JP2004125962A

JP2004125962A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004125962A
Application number: JP2002286976A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Noritake; 則武　和人
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】２重像の発生が少なく、且つ外光及びバックライト部の光利用効率を向上させた液晶表示装置を提供することを課題とする。
【解決手段】液晶表示装置は、液晶パネル部Ａ及びバックライト部Ｂとの間にポリマーネットワーク液晶部Ｃが設けられている。ポリマーネットワーク液晶部Ｃには、一対のガラス基板１１に液晶・高分子複合材料であるポリマーネットワーク液晶を封じ込めたポリマーネットワーク液晶層１２が形成されている。一対のガラス基板１１は、電源１３及びスイッチ１４を介して互いに接続されている。ガラス基板１１に電圧を印加すると、液晶分子部１２ａの液晶分子が電界方向に配向して、入射された光を透過する。電圧を印加しないと、液晶分子部１２ａの液晶分子がポリマーネットワーク部１２ｂのポリマーネットワーク表面に沿って向きを変えて、入射された外光Ｌ１を散乱させて反射し、後方散乱光Ｌ２が形成される。
【選択図】　　　　図１

Description

【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、とくに、外光を利用しつつ、適宜、内部のバックライト部からの光を利用する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から液晶表示装置には、外光を利用しつつ、適宜、内部のバックライト部からの光を利用して、視認性を確保しつつ省電力化を図ったものがある
図３にこの種の液晶表示装置の縦断面を示す。
この液晶表示装置は、液晶パネル部Ａと、その背後に設けられたバックライト部Ｂとを備えている。
液晶パネル部Ａは、一対のガラス基板１上にそれぞれ形成された透明電極２により液晶を封じ込めて液晶層３を形成し、ガラス基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成される。
バックライト部Ｂは、透明基板５上に、透明性電極６、有機発光層７及び反射性電極８が順次積層された有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子で構成される。有機発光層７は、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加することにより発光し、その光がバックライトとして利用される。また、反射性電極８は液晶パネル部Ａに入射した外光または有機発光層７で発光した光を反射して液晶パネル部Ａに出射する。
【０００３】
このような液晶表示装置において、外光の光量が多い明るい場所では、外光のみの光を利用した液晶表示を行う。すなわち、バックライト部Ｂでの発光を行わず、液晶パネル部Ａに入射した外光が、バックライト部Ｂの最後方にある反射性電極８で反射し、この反射光が有機発光層７、透明性電極６、透明基板５を透過した後、液晶パネル部Ａに再度入って、液晶層３の配向状態に応じた表示光が液晶パネル部Ａから出射され液晶表示が行われる。
一方、外光の光量が少ない暗い場所では、バックライト部Ｂでの発光をも利用して液晶表示を行う。すなわち、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加して有機発光層８を発光させ、その光が直接または反射性電極８で反射して、液晶パネル部Ａに入り液晶層３の配向状態に応じた液晶表示が行われる。
このように、外光が弱い場合のみバックライト部Ｂでの発光を利用して液晶表示の視認性を確保し、外光が強い場合はバックライト部Ｂを発光させず電力消費を抑えている。
【０００４】
ところが、上述したような液晶表示装置では、バックライト部Ｂの反射性電極８の表面が平滑面を有し、入射する外光を鏡面のように反射するため、外光の向きに応じた特定方向の反射光の強度が強くなり、照明が不均一になると共に液晶パネル部Ａの視野角が狭くなってしまう。そこで、例えば特許文献１に示される液晶表示装置では、液晶パネル部Ａとバックライト部Ｂとの間に拡散板を配置し、透過する外光の方向を拡散させ、均一な照明を行うと共に液晶パネル部Ａの視野角の拡大を図っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−５００３１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、液晶パネル部Ａに入射した外光は、液晶パネル部Ａを透過した後、拡散板で様々な方向に散乱して、バックライト部Ｂの透明基板５、透明性電極６、有機発光層７を透過し、反射性電極８で反射し、さらに、その逆の経路を辿って、液晶パネル部Ａに戻されて利用される。このため、外光が通過する上述した各要素において光損失が発生し、外光の光量が減少し光利用効率が低下してしまうという問題があった。
また、バックライト部Ｂはある程度の厚みを有するため、液晶パネル部Ａに入った外光の入射光により形成される像と、液晶パネル部Ａに入った外光が反射性電極８により反射して液晶パネル部Ａに戻った反射光により形成される像との２重像が液晶パネル部Ａから表示されるという問題点もあった。
さらに、バックライト部Ｂでの発光を利用して液晶表示を行う場合は、発光した光が拡散板を透過することにより光損失が発生し、液晶パネル部Ａに届く光量が減少するという問題もあった。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、２重像の発生が少なく、且つ外光及びバックライト部の光利用効率を向上させた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】
この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル部と、液晶パネル部を照明するバックライト部とを備えた液晶表示装置において、液晶パネル部とバックライト部との間に、電圧印加の有無により後方光散乱と光透過とのいずれかが選択されるポリマーネットワーク液晶部を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
好ましくは、ポリマーネットワーク液晶部は、電圧除去時に、液晶パネル部からポリマーネットワーク液晶部に入射した外光を散乱させて液晶パネル部に向かって反射し、電圧印加時に、バックライト部からポリマーネットワーク液晶部に入射した光を液晶パネル部に向かって透過するのが望ましい。
バックライト部は、基板上に透明性電極、有機発光層、反射性電極が積層された有機ＥＬ素子を備えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の実施の形態に係る液晶表示装置の全体構造を示す。
この液晶表示装置は、液晶パネル部Ａとバックライト部Ｂと、これらの間に配置されたポリマーネットワーク液晶部Ｃとを備えている。
液晶パネル部Ａは、一対のガラス基板１上にそれぞれ形成された透明電極２により液晶を封じ込めて液晶層３を形成し、ガラス基板１の外側に偏光板４を貼り付けて構成される。
バックライト部Ｂは、ガラスの透明基板５上に、透明性電極６、有機発光層７及び反射性電極８が順次積層された有機ＥＬ素子で構成される。透明性電極６は、外光及び有機発光層で発光される光を透過する例えばＩＴＯで形成されている。有機発光層７は、有機ＥＬ薄膜からなり、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加することにより発光し、その光がバックライトとして利用される。また、反射性電極８は、有機発光層７を駆動するための電極及び光反射板として機能し、光反射性を有する金属、例えばＭｇＩｎの薄膜からなる鏡面を備える。液晶パネル部Ａに入射した外光または有機発光層７で発光した光の一部が、この反射性電極８に反射して液晶パネル部Ａに出射する。
【００１１】
ポリマーネットワーク液晶部Ｃには、一対のガラス基板１１により液晶・高分子複合材料であるポリマーネットワーク液晶を封じ込めたポリマーネットワーク液晶層１２が形成されている。一対のガラス基板１１は、電源１３及びスイッチ１４を介して互いに接続されている。ポリマーネットワーク液晶部Ｃとしては、例えば、大日本インキ化学工業（株）製のＰＮＬＣＤを用いることができる。
ポリマーネットワーク液晶層１２は、液晶分子部１２ａとポリマーネットワーク部１２ｂとが混在して構成される。一対のガラス基板１１に電圧を印加すると、液晶分子部１２ａの液晶分子が電界方向に配向し、液晶分子とポリマーネットワークとの屈折率が一致するため、入射された光が透過する。一方、電圧を印加しないと、液晶分子部１２ａの液晶分子がポリマーネットワーク部１２ｂのポリマーネットワーク表面に沿って向きを変え、それにより液晶分子とポリマーネットワークとの屈折率の不一致を起こし、入射された光は散乱反射され、いわゆる後方光散乱が生じる。
【００１２】
次に、この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の作用を図１及び２に基づいて説明する。
外光を利用して液晶表示を行う場合、図１に示されるように、スイッチ１４を開きガラス基板１１間に電圧が印加されない状態にする。
この場合、液晶パネル部Ａに入射した外光Ｌ１は、ポリマーネットワーク表面に沿って向きを変えた液晶により光散乱した状態で液晶パネル部Ａに向かって反射され、後方散乱光Ｌ２として液晶パネル部Ａに再度入って、液晶層３の配向状態に応じた表示光が液晶パネル部Ａから出射され液晶表示が行われる。
【００１３】
このように、液晶パネル部Ａに入射した外光Ｌ１は、ポリマーネットワーク液晶部Ｃで反射し、後方散乱光Ｌ２として液晶パネル部Ａに戻される。したがって、従来のように、バックライト部Ｂの有機ＥＬ素子の透明基板５、透明性電極６、有機発光層７を透過し、反射性電極８で反射して再度、有機発光層７、透明性電極６、透明基板５を透過して液晶パネル部Ａに戻されるという経路を経ることがないので、有機ＥＬ素子の各要素で光エネルギーが吸収されることがなく、外光の光量が減少しにくく光利用効率が低下しにくい。
また、液晶パネル部Ａからポリマーネットワーク液晶部Ｃまでの距離が、液晶パネル部Ａから有機ＥＬ素子の反射性電極８までの距離よりも短いため、外光の直接光とポリマーネットワーク液晶部Ｃでの反射光との光路差が短くなるので、２重像の発生が少なくなる。
さらに、液晶パネル部Ａから入射した外光Ｌ１は、ポリマーネットワーク液晶部Ｃで散乱反射されるため、液晶表示装置の視野を広げることができ、反射面の金属光沢を低減することができる。
【００１４】
一方、バックライト部Ｂでの発光を利用して液晶表示を行う場合、図２に示されるように、スイッチ１４を閉じガラス基板１１間に電圧が印加された状態にする。
この場合、ポリマーネットワーク液晶部Ｃでは、電界方向に配向した液晶分子により光を透過する状態が形成されている。そのため、透明性電極６と反射性電極８との間に電圧を印加して有機発光層７が発光すると、その光Ｌ３は、ポリマーネットワーク液晶部Ｃを液晶パネル部Ａに向かって透過し、液晶層３の配向状態に応じた液晶表示が行われる。
このように、ポリマーネットワーク液晶部Ｃの液晶は、電界方向に配向しているので、ポリマーネットワーク液晶部Ｃでの光損失が少ない。
【００１５】
上述した実施の形態においてバックライト部Ｂとして有機ＥＬ素子を用いたが、これに限るものではなく、ランプ及び導光板等で構成される照明装置を用いることもできる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置は、液晶パネル部とバックライト部との間に、電圧印加の有無により後方光散乱と光透過とのいずれかが選択されるポリマーネットワーク液晶部を設けたので、２重像の発生が少なく、且つ外光及びバックライト部の光利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置の構成及び電圧を印加しない状態を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る液晶表示装置に印加した状態を示す縦断面図である。
【図３】従来の液晶表示装置の構成を示す縦断面図である。
【符号の説明】
５…透明基板、６…透明性電極、７…有機発光層、８…反射性電極、Ａ…液晶パネル部、Ｂ…バックライト部、Ｃ…ポリマーネットワーク液晶部。

Claims

液晶パネル部と、液晶パネル部を照明するバックライト部とを備えた液晶表示装置において、
液晶パネル部とバックライト部との間に、電圧印加の有無により後方光散乱と光透過とのいずれかが選択されるポリマーネットワーク液晶部を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
ポリマーネットワーク液晶部は、
電圧除去時に、液晶パネル部からポリマーネットワーク液晶部に入射した外光を散乱させて液晶パネル部に向かって反射し、
電圧印加時に、バックライト部からポリマーネットワーク液晶部に入射した光を液晶パネル部に向かって透過する請求項１に記載の液晶表示装置。
バックライト部は、基板上に透明性電極、有機発光層、反射性電極が積層された有機ＥＬ素子を備えた請求項１または２に記載の液晶表示装置。