(57)【要約】【課題】光照射されても表示品位の低下が抑制された表示装置を提供する。【解決手段】本発明の表示装置３０は、表示媒体層２と、表示媒体層２を介して互いに対向する第１電極１０および第２電極２２とを備える。第１電極１０は、第１導電層１２と、第１導電層１２を覆い、かつ、表示媒体層２に接する第１高分子膜１４とを有し、第２電極２２は第２導電層２４と、第２導電層２４を覆い、かつ、表示媒体層２に接する第２高分子膜２６とを有し、少なくとも一部の第１導電層１２の仕事関数は、第２導電層１２の仕事関数と異なり、第１高分子膜１４および第２高分子膜２６は、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示媒体層と、
前記表示媒体層を介して互いに対向する第１電極および第２電極とを備える表示装置であって、
前記第１電極は、第１導電層と、前記第１導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第１高分子膜とを有し、
前記第２電極は第２導電層と、前記第２導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第２高分子膜とを有し、
少なくとも一部の前記第１導電層の仕事関数は、前記第２導電層の仕事関数と異なり、
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下である、表示装置。
【請求項２】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、波長４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で、透過率が９７％以上である、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１導電層は反射導電層であり、
前記第２導電層は透明導電層である、請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１電極は第３導電層をさらに有し、前記第３導電層は透明導電層である、請求項１から３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示媒体層が液晶材料を含み、前記第１高分子膜および前記第２高分子膜はいずれも配向膜である、請求項１から４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示媒体層に印加される表示のための電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる、請求項１から５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記透明導電層はＩＴＯを含み、かつ、前記反射導電層はＡｌを含む、請求項３から６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記表示媒体層は、所定のオフセット電圧が付加された、周期的に極性が変化する交流電圧が印加されている、請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
光照射前後における前記第１電極の電極電位と前記第２電極電位との差の変化量が、中間調を表示するための印加電圧の１０％以下である、請求項１から８のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の表示装置を備える、携帯電子機器。
【請求項１１】
表示媒体層と、
前記表示媒体層を介して互いに対向する第１電極および第２電極とを備える表示装置であって、
前記第１電極は、第１導電層と、前記第１導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第１高分子膜とを有し、
前記第２電極は第２導電層と、前記第２導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第２高分子膜とを有し、
少なくとも一部の前記第１導電層の仕事関数は、前記第２導電層の仕事関数と異なり、
光照射前後における前記第１電極の電極電位と前記第２電極の電極電位との差の変化量が、中間調を表示するための印加電圧の１０％以下である、表示装置。
【請求項１２】
前記表示媒体層が液晶材料を含み、前記変化量の絶対値が２５０ｍＶ以下である、請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表示媒体層に印加される表示のための電圧が４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられ、前記変化量の絶対値が３０ｍＶ以下である、請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下である、請求項１１から１３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、波長４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で、透過率が９７％以上である、請求項１１から１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記第１導電層は反射導電層であり、
前記第２導電層は透明導電層である、請求項１１から１５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１７】
前記第１電極は第３導電層をさらに有し、前記第３導電層は透明導電層である、請求項１６に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜はいずれも配向膜である、請求項１１から１７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項１９】
前記表示媒体層に印加される表示のための電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられる、請求項１１から１８のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２０】
前記透明導電層はＩＴＯを含み、かつ、前記反射導電層はＡｌを含む、請求項１６から１９のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２１】
前記表示媒体層は、所定のオフセット電圧が付加された、周期的に極性が変化する交流電圧が印加されている、請求項１１から２０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２２】
請求項１１から２１のいずれかに記載の表示装置を備える、携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表示装置に関し、特に、表示媒体層の両側に配置された電極が仕事関数の互いに異なる導電層を含んでいる表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ等のＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器のポータブル化が進み、表示装置の低コスト化が重要な課題となってきている。この表示装置は、電気光学特性を有する表示媒体層を挟んで、一対の電極が設けられた構成を有し、電極間に電圧が印加されることによって表示が行われる。表示媒体層としては、液晶材料、エレクトロルミネッセンス、プラズマ、エレクトロクロミック等が使用されており、特に、表示媒体層に液晶材料を用いた液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）は、低消費電力で表示が可能であるために、最も実用化が進んでいる。
【０００３】
また近年、より低消費電力化の要求が高まり、通常バックライトを必要とする透過型液晶表示装置に代えて、外光を利用する反射型液晶表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００４】
特に反射型液晶表示装置は、現在、携帯電話等を含む携帯情報端末機器に普及している。さらに、あらゆる環境下でも表示認識が可能になるように、補助光源を備えた反射型液晶表示装置が開発されている。この補助光源を備えた構成としては、一般に、以下の２つの構成が挙げられる。
【０００５】
第１の構成は、反射型液晶表示装置の最表面（観察者側）に導光板を配置し、そのサイドにバックライト等に用いられている、冷陰極管、ＬＥＤ等の光源を配置し、サイドから入射した光を導光板で均一に反射型液晶表示装置に入射させるフロントライト方法を用いた構成である。
【０００６】
第２の構成は、反射型液晶表示装置の各画素電極の一部に透過電極領域を設け、かつ、表示装置の裏面（観察者側の反対側面）にバックライトを配置し、反射型表示と透過型表示の両方の機能を合せ持った半透過方式を用いた構成である。
【０００７】
上述した反射型液晶表示装置はいずれも、対向側基板の液晶層側表面に対向電極が形成されており、この対向電極は、ＩＴＯ等を含む透明導電層と配向膜とを有している。一方、ＴＦＴ等のスイッチング素子および画素電極が形成された画素側基板の液晶層側表面に、少なくともＡｌ等を含む反射機能を備えた反射導電層と配向膜とを有している。対向側基板および画素側基板が備える配向膜はいずれも、導電層を覆い、かつ、液晶層に接している。なお、本明細書においては、導電層および高分子膜を含み、かつ、表示媒体層に直接接して電圧を印加する構成要素を「電極」と称する。
【０００８】
この反射型液晶表示装置は、対向側基板と素子側基板とに、互いに仕事関数の異なる導電層が形成されている。対向側基板と素子側基板とに、仕事関数が互いに異なる導電層が形成されている場合、これら２つの導電層を互いに対向させて配置すると、図１０に示すように、仕事関数の違いから２つの導電層の間に電極電位差が発生する。通常の液晶表示装置は、上記電極電位差による直流電圧成分が液晶層に印加されないように、液晶層に印加する交流電圧にオフセット電圧を付加している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、対向側基板と素子側基板とに、仕事関数が互いに異なる導電層が形成されている場合、上述のオフセット電圧を印加した場合であっても、液晶表示装置を動作している間に液晶層に直流電圧成分が印加されるようになることがある。
【００１０】
本発明者が検討した結果、この直流電圧成分の発生は、配向膜が光によって変質することに起因していることが分かった。すなわち、画素電極および対向電極が備える配向膜が光劣化することによって、画素電極の見かけ上の電極電位、および、対向電極の見かけ上の電極電位が変化し、画素電極の電極電位と対向電極の電極電位との間に差が生じる。その結果、液晶層に直流電圧成分が印加される。この現象は、対向する２つの導電層が互いに異なる仕事関数を有している場合に生じる。
【００１１】
上記のように、画素電極と対向電極との間に電極電位差が生じることにより、液晶層に直流電圧成分が印加されると、輝度変化（フリッカ）が発生し、表示品位が低下する。また、直流電圧成分が長時間、液晶層に印加されると、液晶の信頼性にも悪影響を与える。
【００１２】
この現象を電極電位の差としてとらえるために、本明細書では、導電層および配向膜を含むものを「電極」として扱う。対向する２つの電極のそれぞれの電極電位の差は、後述するフリッカ消去法で求められる。なお、導電層の電極電位とは、導電材料によって決まる、導電材料に固有の電極電位を意味する。
【００１３】
本発明は、表示媒体層を挟んで対向するように配置された２つの電極がそれぞれ、仕事関数の互いに異なる導電層を備える表示装置において、光を照射しても、表示品位の低下が抑制された表示装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の表示装置は、表示媒体層と、前記表示媒体層を介して互いに対向する第１電極および第２電極とを備える表示装置であって、前記第１電極は、第１導電層と、前記第１導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第１高分子膜とを有し、前記第２電極は第２導電層と、前記第２導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第２高分子膜とを有し、少なくとも一部の前記第１導電層の仕事関数は、前記第２導電層の仕事関数と異なり、前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下であり、これにより、上記課題が解決される。
【００１５】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、波長４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で、透過率が９７％以上であることが好ましい。
【００１６】
たとえば、前記第１導電層は反射導電層であり、前記第２導電層は透明導電層である。
【００１７】
前記第１電極は第３導電層をさらに有し、前記第３導電層は透明導電層であってもよい。
【００１８】
前記表示媒体層が液晶材料を含み、前記第１高分子膜および前記第２高分子膜はいずれも配向膜であってもよい。
【００１９】
前記表示媒体層に印加される表示のための電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられてもよい。
【００２０】
例えば、前記透明導電層はＩＴＯを含み、かつ、前記反射導電層はＡｌを含む。
【００２１】
前記表示媒体層は、所定のオフセット電圧が付加された、周期的に極性が変化する交流電圧が印加されていてもよい。
【００２２】
光照射前後における前記第１電極の電極電位と前記第２電極電位との差の変化量が、中間調を表示するための印加電圧の１０％以下であることが好ましい。
【００２３】
携帯電子機器は、上述の表示装置を用いて好適に構成される。
【００２４】
本発明の表示装置は、表示媒体層と、前記表示媒体層を介して互いに対向する第１電極および第２電極とを備える表示装置であって、前記第１電極は、第１導電層と、前記第１導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第１高分子膜とを有し、前記第２電極は第２導電層と、前記第２導電層を覆い、かつ、前記表示媒体層に接する第２高分子膜とを有し、少なくとも一部の前記第１導電層の仕事関数は、前記第２導電層の仕事関数と異なり、光照射前後における前記第１電極の電極電位と前記第２電極の電極電位との差の変化量が、中間調を表示するための印加電圧の１０％以下であり、これにより、上記課題が解決される。
【００２５】
前記表示媒体層が液晶材料を含み、前記変化量の絶対値が２５０ｍＶ以下であることが好ましい。
【００２６】
前記表示媒体層に印加される表示のための電圧が４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられ、前記変化量の絶対値が３０ｍＶ以下であることが好ましい。
【００２７】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下であることが好ましい。
【００２８】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜は、波長４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で、透過率が９７％以上であることが好ましい。
【００２９】
例えば、前記第１導電層は反射導電層であり、前記第２導電層は透明導電層である。
【００３０】
前記第１電極は第３導電層をさらに有し、前記第３導電層は透明導電層であってもよい。
【００３１】
前記第１高分子膜および前記第２高分子膜はいずれも配向膜であってもよい。
【００３２】
前記表示媒体層に印加される表示のための電圧が、４５Ｈｚ以下の周波数で書き換えられてもよい。
【００３３】
前記透明導電層はＩＴＯを含み、かつ、前記反射導電層はＡｌを含んでもよい。
【００３４】
前記表示媒体層は、所定のオフセット電圧が付加された、周期的に極性が変化する交流電圧が印加されていてもよい。
【００３５】
携帯電子機器は、上述の表示装置を用いて好適に構成される。
【００３６】
以下、作用を説明する。
【００３７】
本発明の表示装置は、第１導電層の少なくとも一部の仕事関数が、第２導電層の仕事関数と異なっているため、第１導電層と第２導電層との間に電極電位差が生じる。表示装置に光が照射される前は、第１電極と第２電極との間の電極電位差は、第１導電層と第２導電層との間の電極電位差に等しい。
【００３８】
従来の表示装置では、表示装置に光が入射すると、第１高分子膜および第２高分子膜が変質することから、光照射前後で第１電極と第２電極との間の電極電位差が変化していた。従って、光照射前に第１電極と第２電極との間の電極電位差をキャンセルするように設定されたオフセット電圧を、光照射後に印加し続けると、光照射後に新たな電極電位差が生じ、表示品位の低下が問題になっていた。
【００３９】
これに対して本発明の表示装置によると、第１高分子膜および第２高分子膜の分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下であるので、表示装置に光が入射しても、第１高分子膜および第２高分子膜が変質しにくい。従って、光照射前後で、第１電極と第２電極との間の電極電位差の変化が十分小さい。結果として、良好な表示品位と信頼性を兼ね備えた表示装置を提供することができる。
【００４０】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
【００４１】
（実施形態１）
実施形態１は本発明を反射型液晶表示装置に適用したものである。図１は実施形態１の反射型液晶表示装置３０の断面図である。反射型液晶表示装置３０は、複数の画素を有するが、以下の説明は１画素について行う。
【００４２】
図１に示すように反射型液晶表示装置３０は、液晶層２と、液晶層２を挟んで対向するように配置された画素側基板４および対向側基板６とを有している。
【００４３】
画素側基板４は透明基板８の液晶層２側表面に、画素電極１０（第１電極）と、層間絶縁膜１６と、接続電極１８とを有している。画素電極１０は、反射導電層１２と、この反射導電層１２を覆い、かつ、液晶層２に接する画素側配向膜１４とを有している。反射導電層１２は反射性を有し、例えばＡｌから形成されている。なお、反射導電層１２はＡｌ以外にも、銀、銅、またはクロム等の反射性を有する導電材料を用いても形成できる。画素側配向膜１４は、液晶層２の液晶分子を所定の方向に配向させるためのものであり、例えば、ポリイミドなどの高分子材料を用いて形成されている。層間絶縁膜１６にはコンタクトホール２８が設けられており、このコンタクトホール２８を介して反射導電層１２と接続電極１８とが電気的に接続されている。また、層間絶縁膜１６の液晶層２側表面には、光拡散用の凹凸が形成されており、この凹凸を反映した表面プロファイルを有する反射導電層１２が外光を拡散反射する。
【００４４】
対向側基板６は透明基板８の液晶層２側表面に、対向電極２２（第２電極）を有している。対向電極２２は、透明導電層２４と、この透明導電層２４を覆い、かつ、液晶層２に接する対向側配向膜２６とを有している。透明導電層２４には例えば、酸化インジウムおよび酸化錫を主成分とする透明導電膜（以下ＩＴＯ）が用いられている。なお、ＩＴＯ以外に、透明性を有する他の導電性膜を利用することができる。
【００４５】
反射型液晶表示装置３０では、透明導電層２４と反射導電層１２とが、互いに異なる導電材料から形成されており、これらの導電材料は仕事関数が異なる。したがって、画素電極１０と対向電極２２との間に電極電位差が生じている。
【００４６】
反射型液晶表示装置３０は、画素側配向膜１４および対向側配向膜２６が、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下である高分子膜であることを１つの特徴としている。配向膜が上記特徴を有する高分子膜であることにより、液晶表示装置３０に光が照射しても、画素側配向膜１４および対向側配向膜２６の変質が抑制される。これにより、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差が、光照射前後で変動するのを抑制できる。結果として、光照射による表示品位の劣化が抑制される。なお、本発明において、表示品位の劣化を抑制できる「光照射」の程度は、照度１０万ルクス以下、および、照射時間８時間以下の白色光の照射をいう。
【００４７】
以下、本実施形態の反射型液晶表示装置３０を、従来の反射型液晶表示装置と比較しながら、より詳細に説明する。ここで、従来の反射型液晶表示装置とは、図１に示した反射型液晶表示装置３０と同様の構成を有しているが、画素側配向膜および対向側配向膜が、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４を上回る高分子膜である点で本実施形態の反射型液晶表示装置３０と異なる。
【００４８】
上述したように反射型液晶表示装置３０は、画素電極１０が備える反射導電層１２と、対向電極２２が備える透明導電層２４とが互いに異なる導電材料から形成されている。反射導電層１２と透明導電層２４とを対向させた場合、反射導電層１２と透明導電層２４との間に電極電位差が生じる。これは、反射導電層１２を構成する導電材料と、透明導電層２４を構成する導電材料との、仕事関数が互いに異なるためである。
【００４９】
図２は、反射導電層１２および透明導電層２４の、それぞれのエネルギー準位（または電極電位）および仕事関数を示す図である。Ｔ＝０Ｋの下で、金属は、フェルミ準位よりも低い全てのエネルギー準位が電子で満たされており、フェルミ準位よりも高い全てのエネルギー準位は空である。仕事関数とは、電子を金属内部から外へ引き出すのに必要なエネルギーであり、図２に示すように、真空準位と金属のフェルミ準位とのエネルギー差に対応する。図２に示すように、透明導電層２４の仕事関数は、一般に反射導電層１２の仕事関数よりも大きい。
【００５０】
上述した反射導電層１２と透明導電層２４との間の仕事関数の差から生じる電極電位差を補償するように、反射型液晶表示装置３０は、液晶層２に印加する交流電圧に、直流成分のオフセット電圧が印加されている。
【００５１】
従来、このオフセット電圧が印加された反射型液晶表示装置に光が入射すると、画素電極１０および対向電極２２がそれぞれ備える画素側配向膜１４および対向側配向膜２６が変質し、これにより、画素電極１０と対向電極２２との間に新たな電極電位差が生じていた。以下、この従来の反射型液晶表示装置について、図３を参照してより詳細に説明する。
【００５２】
図３は、従来の反射型液晶表示装置の液晶層を光照射した場合の画素電極と対向電極との電極電位差の大きさを示す図である。図３の電極電位差Ａは、光照射前の画素電極の電極電位と対向電極の電極電位との差の大きさを示している。電極電位差Ｂは、光照射後の画素電極の電極電位と対向電極の電極電位との差の大きさを示している。
【００５３】
従来の反射型液晶表示装置に光が入射すると、図３に示すように、画素電極と対向電極との間の電極電位差は、ＡからＢに変動する。これは、光照射により、画素電極が備える画素側配向膜と、対向電極が備える対向側配向膜とが変質することによるものである。光照射による上記電極電位差の変化は、画素電極が備える反射導電層と、対向電極が備える透明導電層とが互いに異なる仕事関数を有する場合に生じる。
【００５４】
従って、電極電位差Ａをキャンセルするように設定された直流電圧成分のオフセット電圧が印加されている反射型液晶表示装置に光が入射すると、電極電位差Ｃ（＝｜Ａ−Ｂ｜）の大きさに対応する直流電圧成分が液晶層に印加されることになる。液晶層に直流電圧成分が印加されることにより、従来の液晶表示装置は、輝度変化（フリッカ）が発生し、表示品位が低下していた。
【００５５】
これに対して、反射型液晶表示装置３０は上述したように、画素側配向膜１４および対向側配向膜２６が、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下である高分子膜である。この反射型液晶表示装置３０によると、光照射による画素側配向膜１４および対向側配向膜２６の変質が抑制されるので、光照射前後での、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化が抑制される。すなわち、図３で示した電極電位差の変化分Ｃが、十分小さい。
【００５６】
従って、光照射前に画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差をキャンセルするように設定されたオフセット電圧を、光照射後に印加し続けた場合であっても、画素電極１０と対向電極２２との間に新たな電極電位差が生じるのが抑制される。従って、直流電圧成分が液晶層に印加されることが抑制されるので、表示品位の劣化が抑制される。
【００５７】
次に、配向膜のベンゼン環密度を上記の範囲を設定することによって、表示品位の劣化が抑制される理由について、実験結果を参照しながら説明する。
【００５８】
まず、どの波長の光が液晶表示装置に入射することによって、配向膜が変質するのかを確認するための実験を行った。図４に示すように、青色（４７０ｎｍ）、緑色（５３５ｎｍ）、および赤色（６５５ｎｍ）の光源を用いて、光照射前後における画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化を時間の経過と共に検出した。図４のグラフの縦軸は画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差を示し、横軸は各光源の照射時間を示している。電極電位差の変化の検出には、後述するフリッカ消去法を用いた。光源には、日亜化学製（青色：ＮＳＰＢ５００Ｓ、φ＝５、緑色：ＮＳＰＧ５００Ｓ、φ＝５）および、スタンレー電子製（赤色：Ｈ−３０００Ｌ）のＬＥＤを用いた。
【００５９】
図４に示す結果より、可視光領域の特に短い波長領域の光が照射された場合に、電極電位差が大きく変化することが分かった。このことから、電極電位差の変化を十分小さくするには、可視光領域の特に短波長側の吸収を抑えた配向膜を用いることが好ましいことが分かった。
【００６０】
ベンゼン環密度を変化させた各配向膜材料を用いて、分光特性の測定を行った。ベンゼン環密度とは分子量１００当たりのベンゼン環の数を示す。図５に結果を示す。図５のグラフの縦軸に配向膜の透過率を示し、横軸に波長を示す。図５に示すように、可視光領域の短波長側の吸収は、ベンゼン環密度に依存しており、ベンゼン環密度を小さくするほど、可視光領域の短波長成分の光の吸収が抑制される。なお、図５は、配向膜の厚さが１０００Åである場合の結果である。
【００６１】
配向膜のベンゼン環密度を様々に変化させて、光照射前後の画素電極１０と対向電極２２との電極電位差の変化を検出した。この電極電位差の変化は、後述するフリッカ消去法によって検出した。結果を図６に示す。図６に示すように、配向膜のベンゼン環密度を小さくした場合、電極電位差の変化を小さくすることができる。
【００６２】
下記に説明する実験により、フリッカが視認される電極電位差の変化の値は、液晶表示装置の駆動周波数に依存することが分かった。
【００６３】
反射型液晶表示装置３０の駆動周波数を３〜７０Ｈｚの範囲で変化させて、フリッカが視認される電極電位差の変化量を検出した。反射型液晶表示装置３０の駆動周波数は、反射型液晶表示装置３０に電圧を印加し、任意波形発生装置の出力周波数を変化させることで変化させた。
【００６４】
駆動周波数を６０Ｈｚ以上に設定した場合、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差が２５０ｍＶを超えて変化すると、フリッカが視認された。一方、駆動周波数を４５Ｈｚ以下に設定した場合、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差が３０ｍＶを超えて変化すると、フリッカが視認された。駆動周波数を７０Ｈｚから段階的に減少させていくと、フリッカが視認される上記電極電位差の変化量が段階的に小さくなり、駆動周波数が４５Ｈｚ付近では、フリッカが視認される電極電位差の変化量が急峻に且つ連続的に変化した。液晶表示装置の駆動周波数が小さいほど、電極電位差の変化量が小さくてもフリッカが視認されることが分かった。
【００６５】
上記の実験結果より、反射型液晶表示装置３０の駆動周波数が一般的な値である６０Ｈｚ程度である場合（すなわち、反射型液晶表示装置３０の液晶層２に印加される表示のための電圧が６０Ｈｚ程度の周波数で書き換えられる場合）、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化量を±２５０ｍＶ以下に設定すれば、フリッカの発生が観察されない反射型液晶表示装置を提供できることが分かった。従って図６より、画素電極１０および対向電極２２がそれぞれ備える配向膜のベンゼン環密度を、０．４以下にすればよいことが分かった。
【００６６】
また、上記ベンゼン環密度が０．４以下である配向膜は、図５に示すように、波長４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で、９７％以上の透過率を有している。従って、画素電極１０および対向電極２２がそれぞれ備える配向膜は、膜厚が５００〜１５００Åの範囲にあるときに、透過率が約９７％以上であることが好ましいことが分かった。
【００６７】
さらに上記の実験結果より、反射型液晶表示装置３０の駆動周波数が、低周波駆動に一般的に用いられる４５Ｈｚ程度である場合（すなわち、反射型液晶表示装置３０の液晶層２に印加される表示のための電圧が６０Ｈｚ程度の周波数で書き換えられる場合）、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化量を±３０ｍＶ以下にすれば、フリッカの発生が観察されない反射型液晶表示装置を提供することができることが分かった。従って図６より、画素電極１０および対向電極２２がそれぞれ備える配向膜のベンゼン環密度を０．４以下にすればよいことが分かった。また、上記ベンゼン環密度が０．４以下である配向膜は、波長４００ｎｍから５００ｎｍの範囲で、９７％以上の透過率を有している。
【００６８】
なお、上述した駆動周波数とフリッカの視認性との関係は、画素の配列方法に依存する。上述した駆動周波数とフリッカの視認性の関係は、画素の配列がストライプ状である場合に対応している。デルタ配列や、その他のフリッカを視認しにくい配列では、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化量が上述した値よりも大きい場合であっても、フリッカが視認されない場合がある。従って、配向膜のベンゼン環密度の好ましい範囲は、画素の配列方法に依存して変動する。
【００６９】
画素配列を工夫することにより、フリッカを視認しにくくすることができるが、駆動周波数を下げるにつれて、フリッカが視認されやすくなる（すなわち、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化量が小さくてもフリッカが視認される）傾向は変わらない。また、上記駆動周波数とフリッカの視認のしやすさは、人の視力に依存し、フリッカが見える、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化量の絶対値は、人の視力によって若干異なる。視力が良い人は、少ない変化量でフリッカを視認する傾向がある。
【００７０】
また、フリッカの視認性は、液晶表示装置の透過率にも依存する。上述の説明では、例えば、液晶表示装置の駆動周波数が約６０Ｈｚ程度のときに、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差が±２５０ｍＶ以上変化すると、目視でフリッカが観察されるようになる、または、駆動周波数が４５Ｈｚ程度のときに、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差が±３０ｍＶ以上変化するとフリッカの発生が視認されるとしたが、これらはいずれも、液晶表示装置の中間調表示での結果である。以下、図７を参照して、液晶表示装置の透過率と、フリッカの視認性との関係を説明する。
【００７１】
図７は、液晶表示装置の電圧―透過率特性を示すグラフである。横軸は電圧を示し、縦軸は透過率（明るさ）を示す。パネルの明状態をＶ１００％、暗状態をＶ０％と定義する。
【００７２】
中間調であるＶ５０％で、輝度変化であるフリッカを確認すると、Ｖ１００％やＶ０％付近よりもフリッカを視認しやすい。これは、図７に示すように、表示装置に非対称電圧が印加された際、非対称性の電圧ズレ幅が、Ｖ０％またはＶ１００％付近（図７の非対称性Ｅ）と、Ｖ５０％（図７の非対称性Ｄ）とで同じ場合でも、Ｖ５０％では、輝度変化（図７の輝度変化Ｆ）がより大きく発生するためである。一方、Ｖ０％またはＶ１００％の付近では、ズレ幅が非対称性Ｄと同じ幅の非対称性電圧（非対称性Ｅ）が印加されても、輝度変化が小さい。
【００７３】
このことから、中間調であるＶ５０％の明るさでフリッカを観察するのが最適であり、本実施形態では、Ｖ５０％である中間調で、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差の変化量を確認した。図６は、反射型液晶装置３０の明るさがＶ５０％になるように電圧を印加し、反射型液晶装置３０に光が入射した際に、配向膜が変質することで発生する電極電位差の変化量を、後述するフリッカ消去法によって算出した結果である。
【００７４】
例示した表示装置では、駆動振動数が６０Ｈｚのとき、フリッカが視認される電極電位差の変化量の臨界値は２５０ｍＶであり、駆動振動数が４５Ｈｚのとき、フリッカが視認される電極電位差の変化量の臨界値は３０ｍＶであった。また、この表示装置の中間調電圧（Ｖ５０％）は、２．５Ｖであった。従って、駆動振動数が６０Ｈｚのときの臨界値は、中間調電圧に対して１０％であり、駆動振動数が４５Ｈｚのときの臨界値は、中間調電圧に対して１．２％である。フリッカが視認される電極電位差の変化量の臨界値は、表示装置に特有の電圧―透過率特性（図７）に依存して変動するので、一般的には、駆動振動数が６０Ｈｚのとき中間調電圧の１０％以下であることが好ましく、駆動振動数４５Ｈｚのとき中間調電圧の２％以下であることが好ましく、１．２％以下であることがさらに好ましい。
【００７５】
次に、図８を参照してフリッカ消去法を説明する。図８は、フリッカ検出装置４０を模式的に示す。
【００７６】
まず、フォトマルチメーター等の光検出器４２を用いて、検出光であるフリッカを電圧に変換する。次に、電圧に変換された光学波形を、デジタルオシロスコープ４４等の機器に入力し、描画する。図８に示すように、輝度変化であるフリッカは、ノコギリ波の様な光学波形で描画される。この非対称成分を除去するために、表示のために印加する交流電圧に、オフセット電圧である直流電圧を付加する。このオフセット電圧は、デジタルオシロスコープ等で描画される光学波形の上下変化が最小になるように設定されたものである。オフセット電圧を印加することにより、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差による非対称成分を除去する。
【００７７】
図６の結果は、このフリッカ消去法を用いて、下記の方法で算出した。
【００７８】
まず、様々なベンゼン環密度を有する配向膜１４および２６を備えた複数の反射型液晶表示装置３０を用意し、この液晶表示装置３０を光照射する前に、フリッカ消去法によってオフセット電圧を決定する。決定された所定のオフセット電圧を、液晶表示装置３０の表示用電圧に付加する。このオフセット電圧は、画素側導電層１２および対向側導電層２４の仕事関数が互いに異なることから、画素電極１０と対向電極２２との間に生じる電極電位差に対応する。上記オフセット電圧が印加されることによって、反射型液晶表示装置３０は、電圧の非対称成分が除去される。
【００７９】
次に、オフセット電圧が印加されている上記複数の反射型液晶表示装置３０に、照射量および照射時間を一定にして、光を照射する。光照射により、画素電極１０と対向電極２２との間に新たに電極電位差が生じる。この電極電位差は、配向膜のベンゼン環密度によって、それぞれ異なる。この電極電位差をキャンセルするように、再度、上述したフリッカ消去法によってオフセット電圧を決定する。このオフセット電圧が、図６のグラフの縦軸に示された、光照射前後の電極電位差の変化量に対応する。
【００８０】
上記実験における液晶表示装置に対する光照射としては、例えば、屋外で晴天の日に太陽光が液晶表示装置に入射した環境条件を想定している。その際の太陽が照射された液晶表示装置の照度は約１０万ルクスである。上記実験では、擬似的な実験を行うために、外光の波長特性とよく似た特性を持つ蛍光灯を用いた。蛍光灯には、３波長管蛍光灯を用いた。具体的には、シャープ製蛍光灯スタンド（ＬＳ−Ｕ２２８）、ランプ（ＦＰＬ２７ＥＸ−Ｎ：２５ワット）を用いた。液晶表示装置に対する照度を調整するために、上記光源と液晶表示装置との距離および／または、光源の光強度（ランプ交換を行う）を調整することにより、液晶表示装置に対する照度を、液晶表示装置に太陽光が照射した場合の照度に近づけて実験を行った。なお、本実験では蛍光灯を用いたが、この他にも、外光の波長特性と同様の波長特性を有する任意のランプを使用できる。以上説明した方法により、図６に示す結果が得られた。
【００８１】
（実施形態２）
実施形態１では、本発明を反射型液晶表示装置に適用した例を説明したが、実施形態２では本発明を半透過型液晶表示装置に適用する例を説明する。なお、図１の液晶表示装置３０と同様の機能を有する構成要素に同一の参照番号を付し、説明を省略する。
【００８２】
図９は実施形態２の半透過型液晶表示装置５０の断面図を示す。なお、半透過型液晶表示装置５０の詳細は、例えば、特開平１１−１０１９９２号公報に説明されている。
【００８３】
半透過型液晶表示装置５０は、液晶層２と、液晶層２を挟んで対向するように配置された画素側基板４および対向側基板６とを有する。
【００８４】
画素側基板４は画素電極１０を有する。画素電極１０は、反射導電層１２Ｒおよび透明導電層１２Ｔと、反射導電層１２Ｒおよび透明導電層１２Ｔを覆い、かつ、液晶層２に接する画素側配向膜１４とを有している。画素電極１０が、反射導電層１２Ｒおよび透明導電層１２Ｔを備えるため、半透過型液晶表示装置５０は、反射モードおよび透過モードの両方で表示できる。透明導電層１２Ｔは例えばＩＴＯで形成されており、透明導電層１２Ｔが形成された領域は、透過モードで表示が行われる。反射導電層１２Ｒは例えばＡｌで形成されており、反射導電層１２Ｒが形成された領域は、反射モードで表示が行われる。
【００８５】
一方、対向側基板６は対向電極２２を有し、対向電極２２は、透明導電層２４と、透明導電層２４を覆い、かつ、液晶層２に接する対向側配向膜２６とを有している。透明導電層２４は、例えばＩＴＯから形成されている。
【００８６】
なお、透明導電層および反射導電層は、実施形態１で説明したように、上記以外の様々な導電材料を用いて形成することができる。
【００８７】
この半透過型液晶表示装置５０では、反射導電層１２Ｒと、透明導電層２４とが、互いに異なる導電材料から形成されており、これらの導電材料は仕事関数が異なる。したがって、画素電極１０と対向電極２２との間に電極電位差が生じている。
【００８８】
画素側配向膜１４および対向側配向膜２６は、実施形態１と同様に、分子量１００当たりのベンゼン環の数が０．４以下である高分子膜である。従って、液晶表示装置５０に光が照射しても、画素側配向膜１４および対向側配向膜２６の変質が抑制される。これにより、画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差が、光照射前後で変動するのを抑制できる。
【００８９】
これにより、光照射前に画素電極１０と対向電極２２との間の電極電位差をキャンセルするように設定されたオフセット電圧を、光照射後に印加し続けた場合であっても、画素電極１０と対向電極２２との間に新たな電極電位差が生じるのが抑制される。従って、光照射によって直流電圧成分が液晶層に印加されることが抑制されるので、表示品位の劣化が抑制される。
【００９０】
上述の実施形態１および２ではそれぞれ、反射型液晶表示装置および半透過型液晶表示装置に、本発明を適用した場合を例示したが、本発明は、液晶層を挟んで対向するように配置された２つの電極がそれぞれ、互いに仕事関数の異なる導電層を有する液晶表示装置であれば、任意の液晶表示装置に適用可能である。
【００９１】
また、上記対向する２つの電極のうち、一方の電極が備える高分子膜と、他方の電極が備える高分子膜とは、ベンゼン環密度が上述した範囲内にあれば、同一のものを用いても、異なるものを用いても良いが、配向膜が異なると、不純物が吸着するなどの問題が発生する場合があるので、同じ配向膜を用いる方が望ましい。
【００９２】
さらに本発明は、液晶表示装置に限らず、表示媒体層を挟んで対向するように配置された電極層がそれぞれ、互いに仕事関数の異なる導電層を有する表示装置であれば、電気泳動表示装置や、トナー表示装置等の任意の表示装置に適用可能である。
【００９３】
【発明の効果】
本発明によれば、表示媒体層を挟んで対向するように配置された２つの電極がそれぞれ、仕事関数の互いに異なる導電層を備える表示装置において、光を照射しても、表示品位の低下を抑制することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の反射型液晶表示装置の断面図である。
【図２】反射導電層および透明導電層の、それぞれのエネルギー準位および仕事関数を示す図である。
【図３】従来の反射型液晶表示装置の液晶層を光照射した場合の画素電極と対向電極との電極電位差の大きさを示す図である。
【図４】画素電極と対向電極との間の電極電位差と、照射時間との関係を示すグラフである。
【図５】配向膜の透過率と、波長との関係を示すグラフである。
【図６】画素電極と対向電極との間の電極電位差と、配向膜のベンゼン環密度との関係を示すグラフである。
【図７】反射型液晶表示装置の透過率特性を示すグラフである。
【図８】フリッカ検出装置を模式的に示す図である。
【図９】実施形態２の半透過型液晶表示装置の断面図を示す図である。
【図１０】電極電位差の発生を模式的に示す図である。
【符号の説明】
２　液晶層
４　画素側基板
６　対向側基板
８　透明基板
１０　画素電極
１２　反射導電層
１２Ｒ　反射導電層
１２Ｔ　透明導電層
１４　対向側配向膜
１６　層間絶縁膜
１８　接続電極
２２　対向電極
２４　透明導電層
２６　対向側配向膜
２８　コンタクトホール
３０　反射型液晶表示装置
４２　光検出器
４４　デジタルオシロスコープ
５０　半透過型液晶表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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