid crystal display device.
【０００９】本発明の好ましい態様によれば、上記第１
遮光膜の表面を微細な凹凸面とし、その表面上に上記凹
凸を倣うように光反射膜を形成するとよい。この光反射
膜を形成するにあたっては、第１遮光膜に対するニッケ
ル選択メッキが好ましい。According to a preferred embodiment of the present invention, the first
It is preferable that the surface of the light-shielding film is a fine uneven surface, and a light reflecting film is formed on the surface so as to follow the unevenness. In forming this light reflecting film, nickel selective plating on the first light shielding film is preferable.
【００１０】本発明において用いられる反射制御型の液
晶層としては、コレステリック・ネマチック相転移型も
しくは高分子分散型が好ましいが、その内の高分子分散
型を用いる場合には、上記第１および第２透明電極基板
の各内面側の上記非表示領域に対応する部分に、上記バ
ックライトの使用時に所定の電圧が印加される背面照明
用電極をそれぞれ形成することにより、バックライト光
のパネル内への入射光量をより多くすることができる。As the reflection control type liquid crystal layer used in the present invention, a cholesteric-nematic phase transition type or a polymer dispersion type is preferable. (2) Backlight electrodes to which a predetermined voltage is applied when the backlight is used are formed in portions corresponding to the non-display areas on the inner surface sides of the transparent electrode substrates, respectively, so that the backlight light can enter the panel. Can be increased.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明による液晶表示装置の一実施
例を概略的に示した断面図である。Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view schematically showing one embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【００１２】この液晶表示装置１は、液晶表示パネル２
と、その背面側に配置されたバックライト３とを備えて
いる。液晶表示パネル２は非フルドット表示型であり、
図１において表示部には参照符号Ｄが付けられ、非表示
部は参照符号Ｂで示されている。表示部Ｄは、一例とし
て固定化された図柄のセグメント表示や、例えば０〜９
までの数字を適宜表示するｍ×ｎドットを１表示単位と
するキャラクタドット表示であってよい。また、非表示
部Ｂは０．５×０．５ｍｍ以上の区画として、複数存在
している。The liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 2
And a backlight 3 arranged on the back side thereof. The liquid crystal display panel 2 is a non-full dot display type,
In FIG. 1, the display unit is denoted by reference numeral D, and the non-display unit is denoted by reference numeral B. The display unit D may be a segment display of a fixed symbol as an example,
The display may be a character dot display in which m × n dots for displaying the numbers up to 1 as appropriate are defined as one display unit. A plurality of non-display portions B exist as sections of 0.5 × 0.5 mm or more.
【００１３】液晶表示パネル２は、図１において上方に
配置されている観察面側である第１透明電極基板２１
と、その下方に配置されている裏面側の第２透明電極基
板２３とを、それら基板間に所定のセルギャップが生ず
るように、例えばエポキシ系の熱硬化型樹脂からなる周
辺シール材４を介して熱圧着してなり、そのセルギャッ
プ内には反射光制御型の液晶層５が封入されている。The liquid crystal display panel 2 has a first transparent electrode substrate 21 on the observation surface side which is disposed at an upper side in FIG.
And the second transparent electrode substrate 23 on the back side disposed therebelow via a peripheral sealing material 4 made of, for example, an epoxy-based thermosetting resin so that a predetermined cell gap is generated between the substrates. The liquid crystal layer 5 of the reflection light control type is sealed in the cell gap.
【００１４】第１透明電極基板２１の内面には、上記非
表示部Ｂに対応する部分に第１遮光膜２１１が形成され
ており、また、第２透明電極基板２３の内面には、上記
表示部Ｄに対応する部分に第２遮光膜２３１が形成され
ている。すなわち、基本的な配列として、観察面側から
見て、第１遮光膜２１１がある部分には第２遮光膜２３
１がなく、第２遮光膜２３１がある部分には第１遮光膜
２１１がないように、各遮光膜２１１，２３１が交互に
配置されている。On the inner surface of the first transparent electrode substrate 21, a first light-shielding film 211 is formed at a portion corresponding to the non-display portion B, and on the inner surface of the second transparent electrode substrate 23, The second light-shielding film 231 is formed in a portion corresponding to the portion D. That is, as a basic arrangement, when viewed from the observation surface side, the second light-shielding film 23
The light-shielding films 211 and 231 are alternately arranged so that the first light-shielding film 211 does not exist in the portion where there is no 1 and the second light-shielding film 231 exists.
【００１５】この場合において、第１遮光膜２１１と第
２遮光膜２３１は、相互に５〜５０μｍ、好ましくは１
０〜２０μｍオーバーラップさせておくことが好まし
い。その理由は、オーバーラップ量が少ないと、バック
ライト３を照射させたときにバックライト光が直接視認
されることがあり、逆に、オーバーラップ量が多くなる
とバックライト光の利用効率が低下し、表示が暗くなっ
てしまうからである。In this case, the first light-shielding film 211 and the second light-shielding film 231 are mutually 5 to 50 μm, preferably 1 to 50 μm.
It is preferable that the overlap is 0 to 20 μm. The reason is that if the amount of overlap is small, the backlight light may be directly visible when the backlight 3 is illuminated. Conversely, if the amount of overlap is large, the use efficiency of the backlight light decreases. This is because the display becomes dark.
【００１６】これらの遮光膜２１１，２３１は、各透明
電極基板２１，２３に遮光性の樹脂材料を塗布し、フォ
トリソグラフィプロセス（通称、フォトリソ法）にてパ
ターニングすることにより得ることができる。その遮光
性の樹脂材料としては、電気絶縁抵抗が好ましくは１０
１２Ω／□以上であり、２５０℃程度以上の耐熱性およ
びＩＴＯ（インジウム錫酸化物）パターン形成に必要な
薬液に対する耐性と、所定の硬度を備えているものであ
れば、いずれの材料でも採用可能である。These light-shielding films 211 and 231 can be obtained by applying a light-shielding resin material to each of the transparent electrode substrates 21 and 23 and patterning them by a photolithography process (commonly called a photolithography method). The light-shielding resin material preferably has an electric insulation resistance of 10
Any material is used as long as it has a heat resistance of 12 Ω / □ or more, a heat resistance of about 250 ° C. or more, a chemical solution required for forming an ITO (indium tin oxide) pattern, and a predetermined hardness. It is possible.
【００１７】樹脂材料の塗布（コーティング）には、ロ
ールコーター、バーコーターなどを用いることが可能で
あるが、膜厚のばらつきはセルギャップばらつきの原因
となり、さらに透光膜を形成する場合には、膜厚のばら
つきが容易に色ばらつきとなって現れる。したがって、
スピンコートが望ましいが、樹脂液の使用量を削減する
ためにバーコーターと併用してもよいし、膜厚の均一性
に優れている方法ならば、いずれの方法を採用してもよ
い。A roll coater, a bar coater, or the like can be used for application (coating) of the resin material. However, variations in the film thickness cause variations in the cell gap. In addition, variations in film thickness easily appear as color variations. Therefore,
Although spin coating is desirable, it may be used in combination with a bar coater in order to reduce the amount of the resin liquid used, or any method may be adopted as long as the method is excellent in film thickness uniformity.
【００１８】本発明において、第１透明電極基板２１側
（観察面側）の第１遮光膜２１１には、その表面に微細
な凹凸を形成して光散乱性を持たせることが好ましい。
そのためには、遮光性樹脂に粒子径が１〜２μｍ程度の
微粒子を分散させてコーティングする方法が有効であ
る。微粒子には、この第１遮光膜２１１の透過率を上げ
ないように黒色微粒子を用いることが好ましい。このよ
うな微粒子としては、遮光性樹脂中への分散が良好なも
のであれば、いずれの材料であってもよい。また、樹脂
表面をケミカルエッチングしたり、サンドブラストなど
の物理的研磨を行なって微細な凹凸を形成してもよい
し、遮光性樹脂上に微粒子を分散させた樹脂を積層して
もよい。In the present invention, the first light-shielding film 211 on the first transparent electrode substrate 21 side (observation surface side) is preferably formed with fine irregularities on its surface to impart light scattering.
For that purpose, a method of coating by dispersing fine particles having a particle diameter of about 1 to 2 μm in a light-shielding resin is effective. As the fine particles, black fine particles are preferably used so as not to increase the transmittance of the first light shielding film 211. As such fine particles, any material may be used as long as it is well dispersed in the light-shielding resin. Further, fine irregularities may be formed by chemical etching of the resin surface or physical polishing such as sand blasting, or a resin in which fine particles are dispersed on a light-shielding resin may be laminated.
【００１９】この実施例によると、第１遮光膜２１１上
には光反射膜２１２が形成されている。この光反射膜２
１２は金属膜からなり、その形成方法としては、スパッ
タもしくは蒸着などの方法によって第１透明電極基板２
１の内面を全面コートした後、第１遮光膜２１１の部分
のみを残してフォトリソ法によりエッチング除去しても
よいが、第１遮光膜２１１と光反射膜２１２の位置合わ
せに高精度が要求されるため、樹脂へのニッケル選択メ
ッキを採用することが好ましく、これによれば第１遮光
膜２１１上だけにニッケル薄膜を形成することができ
る。According to this embodiment, the light reflecting film 212 is formed on the first light shielding film 211. This light reflection film 2
Numeral 12 is a metal film, and the first transparent electrode substrate 2 is formed by a method such as sputtering or vapor deposition.
After the entire inner surface of the first light-shielding film 211 is coated, the first light-shielding film 211 may be etched and removed by a photolithographic method while leaving only the portion of the first light-shielding film 211. However, high precision is required for the alignment between the first light-shielding film 211 and the light reflecting film 212. Therefore, it is preferable to adopt nickel selective plating on the resin. According to this, a nickel thin film can be formed only on the first light shielding film 211.
【００２０】第１透明電極基板２１側においては、第１
遮光膜２１１および光反射膜２１２を含むその内面全面
に透明の電気絶縁性樹脂からなる平滑化層２１３が設け
られており、その上に例えばＩＴＯからなる透明電極２
１４が形成されている。また、第２透明電極基板２３側
には、第２遮光膜２３１上に透明電極２３２が形成され
ている。各透明電極２１４，２３２の面抵抗値は、素子
のパターン設計に依存するが、大凡のところ、１００〜
３００Ω／ｃｍ２前後が好ましい。On the side of the first transparent electrode substrate 21, the first
A smoothing layer 213 made of a transparent electrically insulating resin is provided on the entire inner surface including the light shielding film 211 and the light reflection film 212, and a transparent electrode 2 made of, for example, ITO is provided thereon.
14 are formed. On the second transparent electrode substrate 23 side, a transparent electrode 232 is formed on the second light shielding film 231. The sheet resistance of each of the transparent electrodes 214 and 232 depends on the pattern design of the element.
It is preferably around 300 Ω / cm 2 .
【００２１】なお、この実施例とは異なり、各透明電極
基板２１，２３の内面に透明電極２１４，２３２を形成
し、その上に遮光膜２１１，２３１を形成するようにし
てもよい。また、透明電極の配線間の抵抗は１０１１Ω
以上であれば、液晶セルとした場合のにじみ現象が生ず
ることはない。Unlike this embodiment, the transparent electrodes 214 and 232 may be formed on the inner surfaces of the transparent electrode substrates 21 and 23, and the light shielding films 211 and 231 may be formed thereon. The resistance between the wirings of the transparent electrode is 10 11 Ω.
With the above, the bleeding phenomenon in the case of a liquid crystal cell does not occur.
【００２２】本発明において、反射光制御型の液晶層５
には、コレステリック・ネマチック相転移型もしくは高
分子分散型のいずれかが用いられ、これによれば印加さ
れる駆動電圧によって選択反射と光透過、あるいは光散
乱（不透明）と光透過（透明）とに選択的に切り替えら
れる。In the present invention, the reflected light control type liquid crystal layer 5 is used.
Either a cholesteric-nematic phase transition type or a polymer dispersion type is used for the selective reflection and light transmission, or the light scattering (opaque) and light transmission (transparent) depending on the applied driving voltage. Can be selectively switched to
【００２３】コレステリック・ネマチック相転移型液晶
は、コレステリック液晶に誘電異方性が正のネマチック
液晶を混合し、さらに螺旋ピッチを可視光の波長領域に
調整した液晶材料として知られており、駆動電圧を印加
しない初期状態では、フォーカルコニック構造が形成さ
れる。これにより、光の透過性が生じほぼ透明となる。The cholesteric nematic phase transition type liquid crystal is known as a liquid crystal material in which cholesteric liquid crystal is mixed with nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and the helical pitch is adjusted to a wavelength region of visible light. In the initial state where is not applied, a focal conic structure is formed. As a result, light transmittance is generated and the light becomes almost transparent.
【００２４】これに対して駆動電圧し、その駆動電圧の
増大させていくと、まずフィンガープリント構造が現
れ、次いでコレステリック液晶のピッチが大きくなり、
しきい値電圧を超えると、ホメオトロピック配列のネマ
チック液晶とほとんど同じ配列になる。On the other hand, when a drive voltage is applied and the drive voltage is increased, a fingerprint structure appears first, and then the pitch of the cholesteric liquid crystal increases,
When the threshold voltage is exceeded, the alignment becomes almost the same as the nematic liquid crystal in the homeotropic alignment.
【００２５】その後、急激に電圧を降下（除去）させる
とプレーナ構造、すなわち液晶の螺旋軸が基板に対して
ほぼ垂直な構造となる。この状態で螺旋ピッチに対応し
た波長の光を反射する性質を持つため、明るい表示が得
られることになる。また、この状態はメモリ性を有する
ため、画素電極に信号を順次書き込んで保持させておく
ことも可能である。Thereafter, when the voltage is rapidly dropped (removed), a planar structure, that is, a structure in which the helical axis of the liquid crystal is substantially perpendicular to the substrate is obtained. In this state, light having a wavelength corresponding to the helical pitch is reflected, so that a bright display can be obtained. In addition, since this state has a memory property, signals can be sequentially written to the pixel electrodes and held.
【００２６】高分子分散型液晶は、高分子に分散させた
ネマチック液晶の球状小滴（マイクロドロプレット）中
の液晶分子の配列を駆動電圧による電界にて変化させ、
それによる屈折率の変化を応用したものとして知られて
いる。駆動電圧が印加されない状態では、球状小滴の光
軸が不規則に配向され、異常光の屈折率が高分子の屈折
率に一致せず、光を散乱させて不透明白色を示す。In the polymer-dispersed liquid crystal, the arrangement of liquid crystal molecules in spherical droplets (microdroplets) of nematic liquid crystal dispersed in a polymer is changed by an electric field by a driving voltage,
It is known as an application of a change in refractive index due to the change. When no driving voltage is applied, the optical axis of the spherical droplet is randomly oriented, the refractive index of the extraordinary light does not match the refractive index of the polymer, and the light is scattered to give an opaque white color.
【００２７】これに対して駆動電圧が印加されると、球
状小滴の光軸がその電界方向に配列され、常光の屈折率
が高分子の屈折率とほぼ一致するため、散乱が減少して
透明状態となる。On the other hand, when a driving voltage is applied, the optical axis of the spherical droplet is arranged in the direction of the electric field, and the refractive index of ordinary light substantially matches the refractive index of the polymer. It becomes transparent.
【００２８】本発明において、バックライト３は白色で
もよいし、赤系、緑系、青系など特定の色相を有するも
のであってもよく、特に制限はない。ただし、コレステ
リックの選択反射を利用する場合には、その選択反射波
長に合わせたバックライトをを用いることにより、反射
輝度を最大とすることができる。In the present invention, the backlight 3 may be white or have a specific hue such as red, green, or blue, and there is no particular limitation. However, when cholesteric selective reflection is used, the reflection luminance can be maximized by using a backlight that matches the selective reflection wavelength.
【００２９】次に、反射光制御型の液晶層５として、コ
レステリック・ネマチック相転移型液晶を用いた場合の
各表示モードを図２ないし図５により説明する。まず、
図２を参照して、駆動電圧を印加しない状態において、
液晶層５は、その螺旋軸が基板面に対してほぼ平行とな
るフォーカルコニック配列を示す。したがって、外光は
液晶層５を透過して第２透明電極基板２３側の第２遮光
膜２３１にて吸収され、パネル２外に出ない。Next, each display mode when a cholesteric-nematic phase transition type liquid crystal is used as the reflection light control type liquid crystal layer 5 will be described with reference to FIGS. First,
Referring to FIG. 2, in a state where no drive voltage is applied,
The liquid crystal layer 5 has a focal conic arrangement in which the helical axis is substantially parallel to the substrate surface. Therefore, external light passes through the liquid crystal layer 5 and is absorbed by the second light-shielding film 231 on the second transparent electrode substrate 23 side, and does not go out of the panel 2.
【００３０】透明電極２１４，２３２間に駆動電圧を印
加し、その電界強度を液晶の螺旋構造を解く以上の強さ
とした後、急激にその電界を除去すると、図３に示すよ
うに、螺旋軸が基板に対してほぼ垂直なプレーナ配列と
なる。これにより、外光はコレステリック液晶のピッチ
と干渉し、特定の波長領域の光がパネル２外に向けて反
射される。After a driving voltage is applied between the transparent electrodes 214 and 232 and the electric field strength is set to a value higher than that for breaking the helical structure of the liquid crystal, the electric field is rapidly removed. As shown in FIG. Becomes a planar arrangement substantially perpendicular to the substrate. As a result, the external light interferes with the pitch of the cholesteric liquid crystal, and light in a specific wavelength region is reflected toward the outside of the panel 2.
【００３１】このときの反射光は、螺旋ピッチの値に対
応する。すなわち、液晶の螺旋ピッチで反射光の波長領
域が決められる。また、液晶の螺旋が完全に解けない中
間的な駆動電圧を印加した後、電界を取り去ることによ
り、図２に示すようなフォーカルコニック配列となる。The reflected light at this time corresponds to the value of the spiral pitch. That is, the wavelength range of the reflected light is determined by the helical pitch of the liquid crystal. In addition, after applying an intermediate driving voltage at which the helix of the liquid crystal cannot be completely dissolved, the electric field is removed, thereby forming a focal conic arrangement as shown in FIG.
【００３２】図４は駆動電圧を印加しない図２の状態に
おいて、バックライト３を点灯させたときのものであ
る。バックライト３から照射された光は、第２遮光膜２
３１，２３１の間からパネル２内に入り、液晶層５を透
過して第１透明電極基板２１側の光反射膜２１２により
拡散反射光とされる。この拡散反射光は第２透明電極基
板２３側の第２遮光膜２３１にて吸収され、パネル２外
に出ない。FIG. 4 shows a case where the backlight 3 is turned on in the state of FIG. 2 where no drive voltage is applied. The light emitted from the backlight 3 is transmitted to the second light shielding film 2.
The light enters the panel 2 from between the gaps 31 and 231, passes through the liquid crystal layer 5, and is diffused and reflected by the light reflection film 212 on the first transparent electrode substrate 21 side. This diffuse reflected light is absorbed by the second light-shielding film 231 on the second transparent electrode substrate 23 side and does not go out of the panel 2.
【００３３】図５は駆動電圧を印加した図３の状態にお
いて、バックライト３を点灯させたときのものである。
バックライト３から照射された光は、液晶層５を透過し
て第１透明電極基板２１側の光反射膜２１２により拡散
反射光とされるが、この拡散反射光は表示部Ｄおいてプ
レーナ配列とされているコレステリック液晶により、特
定の波長領域の光がパネル２外に向けて反射される。FIG. 5 shows a state in which the backlight 3 is turned on in the state of FIG. 3 to which the driving voltage is applied.
Light emitted from the backlight 3 passes through the liquid crystal layer 5 and is diffused and reflected by the light reflecting film 212 on the first transparent electrode substrate 21 side. The light in a specific wavelength region is reflected toward the outside of the panel 2 by the cholesteric liquid crystal.
【００３４】次に、反射光制御型の液晶層５として、高
分子分散型液晶を用いた場合の各表示モードを図６ない
し図９により説明する。図６を参照して、駆動電圧を印
加しない状態において、分散された液晶の配列はランダ
ムで相互に溶解せず、屈折率も異なることにより、それ
ら界面に光が通過するときに散乱される。Next, each display mode when a polymer dispersed liquid crystal is used as the reflection light control type liquid crystal layer 5 will be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 6, when no driving voltage is applied, the arrangement of the dispersed liquid crystals does not dissolve at random and has a different refractive index, so that light is scattered when passing through those interfaces.
【００３５】この散乱光には、パネル２外に向けて散乱
する後方散乱光と、パネル２内に向けて散乱する前方散
乱光とが含まれ、その内の後方散乱光は表示部Ｄからパ
ネル２外に出、前方散乱光は第２透明電極基板２３側の
第２遮光膜２３１にて吸収される。したがって、外光が
入射されると、その後方散乱光により表示部Ｄが照射さ
れることになる。The scattered light includes back scattered light scattered toward the outside of the panel 2 and forward scattered light scattered toward the inside of the panel 2. 2, and the forward scattered light is absorbed by the second light-shielding film 231 on the second transparent electrode substrate 23 side. Therefore, when external light is incident, the display unit D is irradiated with the backscattered light.
【００３６】図７は透明電極２１４，２３２間に駆動電
圧を印加し、それらの間に電界を発生させたときのもの
で、高分子中に分散された液晶はその電界方向に整列す
る。このとき、電界方向から見た液晶の屈折率を高分子
の屈折率と同じにすることにより、両者の界面では散乱
が起こらない。したがって、外光は液晶層５を透過し、
第２透明電極基板２３側の第２遮光膜２３１にて吸収さ
れる。FIG. 7 shows a case where a driving voltage is applied between the transparent electrodes 214 and 232 and an electric field is generated between them, and the liquid crystal dispersed in the polymer is aligned in the direction of the electric field. At this time, by setting the refractive index of the liquid crystal as viewed from the direction of the electric field to be the same as the refractive index of the polymer, no scattering occurs at the interface between the two. Therefore, external light passes through the liquid crystal layer 5 and
The light is absorbed by the second light shielding film 231 on the second transparent electrode substrate 23 side.
【００３７】図８および図９はバックライト使用時のも
のである。なお、高分子分散型液晶を用いる場合、バッ
クライト３からパネル２内に入る光量をより多くするに
は、非表示領域Ｂに存在する液晶を電界方向に整列させ
る必要がある。そのためには、図６〜図９の各図に示さ
れているように、各透明電極基板２１，２３の透明電極
２１４，２３２を非表示領域Ｂにまで極力拡げればよ
い。FIGS. 8 and 9 show a case where a backlight is used. When polymer dispersed liquid crystal is used, in order to increase the amount of light entering the panel 2 from the backlight 3, it is necessary to align the liquid crystal present in the non-display area B in the direction of the electric field. To this end, the transparent electrodes 214 and 232 of each of the transparent electrode substrates 21 and 23 may be extended as far as possible to the non-display area B as shown in FIGS. 6 to 9.
【００３８】また、別の方法としてより好ましくは、図
１０に示されているように、第１および第２透明電極基
板２１，２３の各内面側の非表示領域Ｂに対応する部分
に、バックライト３の使用時に所定の電圧が印加される
背面照明用電極２１５，２３３をそれぞれ形成するとよ
い。Further, as another method, more preferably, as shown in FIG. 10, a portion corresponding to the non-display area B on the inner surface side of each of the first and second transparent electrode substrates 21 and 23 is provided. It is preferable to form the back lighting electrodes 215 and 233 to which a predetermined voltage is applied when the light 3 is used.
【００３９】図８は複数ある表示領域Ｄの内、バックラ
イト３の光にて所定の表示領域Ｄｎを点灯させるときの
もので、この場合には、表示領域Ｄｎに属する透明電極
２１４，２３２には駆動電圧を印加せず、その両隣の表
示領域Ｄｎ−１および表示領域Ｄｎ＋１に属する透明電
極２１４，２３２に駆動電圧を印加する。FIG. 8 shows a case where a predetermined display area Dn is turned on by the light of the backlight 3 among a plurality of display areas D. In this case, the transparent electrodes 214 and 232 belonging to the display area Dn are provided. Does not apply a drive voltage, and applies a drive voltage to the transparent electrodes 214 and 232 belonging to the display area Dn-1 and the display area Dn + 1 on both sides of the drive electrode.
【００４０】これにより、第２透明電極基板２３の開口
部（第２遮光膜２３１，２３１の間）の半面部分から、
バックライト３の光がパネル２内に入り、光反射膜２１
２により散乱光とされる。この散乱光は、先に説明した
図６のように、ランダム配列の液晶によりさらに散乱さ
れ、その内の後方散乱光が表示領域Ｄｎに照射される。
前方散乱光は第２透明電極基板２３側の第２遮光膜２３
１にて吸収される。Thus, from the half surface of the opening (between the second light shielding films 231 and 231) of the second transparent electrode substrate 23,
The light of the backlight 3 enters the panel 2 and the light reflecting film 21
2 to be scattered light. This scattered light is further scattered by the randomly arranged liquid crystal as shown in FIG. 6 described above, and the back scattered light is irradiated to the display area Dn.
The forward scattered light is applied to the second light shielding film 23 on the second transparent electrode substrate 23 side.
Absorbed at 1.
【００４１】これに対して、表示領域Ｄｎを不灯とする
には、この表示領域Ｄｎに属する透明電極２１４，２３
２に駆動電圧を印加して、それらの間に電界を発生させ
る。これにより、図９に示されているように、高分子中
に分散された液晶がその電界方向に整列するため、光反
射膜２１２による散乱光が第２透明電極基板２３側の第
２遮光膜２３１にて吸収される。On the other hand, in order to turn off the display area Dn, the transparent electrodes 214 and 23 belonging to the display area Dn are required.
2 is applied with a drive voltage to generate an electric field between them. As a result, as shown in FIG. 9, the liquid crystal dispersed in the polymer is aligned in the direction of the electric field, so that the light scattered by the light reflecting film 212 is dispersed by the second light shielding film on the second transparent electrode substrate 23 side. 231 absorbs.
【００４２】[0042]
【実施例】〈実施例１〉観察面側および裏面側用の基板
として、ガラス基板にシリカのアルカリ防止膜をスパッ
タ法にて約２０ｎｍの厚さに成膜した一対のマザー基板
を用意した。観察面側の基板については、遮光性樹脂に
直径が約１〜１．５μｍ程度の黒色のシリカ微粒子を遮
光性樹脂濃度の１０重量％程度混合し、焼成後の膜厚が
約１．０μｍの厚さとなるように塗布した。そして、セ
グメント表示の表示領域の画素以外の部分を遮光するフ
ォトマスクを用いて露光（露光量６００ｍＪ）した後、
現像、乾燥およびベーキングを行って非表示領域の部分
に第１遮光膜を形成した。<Example 1> As a substrate for an observation surface side and a back surface side, a pair of mother substrates in which an alkali prevention film of silica was formed to a thickness of about 20 nm on a glass substrate by a sputtering method were prepared. For the substrate on the observation surface side, black silica fine particles having a diameter of about 1 to 1.5 μm are mixed with the light-shielding resin at about 10% by weight of the light-shielding resin concentration, and the film thickness after firing is about 1.0 μm. It was applied to a thickness. Then, after exposing using a photomask that shields a portion other than the pixels in the display area of the segment display (exposure amount: 600 mJ),
The first light-shielding film was formed in the non-display area by performing development, drying, and baking.
【００４３】次に、第１遮光膜上に選択的に無電解のニ
ッケルメッキを約０．３μｍの厚さに塗布した。その仕
上がり状態を観察したところ、メッキ表面には遮光膜中
の微粒子による微細な凹凸が形成されており、表面散乱
性を持っていることが確認された。その後、基板の内面
側に光重合性の透明樹脂を約２μｍの厚さに塗布し、光
を照射して電気絶縁性の平滑化層を形成した。Next, electroless nickel plating was selectively applied on the first light-shielding film to a thickness of about 0.3 μm. When the finished state was observed, it was confirmed that fine irregularities due to fine particles in the light-shielding film were formed on the plating surface, and that the plating had surface scattering properties. Thereafter, a photopolymerizable transparent resin was applied on the inner surface side of the substrate to a thickness of about 2 μm, and irradiated with light to form an electrically insulating smoothing layer.
【００４４】平滑化層上に、２３０℃の温度でスパッタ
法により約０．１μｍのＩＴＯよりなる透明導電膜を形
成した。その面抵抗値は約３０Ω／□であった。透明導
電膜上にフォトレジストを塗布し、セグメント表示の部
分に電圧が印加されるように配線部分を遮光するフォト
マスクを用いて露光した後、現像を行い、エッチング液
にて不要部分のＩＴＯを除去し、ＮａＯＨ水溶液にてレ
ジストを剥離して、５×７ドットのキャラクターの２行
表示のパターンを形成した。A transparent conductive film of about 0.1 μm of ITO was formed on the smoothing layer at a temperature of 230 ° C. by a sputtering method. The sheet resistance was about 30Ω / □. A photoresist is applied on the transparent conductive film, and exposed using a photomask for shielding the wiring portion so that a voltage is applied to the portion of the segment display. After that, development is performed. The pattern was removed and the resist was peeled off with an aqueous NaOH solution to form a 5 × 7 dot character two-line display pattern.
【００４５】裏面側の対向基板については、微粒子を含
まない遮光性樹脂を画素部およびその周囲約１０μｍま
で拡大して塗布し、ベーキングして約１．０μｍ厚みの
第２遮光膜を形成した。これにより、この裏面側の基板
を観察面側の基板と対向させた場合、第１遮光膜と第２
遮光膜とが交互に配置された状態となるため、パネル全
面にわたって遮光膜が存在することになり、パネルの背
面にバックライトを設置しても、その光が直接的に漏れ
出ないようにすることができる。The counter substrate on the back side was coated with a light-shielding resin containing no fine particles in an enlarged manner to about 10 μm around the pixel portion and the periphery thereof, and baked to form a second light-shielding film having a thickness of about 1.0 μm. Thereby, when the substrate on the back side is opposed to the substrate on the observation side, the first light-shielding film and the second
Since the light-shielding film and the light-shielding film are alternately arranged, the light-shielding film exists over the entire surface of the panel. Even if a backlight is installed on the back of the panel, the light is prevented from leaking directly. be able to.
【００４６】両基板に、プレチルト角が５度程度となる
ポリイミド系の配向膜を転写印刷法にて厚さ約６０ｎｍ
となるように成膜した。この場合、両基板ともにラビン
グは行わなかった。A polyimide-based alignment film having a pretilt angle of about 5 degrees is formed on both substrates by transfer printing to a thickness of about 60 nm.
It formed so that it might become. In this case, rubbing was not performed on both substrates.
【００４７】観察面側の基板に平均直径５μｍの積水化
学社製のミクロパール（商品名）を撒布し、裏面側の基
板には三井化学社製のストラクトボンド（商品名）を周
辺シール材としてスクリーン印刷法により印刷した。な
お、基板間の導通をとるため、電極を形成した部分には
導電ビーズを混合したシール材を印刷した。Micropearl (trade name) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. having an average diameter of 5 μm is sprayed on the substrate on the observation surface side, and Structural Bond (trade name) manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd. is used as a peripheral sealing material on the back side substrate. Printed by screen printing. Note that a sealing material mixed with conductive beads was printed on the portion where the electrodes were formed in order to establish conduction between the substrates.
【００４８】両基板を対向させて熱圧着工程を通して硬
化させた後、注入口および端子部などを切り出した。そ
して、螺旋ピッチが可視光領域内となるように調整した
コレステリック・ネマチック液晶を真空注入法にて注入
し、その注入口にＵＶ硬化性のアクリル樹脂を塗布し、
紫外線を８００ｍＪ照射して封止した。After the two substrates were opposed to each other and cured through a thermocompression bonding process, the injection port and the terminal portion were cut out. Then, a cholesteric nematic liquid crystal adjusted so that the helical pitch is in the visible light region is injected by a vacuum injection method, and a UV-curable acrylic resin is applied to the injection port,
Ultraviolet rays were irradiated at 800 mJ for sealing.
【００４９】このようにして作成した液晶表示パネルの
背面に、白色のＣＣＴバックライトを設置した。そし
て、各透明電極を線順次書き込み方式で駆動し、明るい
場所および暗所にて表示状態を観察したところ、いずれ
の環境下でも視角が広く、視認性の良好な表示が得られ
た。A white CCT backlight was provided on the back of the liquid crystal display panel thus prepared. Then, each transparent electrode was driven by a line-sequential writing method, and the display state was observed in a bright place and a dark place. As a result, a display with a wide viewing angle and good visibility was obtained in any environment.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反射光制御型の液晶層を備えた液晶表示装置において、
観察面側の透明電極基板の内面側に非表示領域に対応し
て光反射性を有する第１遮光膜を形成するとともに、裏
面側の透明電極基板の内面側には表示領域に対応して光
吸収性の第２遮光膜を形成することにより、パネル背面
にバックライトを配置してなる半透過型とすることがで
き、反射光制御型の液晶表示方式でありながら、暗所で
も使用可能な液晶表示装置が得られる。As described above, according to the present invention,
In a liquid crystal display device provided with a reflected light control type liquid crystal layer,
A first light-shielding film having light reflectivity is formed on the inner surface side of the transparent electrode substrate on the observation surface side in correspondence with the non-display area, and light corresponding to the display area is formed on the inner surface side of the transparent electrode substrate on the back side. By forming an absorptive second light-shielding film, a transflective type in which a backlight is arranged on the back surface of the panel can be used, and it can be used in a dark place even though it is a reflective light control type liquid crystal display method. A liquid crystal display device is obtained.
【００５１】また、液晶層に接するように第２遮光膜を
形成したことにより、液晶層を透過した光を散乱させる
ことなく吸収し、良好な黒表示を行なうことができる。Further, since the second light-shielding film is formed so as to be in contact with the liquid crystal layer, light transmitted through the liquid crystal layer can be absorbed without being scattered, and excellent black display can be performed.
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施例を概略的
に示した断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図２】上記実施例の液晶層がコレステリック・ネマチ
ック相転移型液晶である場合におけるバックライト不使
用時の第１表示モードを説明するための要部拡大断面
図。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part for explaining a first display mode when a backlight is not used when the liquid crystal layer of the above embodiment is a cholesteric / nematic phase transition type liquid crystal.
【図３】上記実施例の液晶層がコレステリック・ネマチ
ック相転移型液晶である場合におけるバックライト不使
用時の第２表示モードを説明するための要部拡大断面
図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining a second display mode when a backlight is not used when the liquid crystal layer of the above embodiment is a cholesteric / nematic phase transition type liquid crystal.
【図４】上記実施例の液晶層がコレステリック・ネマチ
ック相転移型液晶である場合におけるバックライト使用
時の第３表示モードを説明するための要部拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part for describing a third display mode when a backlight is used when the liquid crystal layer of the above embodiment is a cholesteric / nematic phase transition type liquid crystal.
【図５】上記実施例の液晶層がコレステリック・ネマチ
ック相転移型液晶である場合におけるバックライト使用
時の第４表示モードを説明するための要部拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged sectional view of an essential part for explaining a fourth display mode when a backlight is used in a case where the liquid crystal layer of the above embodiment is a cholesteric / nematic phase transition type liquid crystal.
【図６】上記実施例の液晶層が高分子分散型液晶である
場合におけるバックライト不使用時の第１表示モードを
説明するための要部拡大断面図。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part for explaining a first display mode when a backlight is not used when the liquid crystal layer of the above embodiment is a polymer dispersed liquid crystal.
【図７】上記実施例の液晶層が高分子分散型液晶である
場合におけるバックライト不使用時の第２表示モードを
説明するための要部拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part for describing a second display mode when a backlight is not used when the liquid crystal layer of the above embodiment is a polymer dispersed liquid crystal.
【図８】上記実施例の液晶層が高分子分散型液晶である
場合におけるバックライト使用時の第３表示モードを説
明するための要部拡大断面図。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part for describing a third display mode when a backlight is used when the liquid crystal layer of the above embodiment is a polymer dispersed liquid crystal.
【図９】上記実施例の液晶層が高分子分散型液晶である
場合におけるバックライト使用時の第４表示モードを説
明するための要部拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part for describing a fourth display mode when a backlight is used when the liquid crystal layer of the embodiment is a polymer-dispersed liquid crystal.
【図１０】上記実施例の液晶層が高分子分散型液晶であ
る場合における変形例を示した要部拡大断面図。FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a modification in which the liquid crystal layer of the above embodiment is a polymer dispersed liquid crystal.
１ 液晶表示装置 ２ 液晶表示パネル ２１ 第１透明電極基板（観察面側） ２１１ 第１遮光膜 ２１２ 光反射膜 ２１３ 平滑化層 ２１４ 透明電極 ２３ 第２透明電極基板（裏面側） ２３１ 第２遮光膜 ２３２ 透明電極 ３ バックライト ４ 周辺シール材 ５ 液晶層 Reference Signs List 1 liquid crystal display device 2 liquid crystal display panel 21 first transparent electrode substrate (observation surface side) 211 first light shielding film 212 light reflection film 213 smoothing layer 214 transparent electrode 23 second transparent electrode substrate (back surface side) 231 second light shielding film 232 Transparent electrode 3 Backlight 4 Peripheral seal material 5 Liquid crystal layer
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H089 HA04 QA05 QA16 RA04 TA13 TA17 TA18 2H091 FA16Y FA31Y FA34Y FA41Z FB02 FB08 FB11 FC02 FC06 FD04 FD05 GA07 HA06 JA02 LA16 5G435 BB12 BB15 BB16 CC09 EE26 FF03 FF13 FF14 Continued on the front page F term (reference) 2H089 HA04 QA05 QA16 RA04 TA13 TA17 TA18 2H091 FA16Y FA31Y FA34Y FA41Z FB02 FB08 FB11 FC02 FC06 FD04 FD05 GA07 HA06 JA02 LA16 5G435 BB12 BB15 BB16 CC09 EE26 FF03 FF13 FF13 FF13 FF13 FF13 FF13 FF13 FF13
Claims (6)
対向する裏面側の第２透明電極基板とを基板間に所定の
セルギャップが生ずるように周辺シール材を介して圧着
してなり、上記セルギャップ内に印加される駆動電圧に
よって光透過と選択反射、または、光透過と光散乱のい
ずれかの状態に切り替えられる反射光制御型の液晶層が
封入されているとともに、表示部内の所定部分が非表示
領域で、その他の部分が表示領域とされている液晶表示
装置において、 上記非表示領域として０．５×０．５ｍｍ以上の区画が
複数形成され、上記第１透明電極基板の内面側には、上
記非表示領域となる部分に光反射性を有する第１遮光膜
が形成されているとともに、上記第２透明電極基板の内
面側には、上記表示領域に対応して光吸収性を有する第
２遮光膜が設けられ、かつ、上記第２透明電極基板の背
面側には、バックライトが配置されていることを特徴と
する液晶表示装置。1. A first transparent electrode substrate on an observation surface side and a second transparent electrode substrate on a rear surface side opposed thereto are pressure-bonded via a peripheral sealing material so that a predetermined cell gap is generated between the substrates. A reflected light control type liquid crystal layer that is switched to one of light transmission and selective reflection, or light transmission and light scattering by a driving voltage applied in the cell gap is enclosed, and the display unit In a liquid crystal display device in which a predetermined part is a non-display area and the other part is a display area, a plurality of sections of 0.5 × 0.5 mm or more are formed as the non-display area, and the first transparent electrode substrate On the inner surface side, a first light-shielding film having light reflectivity is formed in a portion serving as the non-display area, and on the inner surface side of the second transparent electrode substrate, light is absorbed corresponding to the display area. Second shielding A liquid crystal display device comprising: a light film; and a backlight disposed on the back side of the second transparent electrode substrate.
微細な凹凸を有し、その表面上には上記凹凸を倣うよう
に光反射膜が形成されている請求項１に記載の液晶表示
装置。2. The method according to claim 1, wherein the first light-shielding film has fine irregularities on the surface on the liquid crystal layer side, and a light reflection film is formed on the surface so as to follow the irregularities. Liquid crystal display.
るニッケル選択メッキにより形成されている請求項２に
記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the light reflection film is formed by selectively plating nickel on the first light shielding film.
ック相転移型である請求項１ないし３のいずれか１項に
記載の液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is of a cholesteric-nematic phase transition type.
項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal layer is of a polymer dispersion type.
面側の上記非表示領域に対応する部分には、上記バック
ライトの使用時に所定の電圧が印加される背面照明用電
極がそれぞれ形成されている請求項５に記載の液晶表示
装置。6. A back-illumination electrode to which a predetermined voltage is applied when the backlight is used is formed in a portion corresponding to the non-display area on each inner surface side of the first and second transparent electrode substrates. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein:
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